木炭如何加工成活性炭

【專家解說】：化學(xué)法比較簡單，但物理法試驗比較麻煩啊，活性炭的工藝已經(jīng)很成熟了啊 氯化鋅連續(xù)法生產(chǎn)粉狀活性炭的工藝流程 氯化鋅連續(xù)法生產(chǎn)粉狀活性炭的工藝流程如下： 1. 屑的篩選和干燥 木屑由斗式提升機送到振動篩篩選，選取6—40目木屑，由鼓風(fēng)機輸送到旋風(fēng)分離器，分離后的木屑落如貯倉中。然后進行氣流干燥，木屑由貯倉下面圓盤加料器定量連續(xù)地落入螺旋進料器，加入熱風(fēng)管，由熱風(fēng)爐來的熱空氣高速氣流帶走及干燥，木屑含水率由原來的40%左右下降到15%—20%，干木屑在旋風(fēng)分離器分離后落入干木屑貯倉。 2. 化鋅溶液的配制 氯化鋅溶液的配制是根據(jù)生產(chǎn)的要求，配制規(guī)定濃度的氯化鋅溶液。配制時，將回收工序回收的濃度40美度的鋅液，用泵泵入配鋅池中，再加入固定氯化鋅和鹽酸，配制成規(guī)定濃度和酸堿度的氯化鋅溶液，或直接用水配制亦可，然后用泵泵入濃鋅池備用。 3.捏和 用泵將濃鋅池的氯化鋅液泵入濃鋅液高位槽，由于木屑貯倉下部落下的木屑用斗式提升機提升至計量槽，一定量的木屑放入捏和機，同來自高位槽的定量濃鋅液拌和后，倒入回轉(zhuǎn)爐的料斗中。 4. 、活化 由料斗下部的圓盤加料器和螺旋進料器將木屑加入回轉(zhuǎn)爐，從爐的另一端通入熱煙道氣，將木屑炭化和活化，活化料落入出料室，定期取出，用小車推到回收工序的斗式提升機加料處。 5. 回收、漂洗 開動斗式提升機，將活化料加入回收桶回收氯化鋅。先用25—30波美度的氯化鋅溶液洗滌，得到的濃鋅液送往配制氯化鋅溶液，再用較稀的鋅液洗滌，洗滌時加入適量鹽酸，并將溶液加熱到70攝氏度以上，使氧化鋅轉(zhuǎn)變?yōu)槁然\。最后要求洗滌液的濃度降至1波美度以下?；厥者^的炭用水沖入漂洗桶中，用90攝氏度以上的熱水漂洗，第二次漂洗時加入適量鹽酸，并加熱至沸騰，以除去炭中的鐵質(zhì)，直至洗液不含鐵為止。 6. 離心脫水、干燥和粉磨 活性炭在離心機中脫水，然后在外熱式回轉(zhuǎn)干燥器中干燥至含水率4—6%，再送往球磨機磨粉即為成品。 另外附設(shè)專門的廢氣、廢水處理系統(tǒng)，以回收煙氣中的氯化鋅和鹽酸，消除公害。 氯化鋅活化對原料的要求 氯化鋅法生產(chǎn)粉狀活性炭的原料主要是木屑，生產(chǎn)糖用炭時，最好使用杉木屑和松木屑，純杉木屑更好。新鮮的松木屑含松脂較多，不利于氯化鋅溶液的滲入，如果存放一段時間，使揮發(fā)成分自行揮發(fā)和氧化后再使用則較為有益。但存放時間不宜過長，以免木屑腐爛變質(zhì)。當(dāng)生產(chǎn)其它活性炭品種時，可使用多種樹種的混合木屑。對木屑要求為：粒度6—40目，不含板皮、木塊、泥沙和鐵屑等，含水率為15%—20%。 為了使工藝操作穩(wěn)定，木屑需用振動篩進行篩選，選取符合要求的木屑顆粒，并除去雜質(zhì)，以免影響產(chǎn)品質(zhì)量。 篩選好的木屑含水率約40%。一般采用氣流干燥器進行干燥。它由熱風(fēng)爐、風(fēng)機和干燥管組成。干燥管由鋼板制成，直徑300毫米，高20米左右。木屑送入干燥管，由熱風(fēng)爐送來的120—150攝氏度的熱空氣帶動木屑，以8米/秒的速度通過干燥管，干燥后的木屑含水率降到15%—20%，經(jīng)旋風(fēng)分離器回收。 木屑的干燥，有的工廠采用回轉(zhuǎn)爐。木屑間接被煙道氣加熱而干燥。