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生产煤质活性炭对原料煤的要求
生产煤质活性炭对原料煤的要求
发布时间:2018/5/10 16:23:44      来源:4001百老汇会员登入     

    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。

    (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。

下面为煤质活性炭的生产工艺流程:

煤质活性炭生产工艺.jpg

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%。

    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。

配煤的要求:

    配煤是改善煤质活性炭产品孔结构,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,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。随着活性炭制造研究工作的深入,焦煤作为配合煤会用于活性炭制造工业。

    经过研究发现,在生产工艺基本条件相同条件下,煤基活性炭孔结构类型主要由煤本身性质决定:褐煤生产的活性炭碘值不高,但孔容积较高,这说明褐煤生产的活性炭中孔,大孔较多,这种活性炭的脱色能力较强,在某些液相应用领域,实际应用效果较好;由不黏煤、弱黏煤为原料生产的活性炭中孔较发达,适宜生产液相吸附净化用活性炭;以无烟煤为原料生产微孔发达的活性炭,适宜生产优质的气相吸附用活性炭。

    ②配煤原理

    活性炭制造主要是依据挥发份--粘结性指标的配煤基本概念进行配煤,一般要求配合煤的挥发份在25%-30%这个范围内,特征指数为3-5,根据活性炭特性要求改变单种煤在配合煤中的配合比例。

    总之,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。但如何配煤,应因地制宜,应根据活性炭产品孔结构及吸附性能的要求,确定配煤的煤种和配煤的比例,切不可盲目照搬,否则不会达到提高活性炭性能,降低生产成本的目的。

    需要指出的是配煤技术难以大幅度提高活性炭的吸附性能,只能在一定范围内改善活性炭的吸附性能,降低生产成本。如果生产高吸附性能的活性炭产品,应采用催化活化,煤岩分析等先进的新技术。

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