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生产煤质活性炭对原料煤有怎样的要求?

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发布日期:2022-01-17 作者: 点击:

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  褐煤、烟煤和无烟煤均可作为活性炭的原料。国内煤活性炭主要采用山西大同弱粘结烟煤和宁夏太西无烟煤。


  (1)弱粘结烟煤:山西大同地区弱粘结烟煤因化学活性好、灰分低(特别是8层煤和11层煤)而被山西活性炭企业广泛用于原煤破碎活性炭的加工制造。


  (2)无烟煤:宁夏太西煤低灰、低硫、含碳量高、化学活性好,是生产高档活性炭的优质原料。宁夏活性炭企业主要以太西无烟煤为主要原料生产柱状活性炭。


  煤质活性炭的生产工艺如下:


  原料煤要求:


  ①水煤中的水分对活性炭的生产有一定的影响。过高的水分含量不仅不利于煤炭的破碎和筛分,而且增加了能耗,增加了生产成本。褐煤含水量高,其次是无烟煤,中等变质程度烟煤含水量低。目前,我们要求无烟煤含水量≤5%。

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  ②煤灰含量高会降低煤的发热量,影响碳化物和活性炭产品的机械强度,影响活性炭的孔隙结构,降低活性炭的吸附能力,增加活性炭产品的杂质,限制煤基活性炭的应用领域。但cao、mgo、fe2o3、k2o、na2o等一些矿物质可以催化煤中碳与水蒸气的反应,加快反应速度,提高活化炉的产量。一般要求灰分≤6%,目前我们要求的原煤灰分≤3%。


  ③挥发性无烟煤挥发性低。挥发性物质含量过高,挥发性物质容易结焦,堵塞产品通道;太低,不能为激活提供足够的燃料。目前,挥发性物质需要7-8%。


  ④煤在活化和燃烧过程中反应性高,反应速度快,效率高。


  配煤要求:


  配煤是改善煤活性炭产品孔结构和吸附性能的好方法。


  ①单煤的结焦特性及其在配煤中的作用。


  肥煤:肥煤是一种中等变质的煤,挥发性分子范围广,胶层厚度大于25mm,加热时产生大量胶体,流动性大,热稳定性好。肥煤在260℃左右开始分解有机质。肥煤具有很强的粘结能力,能很好地将煤粉颗粒低粘结在一起,形成机械强度好的碳颗粒,是配煤的重要组成部分。但挥发性高的肥煤结焦性差。因此,在选择肥煤作为配合煤时,应充分考虑肥煤的粘结能力、挥发性和结焦性。


  弱粘煤:弱粘煤是一种还原程度较弱、变质程度较低、变质程度较中的煤。加热时产生的胶体较少,结焦性能较好。在特定的工艺条件下,选择弱粘煤和粘结剂(煤焦油)制造柱状活性炭已成为我国的现实,并被用作催化剂载体。


  焦煤:焦煤具有中等挥发性和中等胶层厚度,加热时可形成热稳定性好的胶体。结焦性能好,在配煤中可以提高干馏固体材料的机械强度。炼焦行业可以获得块大、裂纹少、机械强度和耐磨强度高的焦炭。目前还没有报道用焦煤制造活性炭。随着活性炭制造研究的深入,焦煤将用于活性炭制造业作为配合煤。


  研究发现,在生产工艺基本条件相同的情况下,煤基活性炭的孔结构类型主要由煤本身的性质决定:棕煤生产的活性炭碘值不高,但孔容积高,说明棕煤生产的活性炭中孔大孔多,脱色能力强。在一些液相应用领域,实际应用效果更好;以不粘煤和弱粘煤为原料生产的活性炭中孔发达,适用于液相吸附净化活性炭的生产;以无烟煤为原料生产微孔发达的活性炭,适用于生产优质气相吸附活性炭。


  ②配煤原理。


  活性炭制造主要基于挥发性-粘结性指标配煤的基本概念。一般要求配合煤的挥发性分在25%-30%范围内,特征指数为3-5。根据活性炭的特点,单个煤在配合煤中的配合比例会发生变化。


  总之,配煤是改善活性炭产品孔结构、提高活性炭产品吸附性能的好方法。但是,如何配煤应根据当地情况采取措施。根据活性炭产品孔结构和吸附性能的要求,确定配煤的煤种和比例,否则不会达到提高活性炭性能、降低生产成本的目的。


  需要指出的是,配煤技术难以大大提高活性炭的吸附性能,只能在一定范围内提高活性炭的吸附性能,降低生产成本。如果生产吸附性能高的活性炭产品,应采用催化活化、煤岩分析等先进新技术。


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