生產(chǎn)時，木屑由加料口一端進入筒體內(nèi)，隨著筒體的轉(zhuǎn)動及一定的坡度慢慢向前移動，烘干的木屑連續(xù)由出料口卸出。由燃燒室燒煤產(chǎn)生的煙氣先在筒體外面流過，加熱筒體，然后進入筒體內(nèi)部的煙管，以便充分進行熱交換，最后排入煙囪。操作時，應(yīng)根據(jù)爐溫情況，控制好加料量。同時爐溫不能太高，以防木屑燃燒。 氯化鋅溶液的配制 氯化鋅溶液的濃度因生產(chǎn)活性炭的品種而異，氯化鋅溶液的配制是指配制成規(guī)定濃度的氯化鋅溶液，它是保證鋅屑比的一個重要因素。應(yīng)選用潔白、易吸水潮解、含量96%以上的工業(yè)氯化鋅。 因活性炭用途不同，使用氯化鋅制炭時，要求也不同，簡述如下： 糖用活性炭的配方要求是： 氯化鋅溶液在60攝氏度時，濃度為50—57波美度，溶液的pH值為3.0—3.5。 藥用活性炭的配方要求是： 氯化鋅溶液在60攝氏度時，濃度為45—47波美度，溶液的pH值為1.0—1.5。 配制時，在配鋅池中，將固體氯化鋅溶于回收工序回收的氯化鋅溶液中。若回收的鋅液不夠用時，也可用水進行配制，當(dāng)達到要求的波美度時，再用鹽酸調(diào)整溶液的pH值。 波美濃度是氯化鋅法生產(chǎn)廠中廣泛使用的表示溶液濃度的一種方式。用波美比重計浸入溶液中所測得的度數(shù)表示濃度。 氯化鋅溶液的波美濃度與溫度有一定的關(guān)系，當(dāng)百分濃度一定時，隨著溫度的升高，波美濃度降低。所以對于氯化鋅溶液的波美濃度，必須注明溶液的溫度。例如，要配制60攝氏度下的45—46波美濃度的氯化鋅溶液，若在30攝氏度下，就應(yīng)配成46—47波美濃度。 氯化鋅溶液的波美濃度（0Be?FONT FACE="宋體" LANG="ZH-CN">）與溫度（攝氏度）的關(guān)系、氯化鋅溶液的波美濃度與相對密度和百分濃度的關(guān)系，可從有關(guān)圖表中查得。 捏和工序的目的和工藝條件 捏和工序的目的，是為了將木屑與氯化鋅溶液，借助捏和機中一對之字形攪拌槳不停攪拌，反復(fù)揉壓，使它們混合均勻，加速氯化鋅溶液向木屑內(nèi)部滲透。 捏和在捏和機中進行。捏和機用耐酸鋼制成，為臥式半圓形槽，槽內(nèi)有一對之字形的攪拌器，容積一般采用0.5立方米，間歇操作。捏和機設(shè)有一個傳動機構(gòu)，按下這一機構(gòu)的按紐，能使捏和機半圓形槽轉(zhuǎn)動一個角度，以便把鋅屑料傾倒入回轉(zhuǎn)爐的料斗中。 為了操作方便，捏和工序還設(shè)立木屑計量裝置和氯化鋅溶液高位槽和計量裝置。木屑計量裝置由運送木屑的斗式提升機、磅秤和料斗組成，它能準確控制每次捏和木屑的重量。氯化鋅溶液高位槽下部有一條管子連到捏和機上部，以便把定量氯化鋅溶液均勻噴射到捏和機中，與木屑進行混合。 捏和時，工藝木屑的重量與氯化鋅溶液的重量之比，稱為料液比，有時又稱浸漬比。 捏和的工藝條件為： 1. 生產(chǎn)工業(yè)用活性炭 木屑含水率（%） 15—20 60攝氏度時氯化鋅液濃度（波美度） 45—47 氯化鋅液pH值 1—1.5 料液比 1：3 捏和時間（分鐘） 10—15 2. 生產(chǎn)糖用活性炭 木屑含水率（%） 15—20 60攝氏度時氯化鋅液濃度（波美度） 50—57 氯化鋅液pH值 3—3.5 料液比 1：4—5 捏和時間（分鐘） 10—15 回轉(zhuǎn)爐怎樣操作？其炭化、活化的工藝條件怎樣？ 回轉(zhuǎn)爐是鋅屑料炭化、活化制取活性炭的一個關(guān)鍵設(shè)備。