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活性炭制備過程中的炭化溫度及工藝流程

發(fā)布時(shí)間：2021-09-10 瀏覽次

活性炭制備過程中的炭化溫度及工藝流程
活性炭生產(chǎn)之炭化：
炭化是活性炭制造過程中的主要熱處理工序之一，炭化的過程中大部分非炭元素—?dú)浜脱跻蛟系母邷胤纸馐紫纫詺怏w形式被排除，而獲釋的元素碳原子則組合成通稱為基本石墨微晶的有序結(jié)晶生成物，嚴(yán)格的說，炭化應(yīng)是在隔絕空氣的條件下進(jìn)行，炭化是指在低溫下（500℃左右）煤及煤瀝青的熱分解、固化以及煤焦油中低分子物質(zhì)的揮發(fā)。
活性炭炭化主要目的：
（1）排除成型料中的揮發(fā)份及水分；
（2）提高炭化料強(qiáng)度，煤焦油中的瀝青成分形成了基本骨架；
（3）使炭顆粒形成初步孔隙。
炭化溫度：
炭化溫度直接影響炭化料的孔隙結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度，溫度過低炭化產(chǎn)物無(wú)法形成足夠的機(jī)械強(qiáng)度，溫度過高則會(huì)促使炭化產(chǎn)物中的石墨微晶有序變化，減少微晶之間的空隙，影響活化造孔過程，將無(wú)煙煤加熱，其炭化產(chǎn)物中易石墨化成分占主導(dǎo)地位，無(wú)煙煤對(duì)炭化終溫非常敏感，當(dāng)溫度升高時(shí)就開始收縮，結(jié)果造成在炭化初始階段形成的微孔容積大幅度降低，如炭化爐內(nèi)尾部著火造成的炭化料形成光圈現(xiàn)象，堅(jiān)硬炭化料，形成易石墨化物質(zhì)，難以活化。
炭化溫度對(duì)炭化料初始孔隙的形成影響很大，按照炭化過程中溫度的影響，太西煤質(zhì)的炭化料炭化的升溫速度應(yīng)控制在15-20℃/min范圍內(nèi)，高升溫速率能使物料析出更多的焦油和煤氣，降低炭化料產(chǎn)率，降低升溫速率時(shí)，物料在低溫區(qū)受熱時(shí)間長(zhǎng)，熱解反應(yīng)的選擇性較強(qiáng)，初期熱解使物料分子中較弱的鍵斷開，發(fā)生了平行的和順序的熱縮聚反應(yīng)，形成具有較高熱穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)，從而減少高溫?zé)峤馕龀鑫锏膿]發(fā)分產(chǎn)率，獲得更高的固體炭化產(chǎn)物（即炭化料）產(chǎn)率，我們平時(shí)說的炭化溫度是指轉(zhuǎn)爐的中部溫度，但是中部溫度并不是炭化終溫度，炭化終溫度實(shí)際是出料口的溫度，這個(gè)溫度終影響炭化料的質(zhì)量，）炭化不僅決定終產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度等級(jí)，還決定終產(chǎn)品的孔結(jié)構(gòu)特性以及常規(guī)吸附性能指標(biāo)等級(jí)。
炭化工藝流程：
（1）物料流程：
成型顆粒經(jīng)過運(yùn)輸機(jī)提升直接加入回轉(zhuǎn)爐的加料室內(nèi)，借助重力作用落入滾筒內(nèi)，沿著滾筒內(nèi)螺旋運(yùn)動(dòng)被帶到抄板上，靠筒體的坡度和轉(zhuǎn)動(dòng)物料由爐尾向爐頭方向移動(dòng)，物料首先經(jīng)過溫度為200℃的預(yù)熱干燥階段，進(jìn)入350-550℃的炭化階段，在這個(gè)過程中，炭粒與熱氣流接觸而進(jìn)行炭化，排出水分及揮發(fā)分，后經(jīng)卸料口卸出。
（2）氣體流程：
爐尾尾氣在燃燒室中燃燒后，一部分尾氣返回到爐頭，進(jìn)入滾筒與逆流而來的炭粒直接接觸進(jìn)行炭化；另外一部分進(jìn)入余熱鍋爐進(jìn)行換熱，換熱后的煙道氣從煙筒排出，余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽部分送到活化工序和換熱站，部分返回爐頭與尾氣混合后進(jìn)入炭化爐。

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