木炭如何加工成活性炭.docx

1、木炭如何加工成活性炭化學法比較簡單，但物理法試驗比較麻煩啊，活性炭的工藝已經很成熟了啊 氯化鋅連續法生產粉狀活性炭的工藝流程 氯化鋅連續法生產粉狀活性炭的工藝流程如下： 1. 屑的篩選和幹燥 木屑由鬥式提升機送到振動篩篩選，選取 640目木屑，由鼓風機輸送到旋風分離器，分離後的木屑落如貯倉中。然後進行氣流幹燥，木屑由貯倉下麵圓盤加料器定量連續地落入螺旋進料器，加入熱風管，由熱風爐來的熱空氣高速氣流帶走及幹燥，木屑含水率由原來的 40%左右下降到 15%20%，幹木屑在旋風分離器分離後落入幹木屑貯倉。 2. 化鋅溶液的配製 氯化鋅溶液的配製是根據生產的要求，配製規定濃度的氯化鋅溶液。配製時，將回

2、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，配製成規定濃度和酸堿度的氯化鋅溶液，或直接用水配製亦可，然後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，由於木屑貯倉下部落下的木屑用鬥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後，倒入回轉爐的料鬥中。 4. 、活化 由料鬥下部的圓盤加料器和螺旋進料器將木屑加入回轉爐，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鬥式提升機加料處。 5. 回收、漂洗 開動鬥式提升機，將活化料加入回收桶回收氯化鋅。先用 2530 波

3、美度的氯化鋅溶液洗滌，得到的濃鋅液送往配製氯化鋅溶液，再用較稀的鋅液洗滌，洗滌時加入適量鹽酸，並將溶液加熱到 70 攝氏度以上，使氧化鋅轉變為氯化鋅。最後要求洗滌液的濃度降至 1 波美度以下。回收過的炭用水衝入漂洗桶中，用 90 攝氏度以上的熱水漂洗，第二次漂洗時加入適量鹽酸，並加熱至沸騰，以除去炭中的鐵質，直至洗液不含鐵為止。 6. 離心脫水、幹燥和粉磨 活性炭在離心機中脫水，然後在外熱式回轉幹燥器中幹燥至含水率 46%，再送往球磨機磨粉即為成品。 另外附設專門的廢氣、廢水處理係統，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 氯化鋅法生產粉狀活性炭的原料主要是木屑，生產糖

4、用炭時，最好使用杉木屑和鬆木屑，純杉木屑更好。新鮮的鬆木屑含鬆脂較多，不利於氯化鋅溶液的滲入，如果存放一段時間，使揮發成分自行揮發和氧化後再使用則較為有益。但存放時間不宜過長，以免木屑腐爛變質。當生產其它活性炭品種時，可使用多種樹種的混合木屑。對木屑要求為：粒度 640 目，不含板皮、木塊、泥沙和鐵屑等，含水率為 15%20%。 為了使工藝操作穩定，木屑需用振動篩進行篩選，選取符合要求的木屑顆粒，並除去雜質，以免影響產品質量。篩選好的木屑含水率約 40%。一般采用氣流幹燥器進行幹燥。它由熱風爐、風機和幹燥管組成。幹燥管由鋼板製成，直徑 300 毫米，高 20 米左右。木屑送入幹燥管，由熱風爐送

5、來的 120150 攝氏度的熱空氣帶動木屑，以 8 米/秒的速度通過幹燥管，幹燥後的木屑含水率降到 15%20%，經旋風分離器回收。 木屑的幹燥，有的工廠采用回轉爐。木屑間接被煙道氣加熱而幹燥。生產時，木屑由加料口一端進入筒體內，隨著筒體的轉動及一定的坡度慢慢向前移動，烘幹的木屑連續由出料口卸出。由燃燒室燒煤產生的煙氣先在筒體外麵流過，加熱筒體，然後進入筒體內部的煙管，以便充分進行熱交換，最後排入煙囪。操作時，應根據爐溫情況，控製好加料量。同時爐溫不能太高，以防木屑燃燒。 氯化鋅溶液的配製 氯化鋅溶液的濃度因生產活性炭的品種而異，氯化鋅溶液的配製是指配製成規定濃度的氯化鋅溶液，它是保證鋅屑比的

6、一個重要因素。應選用潔白、易吸水潮解、含量 96%以上的工業氯化鋅。 因活性炭用途不同，使用氯化鋅製炭時，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 5057 波美度，溶液的 pH 值為 3.03.5。 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 4547 波美度，溶液的 pH 值為 1.01.5。 配製時，在配鋅池中，將固體氯化鋅溶於回收工序回收的氯化鋅溶液中。若回收的鋅液不夠用時，也可用水進行配製，當達到要求的波美度時，再用鹽酸調整溶液的 pH 值。 波美濃度是氯化鋅法生產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

