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影响煤颗粒活性炭质量的因素

来源:四川活性炭作者:泷邦小编 时间:2021-01-28 16:09:13 点击:646次

[文章前言]:煤基粒状活性炭是由碳化和活化后的原煤制成的多孔碳材料。它具有恒定的机械强度,大的比表面积和很强的吸附性能,广泛用于医药,化工,食品工业和环境保护等许多领域。活性炭产品的质量与生产过程的每个步骤都密切相关。
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  为了控制和调节生产过程中活性炭的孔径分布,提高产品性能,从原煤特性,碳化材料质量和活性等方面阐述了影响煤颗粒活性炭产品质量的因素。炉。过程控制根据客户的要求,可以根据碳化材料的特性有针对性地选择和配置活性炭的生产和加工方式,从而进一步降低了生产成本。

影响煤颗粒活性炭质量的因素

  煤基粒状活性炭是由碳化和活化后的原煤制成的多孔碳材料。它具有恒定的机械强度,大的比表面积和很强的吸附性能,广泛用于医药,化工,食品工业和环境保护等许多领域。活性炭产品的质量与生产过程的每个步骤都密切相关。仅通过了解影响生产过程中煤粉状活性炭质量的因素,才有可能根据客户要求有选择地选择碳化材料,并有针对性地调整活化炉的生产工艺,以生产出高质量和低质量的产品。 -消费产品。率先在激烈的市场竞争中赢得更多客户。

1.原煤性能的影响

  由于煤形成过程的条件不同,碳化后碳化材料的性质也不同,因为煤的品位,碳含量,氧含量,氢含量,挥发物含量和煤结构不同。

  煤基碳化材料一般分为两种:普通碳化材料和低浮碳化材料。在大同地区,编号8煤层,丁村和洋树湾煤可由低浮度碳化材料制成,而滇湾煤只能由普通碳化材料制成。相同编号11就煤层而言,大陆坡上的煤可以由低浮度的碳化材料制成,而青瓷窑的煤只能由普通的碳化材料制成。两种碳化材料的性能比较如表1所示。从表1中可以看出,两种碳化材料的性能差异在于浮选率和结块率之间的差异,这是由于煤的化学结构和特性不同而导致的。煤的形成条件。碳化后获得的碳化材料的类型也不同。

  表1普通燃煤与低浮燃煤性能指标比较

  碳化材料灰分/挥发性材料/水分/重量/(gL-1)水分容量/粒度3目<8目普通5.3212.456.48621138.53.2低靴5.8712.017.26650117.94.02,碳化材料质量影响

  用于生产活性炭的原料是碳化材料,即半焦炭。半焦的质量直接影响活性炭的质量。要生产高质量的活性炭,您需要从严格的原材料管理入手。

  1)碳化材料的初步孔结构对活性炭质量的影响。

  活性炭的生产过程实际上是再生碳化材料的孔的过程。如果在转为半焦过程中,煤的碳化温度控制不当,将直接影响碳化材料的孔结构,导致初期毛孔生成不良,限制和影响了活性炭的孔生成。产品质量。

  2)炭化灰分对活性炭质量的影响。

  碳化物的灰分主要是矿物燃烧后残留的碳。生产活性炭时,大部分灰分残留在活性炭中,因此活性炭的灰分含量是原料的2-3倍。因此,对灰分含量的要求尽可能低。如果碳化物的灰分含量过高,会影响活性炭的机械强度,影响活性炭的孔结构,降低活性炭的吸附能力。另外,灰分的高熔点可以增加活化温度以增加产量。如果灰分的熔点低,则在活化过程中,由于活化会在产品通道中产生焦炭,原料通道会影响活性炭的产品质量,在严重的情况下,炉子燃烧,炉心会丢弃炉体并造成严重事故。

  3)碳化物质挥发性物质对活性炭质量的影响。

  碳化材料的挥发物含量是指碳化材料与空气分离时,在一定温度(90010)C下加热7分钟后挥发的碳化材料的质量百分比。其中,有机物不仅会被热分解,还会被矿物质分解。在活化炉的正常生产过程中,不需要外部热源,主要是碳化材料的挥发性物质逸出,并且通过活化反应产生的可燃气体的燃烧提供热量。如果挥发物含量太高,则产品烧结的活性炭的孔发展不良,甚至材料通道也被堵塞。如果挥发物含量太低,则产品的着火损失率会增加,收率会增加。减少。同时,它影响活性炭的形状。因此,碳化材料的挥发物含量需要8至15。

  4)碳化材料的水分对活性炭质量的影响。

  碳化材料的水分主要来自半焦的淬火水。在活化过程中,水分的蒸发导致温度降低,从而导致活化炉中的热损失,从而影响了活性炭的活化质量。

  5)碳化材料的粒径对活性炭质量的影响。

  对于在活化炉中具有不同粒径的碳化材料,活化反应受活化剂在碳层中的扩散速率的影响,因此具有小颗粒的碳化材料具有更快的活化速率。大颗粒碳化材料在活化剂和碳之间的接触面积较小,因此颗粒的外部被烧尽,但内部未被完全活化。如果具有大颗粒的碳化材料的活化程度良好,则与大颗粒一起活化的小颗粒材料不可避免地燃烧,从而降低了碘的吸附值。因此,在相同工艺条件下碳化物粒度的均匀性直接影响活化率和活化材料的质量稳定性。因此,碳化材料的粒度应该是均匀的,并且碳化材料的粒度通常需要3-8目。

  6)碳化材料的反应性对活性炭质量的影响。

  碳化材料的反应性也称为活性,表明其在一定温度条件下与其他介质(如CO2,O2,H2O等)相互作用的能力。这些反应是生产颗粒状活性炭时活化步骤中的主要反应。碳化材料的良好反应性导致活性材料的生产周期短,产率高,灰分低,吸收性能好并且生产成本相对较低。

