环保之家讯：1. 屑的筛选和干燥

木屑由斗式提升机送到振动筛筛选，选取6—40目木屑，由鼓风机输送到旋风分离器，分离后的木屑落如贮仓中。然后进行气流干燥，木屑由贮仓下面圆盘加料器定量连续地落入螺旋进料器，加入热风管，由热风炉来的热空气高速气流带走及干燥，木屑含水率由原来的40%左右下降到15%—20%，干木屑在旋风分离器分离后落入干木屑贮仓。

2. 化锌溶液的配制

氯化锌溶液的配制是根据生产的要求，配制规定浓度的氯化锌溶液。配制时，将回收工序回收的浓度40美度的锌液，用泵泵入配锌池中，再加入固定氯化锌和盐酸，配制成规定浓度和酸碱度的氯化锌溶液，或直接用水配制亦可，然后用泵泵入浓锌池备用。

3.捏和

用泵将浓锌池的氯化锌液泵入浓锌液高位槽，由于木屑贮仓下部落下的木屑用斗式提升机提升至计量槽，一定量的木屑放入捏和机，同来自高位槽的定量浓锌液拌和后，倒入回转炉的料斗中。

4. 、活化

由料斗下部的圆盘加料器和螺旋进料器将木屑加入回转炉，从炉的另一端通入热烟道气，将木屑炭化和活化，活化料落入出料室，定期取出，用小车推到回收工序的斗式提升机加料处。

5. 回收、漂洗

开动斗式提升机，将活化料加入回收桶回收氯化锌。先用25—30波美度的氯化锌溶液洗涤，得到的浓锌液送往配制氯化锌溶液，再用较稀的锌液洗涤，洗涤时加入适量盐酸，并将溶液加热到70摄氏度以上，使氧化锌转变为氯化锌。最后要求洗涤液的浓度降至1波美度以下。回收过的炭用水冲入漂洗桶中，用90摄氏度以上的热水漂洗，第二次漂洗时加入适量盐酸，并加热至沸腾，以除去炭中的铁质，直至洗液不含铁为止。

6. 离心脱水、干燥和粉磨

活性炭在离心机中脱水，然后在外热式回转干燥器中干燥至含水率4—6%，再送往球磨机磨粉即为成品。

另外附设专门的废气、废水处理系统，以回收烟气中的氯化锌和盐酸，消除公害。

氯化锌活化对原料的要求

氯化锌法生产粉状活性炭的原料主要是木屑，生产糖用炭时，最好使用杉木屑和松木屑，纯杉木屑更好。新鲜的松木屑含松脂较多，不利于氯化锌溶液的渗入，如果存放一段时间，使挥发成分自行挥发和氧化后再使用则较为有益。但存放时间不宜过长，以免木屑腐烂变质。当生产其它活性炭品种时，可使用多种树种的混合木屑。对木屑要求为：粒度6—40目，不含板皮、木块、泥沙和铁屑等，含水率为15%—20%。

为了使工艺操作稳定，木屑需用振动筛进行筛选，选取符合要求的木屑颗粒，并除去杂质，以免影响产品质量。

筛选好的木屑含水率约40%。一般采用气流干燥器进行干燥。它由热风炉、风机和干燥管组成。干燥管由钢板制成，直径300毫米，高20米左右。木屑送入干燥管，由热风炉送来的120—150摄氏度的热空气带动木屑，以8米/秒的速度通过干燥管，干燥后的木屑含水率降到15%—20%，经旋风分离器回收。

木屑的干燥，有的工厂采用回转炉。木屑间接被烟道气加热而干燥。生产时，木屑由加料口一端进入筒体内，随着筒体的转动及一定的坡度慢慢向前移动，烘干的木屑连续由出料口卸出。由燃烧室烧煤产生的烟气先在筒体外面流过，加热筒体，然后进入筒体内部的烟管，以便充分进行热交换，最后排入烟囱。操作时，应根据炉温情况，控制好加料量。同时炉温不能太高，以防木屑燃烧。

氯化锌溶液的配制

氯化锌溶液的浓度因生产活性炭的品种而异，氯化锌溶液的配制是指配制成规定浓度的氯化锌溶液，它是保证锌屑比的一个重要因素。应选用洁白、易吸水潮解、含量96%以上的工业氯化锌。

