活性炭生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介

1、1.煤質(zhì)活性炭主流生產(chǎn)工藝及產(chǎn)污分析（1）生產(chǎn)工藝流程煤質(zhì)活性炭生產(chǎn)工藝主要工序?yàn)?破碎磨粉、成型、炭化、活化、成品處理等?；剞D(zhuǎn)爐炭化、斯列普爐活化工藝流程是國(guó)內(nèi)煤質(zhì)活性炭生產(chǎn)的主流工藝，主要分布在寧夏、山西，約占全國(guó)煤質(zhì)活性炭生產(chǎn)企業(yè)總數(shù)的72%圖1活性炭生產(chǎn)工藝流程圖合格的原料煤入廠后，被粉碎到一定細(xì)度（一般為 200目），然后配入適量 黏結(jié)劑（一般為煤焦油）在混捏設(shè)備中混合均勻，然后在一定壓力下用一定直徑 模具擠壓成炭條，炭條經(jīng)炭化、活化后，經(jīng)篩分、包裝制成成品活性炭。（2）生產(chǎn)過(guò)程中的排污節(jié)點(diǎn)、污染物排放種類(lèi)、排放方式破碎磨粉工序排放顆粒物（煤塵），排放方式主要是有組織排放。成型工序排

2、放顆粒物（煤塵）、揮發(fā)性有機(jī)物，多以無(wú)組織形式逸散。炭化、活化工序排放的主要污染物為顆粒物、 SO、NQ苯并a在（Ba?、 苯、非甲烷總姓（NMHC及氟化氫（HCN ,排放方式為有組織排放。具體詳見(jiàn) 下表。表1煤質(zhì)活性炭污染物排放方式、排放種類(lèi)、行業(yè)特征污染物廳P工序一般污染物特征污染物排放方式1破碎、磨粉工 序顆粒物有組織排放2混捏成型工序顆粒物NMH C 苯無(wú)組織排放3炭化工序顆粒物、SO、NOBaR 苯、NMHC HCN有組織排放4活化工序顆粒物、SO、NOBaR 苯、NMHC HCN有組織排放5成品處理顆粒物、PH SSCOD有組織排放(3)無(wú)組織排放煤質(zhì)活性炭工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程無(wú)組織排放節(jié)

3、點(diǎn)有混捏成型工序、煤焦油儲(chǔ)罐區(qū)、 炭化工序車(chē)間門(mén)窗處、成型料晾曬場(chǎng)等。排放的污染物為揮發(fā)性有機(jī)物和一氧化 碳。污染末端治理(1)磨粉、混捏、成品篩分包裝工序粉塵治理活性炭行業(yè)磨粉、混捏、成品篩分包裝工序產(chǎn)生粉塵污染，磨粉工序生產(chǎn)設(shè) 備內(nèi)產(chǎn)生的粉塵經(jīng)旋風(fēng)除塵器及布袋除塵器收集，并作為原料回用，除塵效率 98%Z上。新建和大型企業(yè)成品篩分包裝工序有回收設(shè)施回收，規(guī)模較小企業(yè)存 在無(wú)組織排放現(xiàn)象?；炷蠊ば驘o(wú)組織廢氣無(wú)處理措施， 通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)制定，引導(dǎo)企業(yè) 治理后排放。(2)炭化爐尾氣治理炭化爐尾氣主要化學(xué)組成是焦油蒸汽、CH、H、CO 、C0 02及瀝青煙等, 大部分為可燃或助燃?xì)怏w，可回收利用。焚燒法

4、是把炭化尾氣引入焚燒爐內(nèi)在高 強(qiáng)轉(zhuǎn)化燃燒的情況下，使之轉(zhuǎn)化為C®代0等高溫氣體，高溫氣體的熱能又用于 余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽。蒸汽用于活化工序。(3)活化尾氣處理尾氣成分中含有可燃?xì)怏w，部分用作活化爐回用，另一部分用于余熱鍋爐作 燃料使用。(4)無(wú)組織廢氣目前部分新建及改造的活性炭生產(chǎn)設(shè)備采用物料不落地的連續(xù)生產(chǎn)工藝設(shè) 備，操作過(guò)程為密閉式操作，物料、煤焦油、混捏成型料等從生產(chǎn)設(shè)備到儲(chǔ)存區(qū)均為密閉的管道輸送，可以防止揮發(fā)性氣體的無(wú)組織排放。對(duì)于小型活性炭生產(chǎn)線，混捏成型工段、炭化工段車(chē)間門(mén)窗處，成型料晾曬 場(chǎng)采用集氣裝置收集廢氣后通過(guò)活性炭吸附處理?；钚蕴匡柡秃罂梢栽诒緩S再生 利用?；钚蕴?/p>