3.激活对生产过程条件的影响

  煤气厂中使用的活化炉是Slep活化炉,这是一种用作活化剂来交替活化水蒸气和烟道气的炉型。通过根据滑移活化炉的特殊结构调整工艺指标和其他产品指标,可以生产出具有不同指标的活性炭,并可以提高活化工艺的质量和产量。

  3.1活化温度对活性炭吸附性能的影响

  活化温度是活化过程的关键参数之一。碳的吸附性能取决于活化温度(表2)。

  表2活化温度对活性炭吸附性能的影响

  活化温度/C碘吸附值/(mg g-1)亚甲基蓝值/(mg g-1)压碎强度/收率/8009311429846.2850998173963990010391899332.795010612069330.9100010522109026.3在表2中可以看到活化。温度碘的吸附值和亚甲基蓝值呈上升趋势,而屈服强度和强度呈下降趋势。随着温度升高,活化反应的速率也增加。但是,如果活化温度过高,则不可避免地会增加进入炉内的空气量,控制炉内气体中的氧含量相对困难,炭的燃烧损失率也增加,产率降低。另外,当温度太高时,活性炭的细孔降低了吸附能力。其次,很容易造成产品通道的堵塞并降低功率,这在严重的情况下会影响活化炉的使用寿命。因此,为了提高活性炭产品的质量,将活化温度控制在一定范围内是非常重要的,一般将煤气厂的活化温度调节为850950。

  3.2水蒸气压和流量对活性炭吸附性能的影响

  水蒸气是活性炭生产过程的主要活化剂,并且以下反应主要在活化炉中进行。

  H2O + C=CO + H2-126.8kJ(1)

  当水蒸气过多时,发生以下反应。

  2H2O + C=CO2 + 2H2-75.6kJ(2)

  CO2 +碳=2CO-163kJ(3)

  上述所有反应都是吸热反应,并且为了维持正常的活化反应温度,必须将二次空气引入活化炉的加热半部的另一位置,以燃烧混合气体中的可燃气体以释放大量的可燃气体。主要反应是:

  2CO +氧气=2CO2 + 575.4kJ(4)

  2H2 + O2=2H2O + 485.4kJ(5)

  由于释放的热量足以在热平衡状态下进行活化反应,因此加热炉的两半循环工作,因此活化温度稳定,活化效果好,产品质量均匀,并且吸附力强。它可以增加实际的水蒸气需求,以确保水蒸气与碳化材料之间的充分接触,加速活化反应,并提高活化效率。当水蒸气压力低,http://1327.cn/小时,放热反应大于吸热反应,炉温不易控制,着火率大,活化反应大。慢。降低了活性炭的质量和产量。如果水蒸气压力高,则流量较高,炉子压力高,炉子中的气氛难以控制,这会影响活化炉的寿命和安全性。当水蒸气压力为(0.20 + 0.05)MPa时,水蒸气流量对活性炭吸附性能的影响请参见表3。

  表3流量水蒸气对活性炭吸附性能的影响

  水蒸气流量/(kgh-1)碘吸附值/(mgg-1)亚甲基蓝值/(mgg-1)灰分/体积重量/(gL -1)100098417314.664411400102918912.904421800106120011.424392200106719612.79434从表3中可以看出,随着水蒸气流量的增加,活性炭的碘吸附值和亚甲基蓝值显着变化。为了保证活化炉压力和温度的稳定性,应严格控制水蒸气的压力和流量,水蒸气的压力一般应控制在0.10至0.30之间。从MPa和水蒸气控制流量12002000kg/h。

  3.3活化炉压力对活性炭吸附性能的影响

  活化炉必须保持正压运行,如果炉内压力过高,则很容易从炉体的各个部位喷洒活化气体,从而导致外部起火,影响安全生产和活化的寿命,并与碳化材料发生反应后,有助于活性气体逸出。气孔不开放,影响活化效果;炉内压力过低,容易从炉外吸入空气,造成损失。木炭增加,在严重的情况下,空气被吸入,炉内的活性气体爆炸,导致事故。因此,通常将冷却炉的炉压调整为80100Pa,将加热炉的炉压调整为2040Pa。

  3.4活化时间对活性炭吸附性能的影响

  活化时间通常由产物的活化来决定,并且应当产生具有高碘吸附值的活性炭,并且活化时间通常可以适当地延长。但是,如果活化时间过长,则木炭的燃烧损失率增加,灰分增加,强度降低。在严重的情况下,碘的吸附值降低,容易造成堵塞。典型的激活时间应在40到45小时内调整。

4。结论

  1)对于煤基颗粒状活性炭,活性炭可以形成具有吸附力的复杂孔结构。在实际生产过程中,需要根据产品指标要求,如蒸汽压力,风压,活化时间,活化温度等,对工艺参数进行合理调整,以最大限度地提高客户满意的产品产量。最小化生产成本。

  2)在活性炭生产过程中,必须根据客户要求合理选择碳化材料,并且当客户要求的活性炭用于将分子量和分子量相对较低的物质吸附到液体和气体中时,活性炭的孔需要尺寸分布。大多数是微孔,性能指标通常表示为碘吸附值。此时,有必要选择一般的碳化材料作为生产原料。当使用客户所需的活性炭吸附液相中相对分子量和分子直径较大的物质时,活性炭的孔径分布应主要为中孔,性能指标表示为糖蜜值。和焦糖变色率高。此时,应选择低浮度碳化材料作为生产原料。

  3)在当前市场上,对活性炭的需求越来越大,例如生产痕量元素含量低,浮动活性炭含量低的活性炭。因此,将来必须进行进一步的研究和开发。使更好的质量和各种活性炭产品


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