(1) 國內(nèi)、外工藝技術(shù)概況
活性焦生產(chǎn)的核心過程就是活化，按照活化方式的分類，活性焦的生產(chǎn)方法目前 分為三種，即氣體活化法、化學(xué)藥品活化法及化學(xué)物理活化法。目前國內(nèi)外以蘭炭為原料生產(chǎn)活性焦的廠商一般都采用氣體活化法。以下主要介紹氣體活化法工藝。
（2）氣體活化法
氣體活化法是將原料經(jīng)過焦化后，采用水蒸汽、煙道氣、空氣等含氧氣體或水蒸 汽與煙道氣、水蒸汽與空氣、煙道氣與空氣等混合氣體作為活化劑，在高溫下與焦化 所得的具有一定初孔結(jié)構(gòu)的焦化料接觸進行活化或兩種活化劑交替進行活化，從而生 產(chǎn)出比表面積巨大、孔隙發(fā)達(dá)的活性焦產(chǎn)品。
氣體活化法也稱物理活化法，焦化料為固體，活化劑為氣體，活化反應(yīng)屬于氣固 相系統(tǒng)的多相反應(yīng)，活化過程中包括物理和化學(xué)兩個過程，整個過程包括氣相中的活 化劑向焦化料外表面的擴散、活化劑向焦化料內(nèi)表面進行擴散、活化劑被焦化料表面 所吸附、焦化料表面發(fā)生氣化反應(yīng)生成中間產(chǎn)物（表面絡(luò)合物）、中間產(chǎn)物分解成反應(yīng) 產(chǎn)物、反應(yīng)產(chǎn)物脫附、脫附下來的反應(yīng)產(chǎn)物由焦化料內(nèi)表面向外表面擴散等過程。
氣體活化法所用的原料稱為焦化料，焦化料在焦化過程中就形成了活化所需要的 表面積和初孔結(jié)構(gòu)，不過由于初孔孔隙被焦化過程中生成的一些無序的無定形碳或焦 油餾出物所堵塞或封閉，因此焦化料的比表面積很小。氣體活化的過程就是通過氣化 反應(yīng)使焦化料原來閉塞的孔開放、原有孔隙的擴大及孔壁燒失、某些結(jié)構(gòu)經(jīng)選擇性活 化而產(chǎn)生新孔的過程。在一定的活化燒失率范圍內(nèi)，活化氣體與焦化料的氣化反應(yīng)程 度越深，生產(chǎn)出的活性焦比表面積就越大、孔隙就越發(fā)達(dá)、活性焦的吸附性能就越好。
催化活化法是氣體活化法工藝的一種發(fā)展，它是在焦化料生產(chǎn)過程中加入少量的 催化劑（一種或幾種），當(dāng)焦化料進行活化時，催化劑催化焦化料與水蒸汽、二氧化碳 (煙道氣）等活化劑的氣化反應(yīng)，生產(chǎn)出具有特殊孔隙結(jié)構(gòu)或高吸附性能的活性焦產(chǎn)品。
氣體活化法基本適合于所有含碳材料用于制造活性焦的生產(chǎn)過程。
目前，國內(nèi)外氣體活化法生產(chǎn)活的活化氣體（活化劑）是水蒸汽和煙 道氣，煙道氣則是水蒸汽活化過程中產(chǎn)生的煤氣經(jīng)過燃燒而制得，活化過程是水蒸汽 和煙道氣的交替活化或二者的混合氣體活化。
氣體活化法是在高溫下進行，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣是以二氧化碳和水蒸汽的形 式排放，同時生產(chǎn)過程中基本沒有廢水產(chǎn)生，因此對環(huán)境的污染很小。
氣體活化法生產(chǎn)的活性焦孔徑范圍比較大，產(chǎn)品的應(yīng)用范圍比較廣。由于需要首 先對原料進行焦化處理，因此氣體活化法基本適合于所有含碳材料制造活性焦的生產(chǎn) 過程，尤其是對蘭炭為原料的活性焦生產(chǎn)，氣體活化法不僅非常適用，而且產(chǎn)品得率高。以蘭炭為原料采用氣體活化法生產(chǎn)活性焦，一般活性焦產(chǎn)品得率（相對原料）高達(dá)30°%?50°%。
（2）工藝技術(shù)描述