7、溶液中所測得的度數表示濃度。 氯化鋅溶液的波美濃度與溫度有一定的關係，當百分濃度一定時，隨著溫度的升高，波美濃度降低。所以對於氯化鋅溶液的波美濃度，必須注明溶液的溫度。例如，要配製 60 攝氏度下的 4546 波美濃度的氯化鋅溶液，若在30 攝氏度下，就應配成 4647 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）的關係、氯化鋅溶液的波美濃度與相對密度和百分濃度的關係，可從有關圖表中查得。 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，反複揉壓，使它們混合均勻，加速

8、氯化鋅溶液向木屑內部滲透。 捏和在捏和機中進行。捏和機用耐酸鋼製成，為臥式半圓形槽，槽內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。捏和機設有一個傳動機構，按下這一機構的按紐，能使捏和機半圓形槽轉動一個角度，以便把鋅屑料傾倒入回轉爐的料鬥中。 為了操作方便，捏和工序還設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鬥式提升機、磅秤和料鬥組成，它能準確控製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

9、的工藝條件為： 1. 生產工業用活性炭 木屑含水率（%） 1520 60 攝氏度時氯化鋅液濃度（波美度） 4547 氯化鋅液 pH 值 11.5 料液比 1：3 捏和時間（分鍾） 1015 2. 生產糖用活性炭 木屑含水率（%） 1520 60 攝氏度時氯化鋅液濃度（波美度） 5057 氯化鋅液 pH 值 33.5 料液比 1：45 捏和時間（分鍾） 1015 回轉爐怎樣操作？其炭化、活化的工藝條件怎樣？ 回轉爐是鋅屑料炭化、活化製取活性炭的一個關鍵設備。回轉爐為臥式，內徑 1 米，長 13 米。筒體為鋼板製成，內襯耐火磚。在筒體中部外麵裝有大齒輪，借以推動筒體轉動。兩端各有一對托輪，支承筒體

10、重量。爐頭和爐尾均有密封裝置。安裝的傾斜度為 25 度。 回轉爐為連續操作，鋅屑料由圓盤加料器和螺旋送料器送入爐尾。物料借助筒體轉動和傾斜度緩慢地向爐頭移動。在爐頭設有燃燒室，燃燒原油或煤氣，產生的高溫煙氣直接進入爐中，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，結塊成痂，堵塞爐膛。為了防止堵塞，在爐內裝有鏈條串連好的星形刮刀，讓它隨著筒體的轉動，不停地撞擊爐壁，將粘在爐壁上的結塊物料刮下。 活化好的物料稱活化料，從爐頭落入出料室，並定期取出，送往回收工序。廢煙氣從爐尾經煙道進入廢氣回收係統。 開爐時，先啟動轉爐，再點火升溫，待爐尾溫度升至 300

11、攝氏度左右，開始加料。如果需要停爐，先停止進料，繼續保持一定的爐溫，待爐內物料全部排出後，方熄火停爐。熱爐未完全冷卻之前，每隔數分鍾至 20 分鍾轉動筒體一次，防止筒體變形。 回轉爐炭化、活化的工藝條件如下： 活化區物料溫度（攝氏度） 500600 炭化、活化時間（分鍾） 約 40 爐內充填係數（%） 1520 筒體轉速（轉/ 分鍾）13 爐內壓力 略帶負壓 爐頭煙氣溫度（攝氏度） 700800 爐尾煙氣溫度（攝氏度） 200300 出料間隔時間（分鍾） 20 氯化鋅法生產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。回收的目的就是將這部分氯化鋅和含鋅化合物收回，降低

12、活性炭生產時氯化鋅的消耗，以降低產品的成本。 氯化鋅的回收操作屬於浸提方法，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。回收桶是由鋼板製成，為圓筒體。桶的殼體內外均用輝綠岩膠泥塗刷。在桶的內側襯上輝綠岩板。桶的下部有用鋼筋和輝綠岩粉澆鑄的過濾板。 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，並加入約為活化料重量 5%的鹽酸，使活化時生成的氧化鋅轉變為氯化鋅。 在反應過程中，要充分攪拌。反應完成後靜置數分鍾，開啟真空抽氣閥，將回收桶內的氯化鋅溶液抽入真空桶，然後再放入耐酸缸。一般第一次回收的氯化鋅溶液濃

