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詳細(xì)介紹
(1) 國(guó)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(guó)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(jìn)行活化或兩種活化劑交替進(jìn)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(gè)過程，整個(gè)過程包括氣相中的活 化劑向焦化料外表面的擴(kuò)散、活化劑向焦化料內(nèi)表面進(jìn)行擴(kuò)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(lái)的反應(yīng)產(chǎn)物由焦化料內(nèi)表面向外表面擴(kuò)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(wú)序的無(wú)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(lái)閉塞的孔開放、原有孔隙的擴(kuò)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(jìn)行活化時(shí)，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(guó)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(jìn)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(shí)生產(chǎn)過程中基本沒有廢水產(chǎn)生，因此對(duì)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(duì)原料進(jìn)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(duì)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(duì)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(jìn)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(gè)反應(yīng)均是吸熱反應(yīng)，即隨著活化反應(yīng)的進(jìn)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(jìn)行，所以在 活化爐的活化反應(yīng)區(qū)域需要同時(shí)通入部分空氣與活化產(chǎn)生的煤氣燃燒補(bǔ)充熱量，或通過補(bǔ)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(gè)過程，整 個(gè)過程包括氣相中的活化劑向炭化料外表面的擴(kuò)散、活化劑向炭化料內(nèi)表面的擴(kuò)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(lái)的反應(yīng)產(chǎn)物由炭化料內(nèi)表面 向外表面擴(kuò)散等過程。目前的研宄表明，活化反應(yīng)通過以下三個(gè)階段最終達(dá)到活化造孔的目的。
階段是炭化時(shí)形成的但卻被無(wú)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(wú)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(kuò)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(kuò)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(jìn)行，新的不飽和碳原子或活性 點(diǎn)則暴露于微晶表面，于是這些新的活性點(diǎn)又能同活化氣體的其它分子進(jìn)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(shí)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(cāng)，經(jīng)電磁振動(dòng)給料機(jī)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(dòng)篩分機(jī)大顆?；钚越?，細(xì)顆粒送入磨粉機(jī)，由磨粉機(jī)將細(xì)顆粒產(chǎn)品研磨至合格產(chǎn)品，分類產(chǎn)品分別進(jìn)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(kù)房送至活性焦轉(zhuǎn)爐料倉(cāng)，經(jīng)振動(dòng)喂料機(jī)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(jī)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(jìn)入磨粉工段，另一部分進(jìn)入篩分工段。作為篩上物的粗顆粒產(chǎn)品，直接作為成品進(jìn)行包裝；篩下物的細(xì)顆粒繼續(xù)進(jìn)入到磨粉工段。
4) 磨粉工段
配備磨粉機(jī)，配備斗式提升機(jī)和螺旋輸送機(jī)，用于活化料的運(yùn)輸、磨粉和篩分等作用。
5) 包裝工段
配備粉料包裝機(jī)及顆粒包裝機(jī)，分別用于粉料和篩分后的顆粒成品料的包裝。
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