5、企業(yè)廢氣污染物排放限值一覽表類(lèi)別污染物排放環(huán)節(jié)污染物排放限值特別排放限值污染控制措施煤質(zhì)活性炭備煤工序、成品處理工序顆粒物5030布袋除塵炭化、活化工序顆粒物5030焚燒+余熱利用濕式脫硫除塵SO300200焚燒+余熱利用濕式脫硫除塵雙堿濕式處理NQ200200焚燒+余熱利用低氮燃燒或SCRS原苯并a花X 10-3-3X 10焚燒+余熱利用苯22焚燒+余熱利用非甲烷總嫌2020焚燒+余熱利用氧化氫11焚燒+余熱利用煤質(zhì)活性炭廢水來(lái)源于三個(gè)節(jié)點(diǎn)。一是余熱鍋爐排污水，二是生活污水，三是成品處理工序 酸洗或堿洗產(chǎn)生的廢水。大部分廢水可以回用或者經(jīng)過(guò)處理后回用， 少部分酸洗 廢水經(jīng)石灰乳或燒堿中和后與

6、其它廢水混合后在總排口排放。2 .主要工藝簡(jiǎn)介2.1. 炭化工藝炭化是煤基活性炭造孔的預(yù)燒階段，炭化過(guò)程實(shí)際上就是把原料隔絕空氣加 熱，使非碳元素減少，氧元素以 HQ CO CO等氣體析出，同時(shí)，形成芳香族化 合物和交聯(lián)的高強(qiáng)度碳分子結(jié)構(gòu)固體， 形成了微晶之間的空隙，這些空隙便是炭 化料的初始孔隙。影響炭化工藝的主要條件是升溫速率和炭化終溫，炭化終溫一般在 500600 c。圖2內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)炭化爐(1)物料流程：成型顆粒經(jīng)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(guò)溫度為 200c的預(yù)熱干

7、燥階段，進(jìn)入 350-550 C的炭化階段，在這個(gè)過(guò)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，最后經(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(lái)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。炭化尾氣的組成主要為兩部分：一部分為炭化時(shí)外加燃料熱源燃燒產(chǎn)生的高 溫加熱氣體，主要成分為 CO2 H2O N2及少量的SO2?口 CQ另一部分為成型物 料炭化熱分解時(shí)所產(chǎn)生的揮發(fā)物組份，諸如 CO H2、CH4烷姓、烯燒、煤焦油2.2. 活化工藝在炭化料的基礎(chǔ)

8、上擴(kuò)大孔體積，豐富孔的數(shù)量。將氧化性氣體作為催化劑, 在6001200c的溫度范圍內(nèi)對(duì)炭化料進(jìn)行活化。活化劑一般采用：水蒸汽、二 氧化碳或空氣。一股水蒸氣活化法的活化溫度控制在 800950C ,煙道氣的活化溫度控制在 900950C,空氣的活化溫度控制在600c左右。物料流程：物料進(jìn)入加料槽后，借重力作用沿著產(chǎn)品道緩慢下行，依次經(jīng)過(guò) 預(yù)熱帶、補(bǔ)充炭化帶、活化帶、冷卻帶，完成全部活化過(guò)程，最后由下部卸料器 卸出。炭化預(yù)熱段利用爐內(nèi)熱量預(yù)熱除去水分。 在補(bǔ)充炭化段，炭化料被高溫活 化氣體間接加熱使炭的溫度不斷提高進(jìn)行補(bǔ)充炭化。 在活化段，活化道與活化氣 體道垂直方向相通，炭與活化氣體直接接觸進(jìn)行

9、活化。 在冷卻段，用循環(huán)水對(duì)活 化料進(jìn)行冷卻（或采用風(fēng)冷），這樣所得到的活化料溫度可以降到60c以下，便于物料運(yùn)輸和直接進(jìn)行篩分包裝。氣體流程：是左半爐煙道閘閥關(guān)閉，右半爐煙道閘閥開(kāi)啟，水蒸汽從左半爐 蓄熱室底部進(jìn)入，經(jīng)格子磚加熱到變成高溫蒸汽，從上連煙道進(jìn)入，蒸汽與物料 反應(yīng)后產(chǎn)生的水煤氣與殘余蒸汽依次經(jīng)過(guò)左半爐上、中下煙道進(jìn)入右半爐。在右半爐內(nèi)混合氣體經(jīng)過(guò)下、中部及上煙道及上連煙道進(jìn)入右半爐蓄熱室頂部，然后通過(guò)格子磚往下流動(dòng)，同時(shí)加熱格子磚，尾氣冷卻，進(jìn)入煙道排出完成循環(huán)。第 二次循環(huán)與上述循環(huán)相反。第一、二次循環(huán)每半小時(shí)切換一次，從而使活化過(guò)程 連續(xù)不斷地進(jìn)行。3 .活性炭炭化與焦炭焦化