因活性炭用途不同，使用氯化锌制炭时，要求也不同，简述如下：

糖用活性炭的配方要求是：

氯化锌溶液在60摄氏度时，浓度为50—57波美度，溶液的pH值为3.0—3.5。

药用活性炭的配方要求是：

氯化锌溶液在60摄氏度时，浓度为45—47波美度，溶液的pH值为1.0—1.5。

配制时，在配锌池中，将固体氯化锌溶于回收工序回收的氯化锌溶液中。若回收的锌液不够用时，也可用水进行配制，当达到要求的波美度时，再用盐酸调整溶液的pH值。

波美浓度是氯化锌法生产厂中广泛使用的表示溶液浓度的一种方式。用波美比重计浸入溶液中所测得的度数表示浓度。

氯化锌溶液的波美浓度与温度有一定的关系，当百分浓度一定时，随着温度的升高，波美浓度降低。所以对于氯化锌溶液的波美浓度，必须注明溶液的温度。例如，要配制60摄氏度下的45—46波美浓度的氯化锌溶液，若在30摄氏度下，就应配成46—47波美浓度。

氯化锌溶液的波美浓度(0Be?FONTFONT-SIZE: 14pt;">宋体" LANG="ZH-CN">)与温度(摄氏度)的关系、氯化锌溶液的波美浓度与相对密度和百分浓度的关系，可从有关图表中查得。

捏和工序的目的和工艺条件

捏和工序的目的，是为了将木屑与氯化锌溶液，借助捏和机中一对之字形搅拌桨不停搅拌，反复揉压，使它们混合均匀，加速氯化锌溶液向木屑内部渗透。

捏和在捏和机中进行。捏和机用耐酸钢制成，为卧式半圆形槽，槽内有一对之字形的搅拌器，容积一般采用0.5立方米，间歇操作。捏和机设有一个传动机构，按下这一机构的按纽，能使捏和机半圆形槽转动一个角度，以便把锌屑料倾倒入回转炉的料斗中。

为了操作方便，捏和工序还设立木屑计量装置和氯化锌溶液高位槽和计量装置。木屑计量装置由运送木屑的斗式提升机、磅秤和料斗组成，它能准确控制每次捏和木屑的重量。氯化锌溶液高位槽下部有一条管子连到捏和机上部，以便把定量氯化锌溶液均匀喷射到捏和机中，与木屑进行混合。

捏和时，工艺木屑的重量与氯化锌溶液的重量之比，称为料液比，有时又称浸渍比。

捏和的工艺条件为：

1. 生产工业用活性炭

木屑含水率(%) 15—20

60摄氏度时氯化锌液浓度(波美度) 45—47

氯化锌液pH值 1—1.5

料液比 1：3

捏和时间(分钟) 10—15

2. 生产糖用活性炭

木屑含水率(%) 15—20

60摄氏度时氯化锌液浓度(波美度) 50—57

氯化锌液pH值 3—3.5

料液比 1：4—5

捏和时间(分钟) 10—15

回转炉怎样操作?其炭化、活化的工艺条件怎样?

回转炉是锌屑料炭化、活化制取活性炭的一个关键设备。回转炉为卧式，内径1米，长13米。筒体为钢板制成，内衬耐火砖。在筒体中部外面装有大齿轮，借以推动筒体转动。两端各有一对托轮，支承筒体重量。炉头和炉尾均有密封装置。安装的倾斜度为2—5度。

回转炉为连续操作，锌屑料由圆盘加料器和螺旋送料器送入炉尾。物料借助筒体转动和倾斜度缓慢地向炉头移动。在炉头设有燃烧室，燃烧原油或煤气，产生的高温烟气直接进入炉中，由炉头向炉尾流动，与物料逆流直接接触。在炭化过程中，形成带粘性的塑性物料，粘附在炉壁上，结块成痂，堵塞炉膛。为了防止堵塞，在炉内装有链条串连好的星形刮刀，让它随着筒体的转动，不停地撞击炉壁，将粘在炉壁上的结块物料刮下。

活化好的物料称活化料，从炉头落入出料室，并定期取出，送往回收工序。废烟气从炉尾经烟道进入废气回收系统。

开炉时，先启动转炉，再点火升温，待炉尾温度升至300摄氏度左右，开始加料。如果需要停炉，先停止进料，继续保持一定的炉温，待炉内物料全部排出后，方熄火停炉。热炉未完全冷却之前，每隔数分钟至20分钟转动筒体一次，防止筒体变形。

