壓塊/壓片/壓丸法無定形破碎顆粒活性炭

     壓塊、壓片或壓丸活性炭可通稱為干法壓型炭，起源于歐美國家，因制造過程中污染物排放量較小，生產(chǎn)工藝相對簡單，近年來該品種活性炭呈快速增長態(tài)勢。隨著我國成型設(shè)備制造技術(shù)的日益成熟，干法壓型活性炭將在5～10年之后成為最大宗的活性炭產(chǎn)品之一。干法壓型工藝的優(yōu)點是可實現(xiàn)配煤調(diào)孔目的，使最終活性炭的孔隙結(jié)構(gòu)和吸附性能被有目的地“設(shè)計”，從而制得多用途型或?qū)Ｓ眯?a href="http://www.58219.cn/chanpin/335.html" target="_self" title="煤質(zhì)活性炭">煤質(zhì)活性炭產(chǎn)品。干法壓型活性炭制造是國內(nèi)活性炭領(lǐng)域的研究熱點之一。根據(jù)文獻(xiàn)報道及生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，目前國際上通用的干法壓型活性炭的制造方法按工序可總結(jié)如下。

    1、原料準(zhǔn)備工序

    （1）原煤的選擇及質(zhì)量控制

     所有的煤種都可用來制造干法壓型活性炭產(chǎn)品，但很少采用單一煤種為原料制造干法壓型活性炭，從可查閱到的資料來看，目前世界上僅有美國卡爾岡和日本三菱化學(xué)兩家公司采用單一煤種（不加別的含碳原料）制造壓塊炭，前者采用匹茲堡粘煤（相當(dāng)于中國的1/3焦煤和焦煤之間的過渡煤種），后者采用新西蘭粘煤或越南鴻基煙煤為原料。國內(nèi)的相關(guān)研究表明，雖然用煙煤系列中的有些單一煤種可以制成壓塊炭，但試樣的綜合性能一般都不是太好，所以國內(nèi)壓塊/壓片炭生產(chǎn)線多采取配煤法來制造有商業(yè)應(yīng)用價值的活性炭產(chǎn)品，所使用的煤種數(shù)量，少則兩種，多則三種甚至四種。

     當(dāng)采用無煙煤、褐煤或泥煤用作干法壓型活性炭的制造原料之一時，一般均需分析其水分、灰分和揮發(fā)分三項指標(biāo)，做為后繼工序的指導(dǎo)；當(dāng)采用煙煤為制造原料時，除需分析上述三項指標(biāo)之外，還需分析其CSN、GRI甚至膠質(zhì)層特性指數(shù)Y和X（只有當(dāng)CSN和GRI都不為零時，才進(jìn)行測定），以初步確定該煤種的配入量及配入比例。

    （2）固體含碳粘合劑的選擇及質(zhì)量控制

     為了提高干粉壓型炭的機械性能，一般均需在原煤中配入一定比例的固體含碳粘合劑，目前多采用石油系瀝青或煤系瀝青。煤瀝青有三種：中溫煤瀝青、高溫煤瀝青和改質(zhì)煤瀝青。

    （3）制粉

     將所有選出的原煤按既定比例混合后破碎至粒度小于2mm，將既定比例的煤瀝青摻入混合煤中，磨制成細(xì)度適當(dāng)?shù)幕旌戏垠w，備用。

    2、輥壓成型及粗破碎、篩選工序

     上述制好的混合粉體均勻加入對輥式壓型機的進(jìn)料系統(tǒng)中，于一定的輥壓下成型為塊狀、片狀、棒狀或丸狀型料，調(diào)整進(jìn)料速度和輥壓、輥速，使壓型料均勻、致密地制造出來。型料的機械抗碎裂強度用來表征成型工序的工藝是否適當(dāng)，具體檢測方法是：從距地面2米高度處使型料自由跌落，收集碎裂后的型料，用2.0mm分樣篩篩選，當(dāng)＜2mm的碎料量不超過供測試用型料塊總重的20%時，可認(rèn)為工藝是適當(dāng)?shù)摹?/p>

     型料用輥式或棒攪式破碎機粗破碎，并篩選出粒徑2～10mm，最好是4～10mm的破碎型料進(jìn)入后繼工序。細(xì)小的破碎型料返回工序再次磨粉，返回料的比例應(yīng)不超過總物料的40%，可根據(jù)返回料比例判定破碎裝置的工藝參數(shù)是否適當(dāng)。

     當(dāng)輥壓成型機的模具為壓丸狀，且粒徑為4～15mm時，壓丸型料可不經(jīng)破碎，篩去粉料后直接進(jìn)入后繼工序進(jìn)行處理。

    3、炭化工序和活化工序

     控制方法與原煤直接破碎炭相同。

    4、其它相關(guān)問題

     （1）強制性預(yù)先氧化處理對干法壓型活性炭最終性能的影響。當(dāng)采用煙煤，尤其是具膨脹性和強結(jié)焦性的煙煤為主要原料時，一般均需在炭化工序之前加入強制氧化工序?qū)盒土线M(jìn)行預(yù)先處理，以降低其膨脹性和結(jié)焦性。大量研究結(jié)果表明，即使采用的煙煤原料不具強膨脹性和結(jié)焦性時，預(yù)先氧化處理亦是有利的，不僅可使最終活性炭的吸附性能提高5～15%，還可使活化速率提高，單位時間的產(chǎn)品得率可提高8～12%。也就是說，預(yù)先氧化可在短時間內(nèi)低成本、高得率地制得更高性能的煙煤為主原料型干法壓型活性炭產(chǎn)品。

     （2）各工序副產(chǎn)的粉狀物料的再利用問題。在干粉壓型炭制造過程的中間環(huán)節(jié)如氧化工序和炭化工序會不可避免地產(chǎn)生大量的粉狀物料，由于這些粉料已經(jīng)經(jīng)受了一定的熱處理過程，與原煤性能產(chǎn)生了很大的差距，故這些粉狀物料的處理一直是令活性炭行業(yè)頭疼的難題。經(jīng)過大量實驗證明，氧化和炭化工序產(chǎn)生的粉料可用作柱狀活性炭的配料，由于這些粉料一般系由煙煤產(chǎn)生的，物性介于標(biāo)準(zhǔn)煙煤和標(biāo)準(zhǔn)無煙煤之間，孔結(jié)構(gòu)性能則與煙煤相似，故用作柱狀炭的配合原料時，可生產(chǎn)出具一定粗微孔和細(xì)中孔的特種柱狀炭產(chǎn)品。