回轉(zhuǎn)爐為臥式，內(nèi)徑1米，長13米。筒體為鋼板制成，內(nèi)襯耐火磚。在筒體中部外面裝有大齒輪，借以推動筒體轉(zhuǎn)動。兩端各有一對托輪，支承筒體重量。爐頭和爐尾均有密封裝置。安裝的傾斜度為2—5度。 回轉(zhuǎn)爐為連續(xù)操作，鋅屑料由圓盤加料器和螺旋送料器送入爐尾。物料借助筒體轉(zhuǎn)動和傾斜度緩慢地向爐頭移動。在爐頭設(shè)有燃燒室，燃燒原油或煤氣，產(chǎn)生的高溫?zé)煔庵苯舆M入爐中，由爐頭向爐尾流動，與物料逆流直接接觸。在炭化過程中，形成帶粘性的塑性物料，粘附在爐壁上，結(jié)塊成痂，堵塞爐膛。為了防止堵塞，在爐內(nèi)裝有鏈條串連好的星形刮刀，讓它隨著筒體的轉(zhuǎn)動，不停地撞擊爐壁，將粘在爐壁上的結(jié)塊物料刮下。 活化好的物料稱活化料，從爐頭落入出料室，并定期取出，送往回收工序。廢煙氣從爐尾經(jīng)煙道進入廢氣回收系統(tǒng)。 開爐時，先啟動轉(zhuǎn)爐，再點火升溫，待爐尾溫度升至300攝氏度左右，開始加料。如果需要停爐，先停止進料，繼續(xù)保持一定的爐溫，待爐內(nèi)物料全部排出后，方熄火停爐。熱爐未完全冷卻之前，每隔數(shù)分鐘至20分鐘轉(zhuǎn)動筒體一次，防止筒體變形。 回轉(zhuǎn)爐炭化、活化的工藝條件如下： 活化區(qū)物料溫度（攝氏度） 500—600 炭化、活化時間（分鐘） 約40 爐內(nèi)充填系數(shù)（%） 15—20 筒體轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分鐘） 1—3 爐內(nèi)壓力 略帶負壓 爐頭煙氣溫度（攝氏度） 700—800 爐尾煙氣溫度（攝氏度） 200—300 出料間隔時間（分鐘） 20 氯化鋅法生產(chǎn)活性炭回收工序的目的 在活化料中含有70%—90%的氯化鋅和含鋅化合物?；厥盏哪康木褪菍⑦@部分氯化鋅和含鋅化合物收回，降低活性炭生產(chǎn)時氯化鋅的消耗，以降低產(chǎn)品的成本。 氯化鋅的回收操作屬于浸提方法，即用不同濃度的氯化鋅溶液（簡稱鋅水）和少量工業(yè)鹽酸加入活化料中溶解氯化鋅和氧化鋅，再過濾分離。 回收是在回收桶中進行?；厥胀笆怯射摪逯瞥桑瑸閳A筒體。桶的殼體內(nèi)外均用輝綠巖膠泥涂刷。在桶的內(nèi)側(cè)襯上輝綠巖板。桶的下部有用鋼筋和輝綠巖粉澆鑄的過濾板。 操作時，將活化料加入回收桶中，先用濃度較高的回收鋅水加入活化料中，并加入約為活化料重量5%的鹽酸，使活化時生成的氧化鋅轉(zhuǎn)變?yōu)槁然\。 在反應(yīng)過程中，要充分攪拌。反應(yīng)完成后靜置數(shù)分鐘，開啟真空抽氣閥，將回收桶內(nèi)的氯化鋅溶液抽入真空桶，然后再放入耐酸缸。一般第一次回收的氯化鋅溶液濃度可達40波美度以上，可送往配制氯化鋅溶液。經(jīng)第一次回收后，依次將低濃度的鋅水用泵打入回收桶中，使鋅水蓋過炭面，這樣進行多次回收，得到濃度高低不同的回收鋅水，分別放置于耐酸缸中，供下次回收用。直至上次留下的各種濃度的鋅水用完后，再用熱水洗滌，洗滌液也收入耐酸缸內(nèi)。直至炭中的氯化鋅含量低于1%為止。 漂洗的目的是什么？怎樣漂洗？ 漂洗的目的是除去來自原料和加工過程中的各種雜質(zhì)，使活性炭的氯化物、總鐵化物、灰分等含量和酸堿度都達到規(guī)定的指標。