氣體活化法生產(chǎn)煤基活性焦，其基本原理都是一致的，即采用水蒸汽、煙道氣（主要成分為CO2)或其混合氣體等含氧氣體作為活化劑，在高溫下與炭接觸發(fā)生氧化還原反應(yīng)進行活化，生成一氧化碳、二氧 化碳、氫氣和其它碳?xì)浠衔餁怏w，通過碳的氣化反應(yīng)（“燒失”）達(dá)到在碳粒中造孔 的目的。其主要化學(xué)反應(yīng)式如下：
三個反應(yīng)均是吸熱反應(yīng)，即隨著活化反應(yīng)的進行，活化爐的活化反應(yīng)區(qū)域溫度將 逐步下降，如果活化區(qū)域的溫度低于800°C，上述活化反應(yīng)就不能正常進行，所以在 活化爐的活化反應(yīng)區(qū)域需要同時通入部分空氣與活化產(chǎn)生的煤氣燃燒補充熱量，或通過補充外加熱源，以保證活化爐活化反應(yīng)區(qū)域的活化溫度。
活化反應(yīng)屬于氣固相系統(tǒng)的多相反應(yīng)，活化過程中包括物理和化學(xué)兩個過程，整 個過程包括氣相中的活化劑向炭化料外表面的擴散、活化劑向炭化料內(nèi)表面的擴散、 活化劑被炭化料內(nèi)外表面所吸附、炭化料表面發(fā)生氣化反應(yīng)生成中間產(chǎn)物（表面絡(luò)合 物）、中間產(chǎn)物分解成反應(yīng)產(chǎn)物、反應(yīng)產(chǎn)物脫附、脫附下來的反應(yīng)產(chǎn)物由炭化料內(nèi)表面 向外表面擴散等過程。目前的研宄表明，活化反應(yīng)通過以下三個階段最終達(dá)到活化造孔的目的。
階段是炭化時形成的但卻被無序的碳原子及雜原子所堵塞的孔隙的打開，即 高溫下，活化氣體首先與無序碳原子及雜原子發(fā)生反應(yīng)。
第二階段是打開的孔隙不斷擴大、貫通及向縱深發(fā)展，孔隙邊緣的碳原子由于具 有不飽和結(jié)構(gòu)，易于與活化氣體發(fā)生反應(yīng)，從而造成孔隙的不斷擴大和向縱深發(fā)展。
第三階段是新孔隙的形成，隨著活化反應(yīng)的不斷進行，新的不飽和碳原子或活性 點則暴露于微晶表面，于是這些新的活性點又能同活化氣體的其它分子進行反應(yīng)，微 晶表面的這種不均勻的燃燒就不斷地導(dǎo)致新孔隙的形成。
活化工藝控制的主要操作條件包括活化溫度、活化時間、活化劑的流量及溫度、 加料速度、活化爐內(nèi)的氧含量等。
（3）工藝流程概述
原料蘭炭經(jīng)皮帶棧橋輸送至活性焦轉(zhuǎn)爐自帶料倉，經(jīng)電磁振動給料機至活性焦轉(zhuǎn)爐，通過外熱高溫活化得到產(chǎn)品活性焦，活性焦經(jīng)循環(huán)水冷卻至50°C，經(jīng)皮帶棧橋送至震動篩分機大顆粒活性焦，細(xì)顆粒送入磨粉機，由磨粉機將細(xì)顆粒產(chǎn)品研磨至合格產(chǎn)品，分類產(chǎn)品分別進入成品包裝線包裝。主要可以分為如下工段：
1) 上料工段
利用上料皮帶棧橋?qū)⑻m炭從蘭炭庫房送至活性焦轉(zhuǎn)爐料倉，經(jīng)振動喂料機至活性焦轉(zhuǎn)爐。
2) 活化工段
配備活化爐、余熱鍋爐、汽水換熱器、引風(fēng)機和除塵及脫硫及產(chǎn)品皮帶輸送棧橋。
3) 篩分工段
經(jīng)過活化的活性焦分為兩部分，一部分直接進入磨粉工段，另一部分進入篩分工段。作為篩上物的粗顆粒產(chǎn)品，直接作為成品進行包裝；篩下物的細(xì)顆粒繼續(xù)進入到磨粉工段。
4) 磨粉工段
配備磨粉機，配備斗式提升機和螺旋輸送機，用于活化料的運輸、磨粉和篩分等作用。
5) 包裝工段
配備粉料包裝機及顆粒包裝機，分別用于粉料和篩分后的顆粒成品料的包裝。
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