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活性炭制備過程中的炭化溫度及工藝流程

發布時間：2021-09-10 瀏覽次

活性炭制備過程中的炭化溫度及工藝流程
活性炭生產之炭化：
炭化是活性炭制造過程中的主要熱處理工序之一，炭化的過程中大部分非炭元素—氫和氧因原料的高溫分解首先以氣體形式被排除，而獲釋的元素碳原子則組合成通稱為基本石墨微晶的有序結晶生成物，嚴格的說，炭化應是在隔絕空氣的條件下進行，炭化是指在低溫下（500℃左右）煤及煤瀝青的熱分解、固化以及煤焦油中低分子物質的揮發。
活性炭炭化主要目的：
（1）排除成型料中的揮發份及水分；
（2）提高炭化料強度，煤焦油中的瀝青成分形成了基本骨架；
（3）使炭顆粒形成初步孔隙。
炭化溫度：
炭化溫度直接影響炭化料的孔隙結構和強度，溫度過低炭化產物無法形成足夠的機械強度，溫度過高則會促使炭化產物中的石墨微晶有序變化，減少微晶之間的空隙，影響活化造孔過程，將無煙煤加熱，其炭化產物中易石墨化成分占主導地位，無煙煤對炭化終溫非常敏感，當溫度升高時就開始收縮，結果造成在炭化初始階段形成的微孔容積大幅度降低，如炭化爐內尾部著火造成的炭化料形成光圈現象，堅硬炭化料，形成易石墨化物質，難以活化。
炭化溫度對炭化料初始孔隙的形成影響很大，按照炭化過程中溫度的影響，太西煤質的炭化料炭化的升溫速度應控制在15-20℃/min范圍內，高升溫速率能使物料析出更多的焦油和煤氣，降低炭化料產率，降低升溫速率時，物料在低溫區受熱時間長，熱解反應的選擇性較強，初期熱解使物料分子中較弱的鍵斷開，發生了平行的和順序的熱縮聚反應，形成具有較高熱穩定性的結構，從而減少高溫熱解析出物的揮發分產率，獲得更高的固體炭化產物（即炭化料）產率，我們平時說的炭化溫度是指轉爐的中部溫度，但是中部溫度并不是炭化終溫度，炭化終溫度實際是出料口的溫度，這個溫度終影響炭化料的質量，）炭化不僅決定終產品的機械強度等級，還決定終產品的孔結構特性以及常規吸附性能指標等級。
炭化工藝流程：
（1）物料流程：
成型顆粒經過運輸機提升直接加入回轉爐的加料室內，借助重力作用落入滾筒內，沿著滾筒內螺旋運動被帶到抄板上，靠筒體的坡度和轉動物料由爐尾向爐頭方向移動，物料首先經過溫度為200℃的預熱干燥階段，進入350-550℃的炭化階段，在這個過程中，炭粒與熱氣流接觸而進行炭化，排出水分及揮發分，后經卸料口卸出。
（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，進入滾筒與逆流而來的炭粒直接接觸進行炭化；另外一部分進入余熱鍋爐進行換熱，換熱后的煙道氣從煙筒排出，余熱鍋爐產生的蒸汽部分送到活化工序和換熱站，部分返回爐頭與尾氣混合后進入炭化爐。

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