回转炉炭化、活化的工艺条件如下：

活化区物料温度(摄氏度) 500—600

炭化、活化时间(分钟)约40

炉内充填系数(%) 15—20

筒体转速(转/分钟) 1—3

炉内压力略带负压

炉头烟气温度(摄氏度) 700—800

炉尾烟气温度(摄氏度) 200—300

出料间隔时间(分钟) 20

氯化锌法生产活性炭回收工序的目的

在活化料中含有70%—90%的氯化锌和含锌化合物。回收的目的就是将这部分氯化锌和含锌化合物收回，降低活性炭生产时氯化锌的消耗，以降低产品的成本。

氯化锌的回收操作属于浸提方法，即用不同浓度的氯化锌溶液(简称锌水)和少量工业盐酸加入活化料中溶解氯化锌和氧化锌，再过滤分离。

回收是在回收桶中进行。回收桶是由钢板制成，为圆筒体。桶的壳体内外均用辉绿岩胶泥涂刷。在桶的内侧衬上辉绿岩板。桶的下部有用钢筋和辉绿岩粉浇铸的过滤板。

操作时，将活化料加入回收桶中，先用浓度较高的回收锌水加入活化料中，并加入约为活化料重量5%的盐酸，使活化时生成的氧化锌转变为氯化锌。

在反应过程中，要充分搅拌。反应完成后静置数分钟，开启真空抽气阀，将回收桶内的氯化锌溶液抽入真空桶，然后再放入耐酸缸。一般第一次回收的氯化锌溶液浓度可达40波美度以上，可送往配制氯化锌溶液。经第一次回收后，依次将低浓度的锌水用泵打入回收桶中，使锌水盖过炭面，这样进行多次回收，得到浓度高低不同的回收锌水，分别放置于耐酸缸中，供下次回收用。直至上次留下的各种浓度的锌水用完后，再用热水洗涤，洗涤液也收入耐酸缸内。直至炭中的氯化锌含量低于1%为止。

活性炭气体活化法

活性炭气体活化法是把原料炭化以后，用水蒸气、二氧化碳、空气、烟道气等，在600～1 200℃ 下进行活化的方法.它的主要工序为炭化和活化，炭化就是将原料加热，预先除去其中的挥发成分，制成适合于下一步活化用的炭化料.炭化过程分为400℃ 以下的一次分解反应，400～700℃ 的氧键断裂反应，700～1 000℃ 的脱氧反应等三个反应阶段，原料无论是链状分子物质还是芳香族分子物质，经过上述三个反应阶段获得缩合苯环平面状分子而形成三向网状结构的炭化物。炭化物的吸附能力低，这是由于炭中含有一部分碳氢化合物、细孔容积小以及细孔被堵塞等原因所致.活化阶段通常由在大约900℃ 下，把炭暴露于氧化性气体介质中，进行处理而构成.活化的第一阶段，除去被吸附质并使被堵塞的细孔开放;进一步活化，使原来的细孔和通路扩大;随后，由于碳质结构反应性能高的部分的选择性氧化而形成微孔组织。

微波加热法制活性炭

含碳原料在600℃ 以上的温度下进行预热处理，与水蒸气、二氧化碳、含氧气体或活化产生的气体接触，以微波直接加热，即可完成活化.但由通常活化方法能制得活性炭的煤类、石油类、木质类等原料，想用微波加热到完全活化温度是不可能的.例如煤、沥青、木材等原料，若照射微波，最初因水分发热，温度可达100℃ 左右，然后当水分蒸发完 ，发热极小，要升温到100℃ 以上，或不可能或需很长的时间.

活性炭微波加热蒸汽活化法

微波加热蒸汽活化法能使活性炭内部表面积显著扩大.具体过程为：先将原料制成一定粒度和比重，通入水蒸气充分搅拌，使其均匀湿润，根据毛细管现象，植物纤维素原料的各纤维间的微孔中存在着游离水分，从而使原料湿润膨胀，然后，以这些游离水分为电解质，用微波放射，游离水分急剧蒸发，产生蒸汽压，从原料内部向外爆发性压出.如此急剧作用，使纤维间的空间扩大，同时急剧干燥，并产生无数龟裂，原料的多孔结构更为显著，内部表面积进一步扩大.再连续干馏炭化，同时通以蒸汽，蒸汽不断地流到原料的多孔和龟裂的地方，抑制和排除 碳化氢的固着，直至炭化完毕，能很好地保持其多孔结构。

