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活性炭制备过程中的炭化温度及工艺流程

发布时间：2021-09-10 浏览次

活性炭制备过程中的炭化温度及工艺流程
活性炭生产之炭化：
炭化是活性炭制造过程中的主要热处理工序之一，炭化的过程中大部分非炭元素—氢和氧因原料的高温分解首先以气体形式被排除，而获释的元素碳原子则组合成通称为基本石墨微晶的有序结晶生成物，严格的说，炭化应是在隔绝空气的条件下进行，炭化是指在低温下（500℃左右）煤及煤沥青的热分解、固化以及煤焦油中低分子物质的挥发。
活性炭炭化主要目的：
（1）排除成型料中的挥发份及水分；
（2）提高炭化料强度，煤焦油中的沥青成分形成了基本骨架；
（3）使炭颗粒形成初步孔隙。
炭化温度：
炭化温度直接影响炭化料的孔隙结构和强度，温度过低炭化产物无法形成足够的机械强度，温度过高则会促使炭化产物中的石墨微晶有序变化，减少微晶之间的空隙，影响活化造孔过程，将无烟煤加热，其炭化产物中易石墨化成分占主导地位，无烟煤对炭化终温非常敏感，当温度升高时就开始收缩，结果造成在炭化初始阶段形成的微孔容积大幅度降低，如炭化炉内尾部着火造成的炭化料形成光圈现象，坚硬炭化料，形成易石墨化物质，难以活化。
炭化温度对炭化料初始孔隙的形成影响很大，按照炭化过程中温度的影响，太西煤质的炭化料炭化的升温速度应控制在15-20℃/min范围内，高升温速率能使物料析出更多的焦油和煤气，降低炭化料产率，降低升温速率时，物料在低温区受热时间长，热解反应的选择性较强，初期热解使物料分子中较弱的键断开，发生了平行的和顺序的热缩聚反应，形成具有较高热稳定性的结构，从而减少高温热解析出物的挥发分产率，获得更高的固体炭化产物（即炭化料）产率，我们平时说的炭化温度是指转炉的中部温度，但是中部温度并不是炭化终温度，炭化终温度实际是出料口的温度，这个温度终影响炭化料的质量，）炭化不仅决定终产品的机械强度等级，还决定终产品的孔结构特性以及常规吸附性能指标等级。
炭化工艺流程：
（1）物料流程：
成型颗粒经过运输机提升直接加入回转炉的加料室内，借助重力作用落入滚筒内，沿着滚筒内螺旋运动被带到抄板上，靠筒体的坡度和转动物料由炉尾向炉头方向移动，物料首先经过温度为200℃的预热干燥阶段，进入350-550℃的炭化阶段，在这个过程中，炭粒与热气流接触而进行炭化，排出水分及挥发分，后经卸料口卸出。
（2）气体流程：
炉尾尾气在燃烧室中燃烧后，一部分尾气返回到炉头，进入滚筒与逆流而来的炭粒直接接触进行炭化；另外一部分进入余热锅炉进行换热，换热后的烟道气从烟筒排出，余热锅炉产生的蒸汽部分送到活化工序和换热站，部分返回炉头与尾气混合后进入炭化炉。

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