柱狀活性炭成型技術(shù)

    （1）混捏工藝及適用的混捏機械

    當(dāng)生產(chǎn)粒徑≥1.5㎜的柱狀條料時，符合細度要求的煤粉(可用單一煤種或多種煤的混合粉體)與符合瀝青含量要求和溫度要求的高溫煤焦油以及水的重量份數(shù)比控制在100：（25-45）：（5-20），隨粒徑的增大，焦油加入量降低，水的加入量可小幅減少。

    當(dāng)生產(chǎn)粒徑≤1.2㎜的柱狀條料時，上述三種原料的重量份數(shù)比應(yīng)控制到100：（50-80）：（1-5），且隨粒徑的減小，焦油用量大幅增加，水的加入量適當(dāng)減少。

    應(yīng)當(dāng)指出的是，當(dāng)采用的煤種及配比不同時，上述三種原料的最佳混合比應(yīng)根據(jù)試驗來最終確定，這一比例是否適當(dāng)，是通過以下兩點來判定的：一是成型壓力是否適當(dāng)；二是對混捏好的煤膏進行經(jīng)驗判定。

    常用的混捏機械有間歇式和連續(xù)式兩類。間歇式混捏機為一個帶蒸汽夾套的，可120°翻轉(zhuǎn)的，帶有雙層螺旋犁刀式攪拌器的敞口式混捏鍋，每次可生產(chǎn)混合煤膏0.5-1.5噸，每鍋的有效混捏時間15-30分鐘，過程中有時需要間歇地直接用120-150℃蒸汽吹掃混合物料以保證中間部分物料的溫度不低于60℃。間歇式混捏機的優(yōu)點是可以最大限度地保證最終產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，混捏質(zhì)量可隨時調(diào)整，缺點是生產(chǎn)效率低，工人的勞動強度大。間歇式混捏機是最早采用的煤質(zhì)炭混捏機械，于1980年代被各種連續(xù)式混捏設(shè)備替代；1990年代中期，因連續(xù)式混捏機存在各種問題，部分中小型活性炭廠又重新使用間歇式混捏機，并對攪拌器件進行了各種改進，目前使用間歇混捏機的廠家呈增加趨勢。

    連續(xù)式混捏設(shè)備有雙排雙螺旋和雙排單螺旋混捏機兩種，以前者為常見。連續(xù)式混捏機生產(chǎn)效率高，但由于調(diào)整工藝時存在的時間滯后性，常造成成型料質(zhì)量波動，另外，由于煤膏會不可避免地粘結(jié)到螺旋槳葉之上，當(dāng)粘結(jié)量大（混合工藝不穩(wěn)定）時會造成大量原料報廢，清理時需停機，且耗時較長。如果能改進混合比例控制系統(tǒng)使物料加入流量精確、穩(wěn)定，連續(xù)式混捏機是最具優(yōu)勢的混捏機械。

    （2）成型工藝及成型機械

    混捏好的煤膏應(yīng)趁熱裝入成型機的模具缸，選用開孔率和孔尺寸合適的模板，于適當(dāng)?shù)膲毫ο聰D出得到條料，有時為了提高條料的光潔度和強度，還需將條料返回模具缸進行二次擠出。

    成型溫度和壓力是獲得好的成型料的關(guān)鍵工藝參數(shù)，一般來說，要求混捏好的煤膏在擠條前的溫度應(yīng)保持60℃以上；成型壓力則不僅會影響炭化料的質(zhì)量，還對最終活性炭的吸附性能產(chǎn)生較大的影響。研究表明，當(dāng)其它工藝條件不變時，隨成型壓力的增大，炭化料強度提高，但活化料的碘值呈降低趨勢；相同材料、相同工藝制成的炭化料，當(dāng)由于成型壓力不同而導(dǎo)致炭化料密度不同時，密度較小時易于活化，碘值會明顯提高。煤質(zhì)活性炭制造業(yè)常采用的條炭成型壓力為22-35MPa，且成型料粒徑越大，成型壓力控制得越低。

    國內(nèi)的柱狀活性炭生產(chǎn)企業(yè)全部采用四柱式液壓機作為成型機械，行業(yè)內(nèi)稱為“壓伸機”，由油壓控制系統(tǒng)、往復(fù)式壓伸沖頭、可180°旋轉(zhuǎn)的雙壓伸缸和模盤模具等系統(tǒng)組成，采用間歇式生產(chǎn)方式。曾有企業(yè)引入過其它化工行業(yè)常用的連續(xù)式螺旋擠出機來制造活性炭，但都未取得成功。