药品活化和气体活化的配合使用

气体活化和药品活化有时还配合起来使用.对受过药品活化处理的炭，进一步进行水蒸气活化，有时能制造出特殊细孔分布的产品，并使幅度很广的细孔数增加.用活性炭处理含有会堵塞炭的细孔的那样物质的气体时，例如，用粒状活性炭从城市煤气中吸附除去苯时，活性炭的细孔被城市煤气中的二烯烃堵塞而迅速老化.为制造这种情况下能使用的活性炭，曾应用过这种配合使用的活化方法.勒吉公司的苯佐尔邦牌活性炭就是有代表性的这类活性炭。

连续炭化活化法

用比较简单的流动加热炉连续进行炭化和限制氧化活化的活性炭生产方法，并且操作省工、产品质量较好.该方法特点是：把含水率调整到l5% ～30% 的活性炭原料，连续地送入流动加热炉，同时由炉底鼓入适量的空气，使炉内进行炭化和限制氧化活化，在原料入炉前到载入炉时，仅向炉内送入少量火种，加上从炉的下部鼓入适量空气，促使原料部分燃烧，以便加热原料本身.炉内温度和炭化速度靠鼓入空气量和投料量进行调整.鼓风除用于原料部分燃烧和加热外，还用于使炭化过程中的粒子流态化和连续不断进行的活化反应中。

流化床一步法制造活性炭

流化床一步法制造活性炭上是近年来发展的煤制活性炭新工艺.该法将原料筛分后直接送入流化床，在初始流化速度下炭化和活化，活化温度和活化气体分布均匀，可有效地活化反应原料.既可处理粉状原料也可处理粒状原料，生产工艺还简单，受到了高度重视.英国国家煤炭局采用该法生产无烟煤活性炭已投入商业运行.但单段流化床一般适合间歇操作，连续操作活化不均匀.田崎米四研究表明，流化床段数的增加，可使连续操作与间歇操作收到相同的活化产品.但该工艺制造成型活性炭时磨损严重，如把粉煤细粒子与成型原料混合活化，磨损可大大减轻，可同时制取粉状和粒状活性炭.工艺比加入惰性细粒子简单，设备生产能力也大.

快速炭化活化法

研究者认为，利用快速热解工艺可以生产廉价的活性炭，这种活性炭有良好的吸附性能，使用后不需再生，可直接用作气化原料.已有的实验研究结果表明快速热解可显著提高活性炭比表面积，在快速热解过程中引入高温水蒸气介质，对活性炭表面结构有显著影响.邱介山等用落下床辐射炉，以碳酸钾为催化剂，探讨黄县褐煤在水蒸气介质中催化快速炭化生产活性炭的可能性.结果表明：实验中所得活性炭的空隙结构指标和吸附性能指标已达到或接近某些市售活性炭的水平.

褐煤半焦压块活化工艺

目前褐煤制活性炭应用较为普遍的是褐煤半焦压块活化工艺.这种工艺首先将褐煤炭化，然后将半焦粉碎至0.1mm以下，加入沥青粘结剂成型压块，粉碎压块后加入活化炉活化，经筛分或磨细可制得粒状或粉状活性炭.澳大利亚和欧洲采用的都是这种工艺.

活性炭其它的生产方法

张双全等探讨了以硝酸盐为主的氧化性复合催化剂制备煤基活性炭的新工艺，利用该催化剂将催化和氧化统一起来.结果表明，硝酸钡的活性差，不宜作为催化剂使用;钾化合物是制造活性炭的良好催化剂;助催化剂磷在活性炭空隙结构发展上起着重要的作用;原料中的灰分对催化剂效能的发挥起阻碍作用;实验的复合催化剂可以提高活化反应速度l倍以上，在相同烧失率时获得较高的吸附性能，或在相同的烧失率时提高活化得率，从而降低活性炭的生产成本.澳大利亚Robert将20%氢氧化钾溶液70～75 ml与干燥原煤或酸洗煤20 g混成凝胶膏状，用压塑机压制出直径6 mm的煤段，干燥后直径变为3 mm，坚硬，然后在900℃ 氮气保护下馏16 h，干馏炭用稀酸浸提回收钾盐后制得产品.原煤活性炭表面积为l 340 m /g，酸洗煤活性炭的为l 500 平米/g.在美国也开发类似工艺，但氢氧化钾用量更大，制得粉状活性炭表面积高达3 000 平米 /g.但是在美国将原料褐煤及次烟煤用稀酸(如磷酸)处理，处理目的主要不是浸出矿物质，而是使煤中的一些成分交联，然后直接压块活化制造活性炭，产量和活性都大大提高.

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