活性炭生产工艺简介PPT讲稿

活性炭生产工艺简介课件
活性炭的应用及发展过程
• 活性炭是含碳的物质经过炭化和活化制成的多孔
性人造炭质吸附剂。它具有发达的孔隙结构和巨 大的比表面积，可用作吸附剂，催化剂和催化剂 载体。
• 活性炭作为人造材料，是在1900年到1901年发
明的，其发明者是拉费尔·王·奥斯特莱科，他采 用化学活化法和物理活化法制造活性炭而获得专 利。 1911年，门高德博士在维也纳附近的工厂 首次将活性炭工业化生产。当时的产品是粉状活 性炭，这是世界上第一家工业化生产工厂。
• 回顾世界活性炭的发展历史，有两个主要的事件推动了活性炭事业的发
展，一是第一次世界大战化学武器的应用；二是1927年发生在美国芝加 哥自来水厂的饮用水恶臭事件。
• 1914年欧洲爆发了第一次世界大战，1915年4月22日，德国军队在欧
洲战场伊普番河上使用了毒气；5月18日，在华沙附近的拉夫卡河又向俄 国军队施放了毒气 。1915年德军在比利时对毫无准备的英法联军使用 6000个钢瓶施放化学毒气氯气18万公斤，造成士兵伤15000余人，其中 约5000人丧生。有“矛”必然会发明“盾”，有化学毒气必然会发明防 毒武器。两个星期后，军事科学家就发明了防护氯气武器，他们给前线的 每个士兵发了一种特殊的口罩，这种口罩里有用硫代硫酸钠和碳酸钠溶液 浸过的棉花。这两种药品都有除氯的功能，能起到防护的作用。但是如果 敌方改用第二种毒气，这种口罩就无用武之地了。事实也是如此。此后不 到一年，双方已经用过几十种不同的化学毒气，包括人们现今熟知的介子 毒气及氢氰化合物。因此人们一直在寻找一种能使任何毒气都失去毒性的 物质才好。这种百灵的解毒剂在1915年才被科学家找到，它就是活性炭。 到1917年，交战双方的防毒面具里都装上了活性炭，毒气对交战士兵的 危害程度就大大降低了。第二次世界大战中德国首次利用介子气引发了毒 气战争，人们就开始寻求避免受到毒气侵害的方法，而活性炭正是因为其 能高效防止毒气的侵害，被广泛应用于战争。这样就刺激了世界各国对活 性炭的研究和生产。
生产煤质活性炭的原料种类
• 褐煤、烟煤和无烟煤均可作为活性炭的原料。国内
的煤质活性炭原料主要采用山西大同地区的弱粘结性 烟煤和宁夏的太西无烟煤。
• (1)弱粘结性烟煤：山西大同地区的弱粘结性烟煤由
于化学活性好、灰分低（特别是其八层煤和十一层 煤），而广泛被山西的活性炭企业用于加工制造原煤 破碎活性炭。
• 50年代以前, 我们国家还没有活性炭的加工企业，每年进口30-50t；
50年代到1981年，国产活性炭开始上市，特别是1966年，从苏联引进斯 列普活化炉后有了规模化生产，国内生产能力逐步提升至10000t/a；80 年代末期到90年代末期，进入改革开放以后，国内开始建设大量的活性炭 厂，其规模也飞速发展，生产能力逐步从10万t/a发展到12万t/a；2000 年到2008年，生产能力持续增长，现已达到每年20余万t。
• ②灰分 煤灰分含量高会降低煤的发热量，影响炭化料及活性炭
产品的机械强度，影响活性炭的孔隙结构，降低活性炭的吸附能 力，使活性炭产品杂质增加，限制了煤基活性炭的应用领域。但 是有些矿物质如CaO,MgO,Fe2O3,K2O及Na2O等可以催化煤 中碳与水蒸气的反应，加快反应速度，提高活化炉的产量。一般 要求灰分≤6%，目前我们要求采用的原煤灰分≤3%。
• ③挥发分 无烟煤挥发分含量最低。挥发分含量过高，挥发出的
物质容易结焦，堵塞产品道；过低，不能为活化提供足够的燃料。 目前要求挥发份为7-8%。
• ④煤的反应性 反应性高的煤在活化和燃烧过程中，反应速度快、
效率高。
配煤
• 配煤是改善活性炭产品孔结构，提高活性炭产品吸附性能的一种好方法。 • ①单种煤的结焦特性及其在配煤中的作用 • 肥煤：肥煤属中等变质程度的煤，挥发分范围较广，胶质层厚度大于25mm,受热
产生的胶质体较少，结焦性能较好。精选弱粘煤加粘结剂（煤焦油），在特定的 工艺条件下制造柱状活性炭在国内已成为现实，其被用作催化剂载体。
• 焦煤：焦煤具有中等挥发分与中等胶质层厚度，加热时能形成热稳定性很好的胶
质体。结焦性能好，在配煤中焦煤可以起到提高干馏固体物料之机械强度的作用。 炼焦工业利用焦煤单独炼焦时能得到块大、裂纹少、机械强度和耐磨强度都高的 焦炭。目前尚未有报道利用焦煤制造活性炭。随着活性炭制源自文库研究工作的深入， 焦煤作为配合煤会用于活性炭制造工业。
• 1927年美国芝加哥自来水厂发生了广大居民难以接受的自来水恶臭事
件。这是由于原水中苯酚和消毒用的氯发生异臭所致。后来，德国等地的 自来水厂也发生了同样的事件，而这些事件都是用活性炭处理解决的。从 此以后，环境保护日益受到重视，政府的法令也日趋严格，不仅在净水方 面，在其他领域也得到广泛应用，由此，活性炭进入全面发展阶段。
• (2)无烟煤：宁夏太西煤低灰、低硫、含碳量高，化
学活性好，是生产高档活性炭的优质原料。宁夏的活 性炭企业主要采用太西无烟煤作为主原料生产柱状活 性炭。
生产工艺流程
• 以太西无烟煤为主原料的合格原料煤入厂后，被粉碎到
一定细度（一般为200目），然后配入适量黏结剂（一 般为煤焦油）在混捏设备中混合均匀，然后在一定压力 下用一定直径模具挤压成炭条，炭条经炭化、活化后， 经筛分、包装制成成品活性炭。
时产生大量的胶质体，其流动性大，热稳定性好。肥煤在约260℃时有机质开始 分解。肥煤具有很强的粘结能力，能将煤粉颗粒很好低粘结在一起，形成机械强 度较好的炭颗粒，是配煤中的重要成分。但挥发分高的肥煤，结焦性较差，因此 在选择肥煤作配合煤时，要充分考虑肥煤的粘结能力、挥发分、结焦性等。
• 弱粘煤：弱粘煤是一种还原程度较弱的低变质程度到中等变质程度的煤。加热时，
• 其工艺框图如下所示：
活性炭生产工艺流程图
活性炭分公司二分区工艺流程图
原料
1、原料煤的要求 2、配煤 3、黏合剂的要求
原料煤的要求
• ①水分 煤中的水分对活性炭生产有一定影响，水分含量过高不
仅对煤炭的破碎、筛分不利，而且增加能量消耗，提高生产成本。 褐煤内在水分最高，其次时是无烟煤，中等变质程度的烟煤内在 水分含量最低。目前我们要求无烟煤水分≤5%。