漂洗分兩個步驟進行，首先是加入鹽酸除去鐵類化合物，因此稱為酸洗，又稱酸處理或叫“煮鐵”；其次是加堿中和酸，除去氯根，并用熱水反復(fù)洗滌，故叫水洗。 漂洗的兩個步驟都在同一個漂洗桶中進行。漂洗桶由鋼板制成，圓筒體狀。桶的殼體內(nèi)外都用環(huán)氧樹脂泥粘貼數(shù)層玻璃纖維布，內(nèi)側(cè)再襯一層耐酸瓷磚，在桶的底部裝有過濾板。 漂洗時，利用回收桶與漂洗桶的安裝位差，將活性炭用水由回收桶沖入漂洗桶中。放出部分水后，關(guān)好底部放水閥門，然后加入活化料量5%左右的鹽酸，通入開口蒸汽，煮沸2小時。這時，混在炭中的雜質(zhì)與鹽酸發(fā)生反應(yīng)，原來不溶于水的氧化鐵和氧化鈣等雜質(zhì)，變成氯化鐵和氯化鈣的水溶物，隨水除去。 酸處理后，將桶內(nèi)酸水放出，用熱水連續(xù)漂洗數(shù)次，水溫要保持在60攝氏度以上。由于過量鹽酸不容易被水洗凈，故加入適量的純堿中和，并調(diào)整桶內(nèi)水溶液的pH值在7—8。再用開口蒸汽加熱15分鐘左右，將水放出。再用熱水連續(xù)洗滌，至炭中氯根含量小于0.16%為止?？偟乃磿r間為4—6小時。 離心脫水、干燥和粉磨？ 離心脫水 漂洗好的炭用水從漂洗桶沖入貯炭槽中。采用臥式活塞推料離心機使活性炭的含水率降到60%—65%。操作時，先開動砂泵，將貯炭槽中的漂洗炭和水一起泵入高位炭槽中，然后開動高位炭槽的攪拌機，使炭與水混合。再開動離心機，待離心機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)后，打開高位槽底部閥門，讓炭水進入離心機進行脫水。炭送往干燥，而甩出的水含有許多細炭，經(jīng)沉淀回收細炭后再排放廢水。 干燥 干燥的目的是使活性炭的含水率降低到10%以下。干燥的方法很多，較常用的是回轉(zhuǎn)干燥爐?；剞D(zhuǎn)體由鋼板制成，圓筒體直徑約1米，長7米，安裝于加熱爐內(nèi)，用煙道氣間接加熱。濕炭由加料口的一端進入筒體內(nèi)，由于筒體的傾斜度和轉(zhuǎn)動使物料向前移動，至出料口連續(xù)卸出?；剞D(zhuǎn)干燥爐內(nèi)的料溫要求在120—130攝氏度。操作時，要根據(jù)爐溫控制加料量，防止干炭出現(xiàn)火星。這種干燥爐因炭粒能在筒體內(nèi)翻動，干燥速度較快。另外，干燥爐采用間接加熱，避免了炭與干燥介質(zhì)直接接觸，因而減少了炭被污染的可能性。 粉磨 粉磨的目的是為了增加活性炭的外表面積。常用球磨機粉碎到120目—200目。定型的球磨機是連續(xù)進料和出料，一般根據(jù)產(chǎn)品的顆粒度來調(diào)整進料量。為了避免活性炭在球磨過程中增加鐵含量，一般球磨機內(nèi)鑲襯一層硬木板，并采用卵石或瓷球粉碎。有些工廠，也采用雷蒙粉碎機進行粉磨。 氯化鋅間歇式生產(chǎn)粉狀活性炭的工藝流程 現(xiàn)以某生產(chǎn)廠為例，其工藝流程如下： 原料木屑經(jīng)皮帶運輸機送入振動篩經(jīng)8—16目篩網(wǎng)進行篩選，合格木屑落入加料斗中，再由另一架皮帶運輸機送入回轉(zhuǎn)干燥機進行干燥，干燥后木屑含水率為10%—15%。干木屑由送料風(fēng)機輸送到旋風(fēng)分離器，木屑落入貯料倉中備用。 固體氯化鋅放入地下配鋅池中，用回收來的濃鋅液或水進行溶解，配制成符合要求的氯化鋅溶液，再用泵打入浸料池與木屑相拌。 木屑由貯料倉放入浸料池中，再泵入配好的氯化鋅液，在浸料池內(nèi)均勻的攪拌、浸漬。