10、的區(qū)別活性炭炭化與焦炭焦化過(guò)程均是以煤為主要原材料，即對(duì)煤的干儲(chǔ)加工過(guò)程，但生產(chǎn)工藝、設(shè)備、產(chǎn)品的用途及產(chǎn)能規(guī)模有著巨大的差異炭化過(guò)程焦化過(guò)程第一階段干燥階段溫度在120c以下，原料煤釋放出外在水分和內(nèi)在水分。干燥脫氣階段室溫350400C,煤的原始分子結(jié)構(gòu)僅發(fā)生有限的熱作用（主要是縮合作用）。120 c以前主要脫水，約200 c完成脫氣（CH、CO、Nb） o第二階段開(kāi)始熱解階段原料煤開(kāi)始發(fā)生分解反應(yīng) 釋放出熱解水，形成氣態(tài)產(chǎn)物（如 CO CO等）。結(jié)焦階段350400c至550 C,這一階段的特征是活潑分解，以解聚和分解反應(yīng)為主。生成和排出大量揮發(fā)物（煤氣和焦油），約450c排出的焦油量最

11、大，在 450550 c氣體析出量最多。煙煤約350 c開(kāi)始軟化，隨后是熔融、黏結(jié)，到 550c時(shí) 結(jié)成半焦。第三階段炭化階段溫度在 300600 C ,以縮聚和分解反應(yīng)為主，原料煤大量析出揮發(fā)份。二次脫氣階段5501000C,在這一階段，半焦變成焦炭， 以縮聚反應(yīng)為主。析出的焦油量極少，揮發(fā)份主 要是煤氣。煤氣成分主要是H2、少量CH4和C的氧 化物。3.1. 原料不同炭化料生產(chǎn)與焦炭生產(chǎn)使用的都是原煤，但所選煤種不同?；钚蕴浚哼m宜生產(chǎn)活性炭炭化料的是不黏煤、弱黏煤和 1/2中黏煤等，這3 種低變質(zhì)程度的煙煤是制備活性炭的優(yōu)質(zhì)煤種，尤其以大同地區(qū)的弱黏煤最為合適，具有低灰、高反應(yīng)性、易加工的

12、特點(diǎn)。焦炭：煉焦煤一般有氣煤、1/3焦煤、焦煤、瘦煤、肥煤等幾種煤，均是中 高黏結(jié)性煤，通過(guò)一定的比例配煤后生產(chǎn)焦炭。生產(chǎn)炭化料用的弱黏結(jié)煤，在加熱過(guò)程中不易結(jié)焦，將氧和氫等非碳物質(zhì)排 出從而形成孔隙，達(dá)到造孔的目的。而生產(chǎn)焦炭用的高黏結(jié)性煤，在加熱過(guò)程中 排出焦油，然后進(jìn)行熔融、黏結(jié)形成焦炭。3.2. 生產(chǎn)工藝原理不同活性炭生產(chǎn)：炭化過(guò)程實(shí)際上就是把原料隔絕空氣加熱，使非碳元素減少，氧元素以H2Q CO CO等氣體析出，同時(shí)，形成芳香族化合物和交聯(lián)的高強(qiáng)度 碳分子結(jié)構(gòu)固體，形成了微晶之間的空隙，這些空隙便是炭化料的初始孔隙。 影 響炭化工藝的主要條件是升溫速率和炭化終溫，炭化終溫一般在550±50Co焦炭生產(chǎn)：把煉焦配煤在常溫下裝入炭化室后， 煤在隔絕空氣的條件下受到 來(lái)自爐墻和爐底(10001100C)的熱流加熱。即沿著炭化室墻到炭化室中心方 向的煤料，一層一層地經(jīng)過(guò)干燥、預(yù)熱、分解、產(chǎn)生膠質(zhì)體、膠質(zhì)體固化、半焦 收縮、轉(zhuǎn)變?yōu)榻固康倪^(guò)程，同時(shí)，獲得煤氣、煤焦油并回收其他化工產(chǎn)品。由此可見(jiàn)，生產(chǎn)炭化料和焦炭的工藝過(guò)程中， 每個(gè)階段的溫度不同，需要的 最高溫度不同，且在原料不同的前提下，發(fā)生的物理化學(xué)反應(yīng)也不同，從而析出 和排放的物質(zhì)也不同