浸漬好的鋅屑料由皮帶運輸機送到炭化爐前，鏟入炭化爐進行炭化。鋅屑料炭化后稱為炭化料由小車推往活化爐進行活化，活化后的物料稱為活化料。 活化料裝入加料斗稱重后，由卷揚機提升倒入回收桶，加入熱水和鹽酸進行回收。首次回收液濃度較高，放入濃鋅水池，由地下溝道流到配氯化鋅溶液工序的地下鋅水池，以作配料用。以后幾次回收的低濃度氯化鋅液，分別放入不同濃度的鋅水缸中，作下次回收之用。把回收好的炭用水沖入浸泡桶，加熱水并通入蒸汽進行蒸煮，稱為“煮鐵”，除去鐵鹽，煮后放出廢酸水流入地下溝，把炭沖入漂洗桶，加熱水并通入蒸汽進行洗滌。 漂洗合格的活性炭放入三足式離心機甩干，甩干后的炭集中于加料斗，經(jīng)皮帶運輸機送到回轉(zhuǎn)干燥機干燥。 干燥后的炭由卷揚機提升倒入球磨機進行粉磨。最后包裝入庫。 浸漬工序的目的是什么？怎樣操作？ 氯化鋅法間歇式生產(chǎn)粉狀活性炭，為了減少機械設(shè)備投資，木屑與氯化鋅溶液的混合不是采用捏和機進行捏和，而是采用浸料池，用浸漬的方法，將氯化鋅滲入木屑，起到捏和機捏和的作用。 浸漬的操作方法，不同廠家略有差異，但都大同小異。 浸漬一般采用浸漬池，又稱浸料池。它是在地面上，用磚和耐酸水泥砌的池子，池子長3米、寬2米、深1米。池子外表面貼耐酸瓷片，以防腐蝕，池底設(shè)置排液管，供浸漬后排出多余的氯化鋅溶液。 浸漬時，將符合要求的木屑投入浸漬池中，然后開動鋅水泵，將已配制好，并經(jīng)檢驗合格的氯化鋅溶液均勻地澆在木屑上，直至氯化鋅溶液蓋過木屑為止，浸漬8—12小時后，打開浸漬池底的排液口，讓多余的氯化鋅溶液流到鋅水池中，2小時后，便可將鋅屑料運往炭化工序炭化。 有些工廠，采用一定固液比進行拌料，混合均勻后淹漬8—10小時，并需不時地翻拌，以求鋅屑均勻混和。鋅屑混和料加鋅液不必過多，以手捏成塊，不滴水為宜。制作不同用途活性炭，其拌料的工藝條件如下： 糖用活性炭 氯化鋅溶液濃度（波美度） 53—54 配制氯化鋅液的溫度（攝氏度） 高于40 氯化鋅溶液的酸堿度（pH值） 3—3.2 木屑與氯化鋅溶液重量比 1：4 浸漬時間（小時） 8以上 藥用活性炭 氯化鋅溶液濃度（波美度） 46—47 配制氯化鋅液的溫度（攝氏度） 高于50 氯化鋅溶液的酸堿度（pH值） 1—1.5 木屑與氯化鋅溶液重量比 1：3 浸漬時間（小時） 8以上 鋅屑料的炭化 鋅屑料的炭化在敞開式平底炭化爐中進行。這種炭化爐是間歇操作的。 炭化爐是用鑄鐵板或6.5厘米厚的耐火陶瓷板拼接鋪成平底炭化床，因此稱為平板爐。在炭化床的下面，有均勻分布的耐火磚墻作支撐，鑄鐵板或耐火陶瓷板就架設(shè)在這些支撐上面。在平底炭化床的下前方有燃燒室，燃料在這里進行燃燒，燃燒后產(chǎn)生的煙道氣，均勻分布于平底炭化床下面加熱鑄鐵板或耐溫陶瓷板，然后由后面集煙道通往煙囪。在平板炭化床正上方，安裝廢氣罩，在炭化過程中產(chǎn)生的廢氣由此罩通往室外。 炭化時，將鋅屑料放入炭化爐中，要求爐溫在400—600攝氏度，料溫在200—300攝氏度，要保持爐火均勻，定時翻料，防止結(jié)塊。當(dāng)炭化料變得松散，不結(jié)塊，烏黑油光時，即可出料，快速將爐內(nèi)的炭全部扒出。炭化時間為30—60分鐘。 平板爐砌造簡單，但鑄鐵板與氯化鋅接觸，易發(fā)生腐蝕，板面產(chǎn)生凹凸不平、翹起甚至燒穿，使用壽命短。同時，鋅屑與鐵板接觸，會使物料鐵含量增加的缺點。為了避免上述缺點，有的廠家則采用耐火陶瓷板代替鑄鐵板。此外，由于炭化爐是敞開式是，有毒氯化鋅氣體會溢出充滿車間，嚴重影響工作環(huán)境。