13、度可達 40 波美度以上，可送往配製氯化鋅溶液。經第一次回收後，依次將低濃度的鋅水用泵打入回收桶中，使鋅水蓋過炭麵，這樣進行多次回收，得到濃度高低不同的回收鋅水，分別放置於耐酸缸中，供下次回收用。直至上次留下的各種濃度的鋅水用完後，再用熱水洗滌，洗滌液也收入耐酸缸內。直至炭中的氯化鋅含量低於 1%為止。 漂洗的目的是什麼？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，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，並用熱水反複洗滌，故叫水洗。 漂洗

14、的兩個步驟都在同一個漂洗桶中進行。漂洗桶由鋼板製成，圓筒體狀。桶的殼體內外都用環氧樹脂泥粘貼數層玻璃纖維布，內側再襯一層耐酸瓷磚，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衝入漂洗桶中。放出部分水後，關好底部放水閥門，然後加入活化料量 5%左右的鹽酸，通入開口蒸汽，煮沸 2 小時。這時，混在炭中的雜質與鹽酸發生反應，原來不溶於水的氧化鐵和氧化鈣等雜質，變成氯化鐵和氯化鈣的水溶物，隨水除去。 酸處理後，將桶內酸水放出，用熱水連續漂洗數次，水溫要保持在 60 攝氏度以上。由於過量鹽酸不容易被水洗淨，故加入適量的純堿中和，並調整桶內水溶液的 pH 值在 78。

15、再用開口蒸汽加熱 15 分鍾左右，將水放出。再用熱水連續洗滌，至炭中氯根含量小於 0.16%為止。總的水洗時間為 46 小時。 離心脫水、幹燥和粉磨？ 離心脫水 漂洗好的炭用水從漂洗桶衝入貯炭槽中。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，然後開動高位炭槽的攪拌機，使炭與水混合。再開動離心機，待離心機運轉平穩後，打開高位槽底部閥門，讓炭水進入離心機進行脫水。炭送往幹燥，而甩出的水含有許多細炭，經沉澱回收細炭後再排放廢水。 幹燥 幹燥的目的是使活性炭的含水率降低到 10%以下。幹燥的方法很多，較常用的是回轉幹燥爐。回轉

16、體由鋼板製成，圓筒體直徑約 1 米，長 7 米，安裝於加熱爐內，用煙道氣間接加熱。濕炭由加料口的一端進入筒體內，由於筒體的傾斜度和轉動使物料向前移動，至出料口連續卸出。回轉幹燥爐內的料溫要求在 120130 攝氏度。操作時，要根據爐溫控製加料量，防止幹炭出現火星。這種幹燥爐因炭粒能在筒體內翻動，幹燥速度較快。另外，幹燥爐采用間接加熱，避免了炭與幹燥介質直接接觸，因而減少了炭被汙染的可能性。 粉磨 粉磨的目的是為了增加活性炭的外表麵積。常用球磨機粉碎到 120目200 目。定型的球磨機是連續進料和出料，一般根據產品的顆粒度來調整進料量。為了避免活性炭在球磨過程中增加鐵含量，一般球磨機內鑲襯一層硬

17、木板，並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。 氯化鋅間歇式生產粉狀活性炭的工藝流程 現以某生產廠為例，其工藝流程如下： 原料木屑經皮帶運輸機送入振動篩經 816 目篩網進行篩選，合格木屑落入加料鬥中，再由另一架皮帶運輸機送入回轉幹燥機進行幹燥，幹燥後木屑含水率為 10%15%。幹木屑由送料風機輸送到旋風分離器，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，配製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

18、炭化。鋅屑料炭化後稱為炭化料由小車推往活化爐進行活化，活化後的物料稱為活化料。 活化料裝入加料鬥稱重後，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。以後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。把回收好的炭用水衝入浸泡桶，加熱水並通入蒸汽進行蒸煮，稱為“煮鐵” ，除去鐵鹽，煮後放出廢酸水流入地下溝，把炭衝入漂洗桶，加熱水並通入蒸汽進行洗滌。 漂洗合格的活性炭放入三足式離心機甩幹，甩幹後的炭集中於加料鬥，經皮帶運輸機送到回轉幹燥機幹燥。 幹燥後的炭由卷揚機提升倒入球磨機進行粉

19、磨。最後包裝入庫。 浸漬工序的目的是什麼？怎樣操作？ 氯化鋅法間歇式生產粉狀活性炭，為了減少機械設備投資，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。它是在地麵上，用磚和耐酸水泥砌的池子，池子長 3 米、寬 2 米、深 1 米。池子外表麵貼耐酸瓷片，以防腐蝕，池底設置排液管，供浸漬後排出多餘的氯化鋅溶液。 浸漬時，將符合要求的木屑投入浸漬池中，然後開動鋅水泵，將已配製好，並經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，

20、浸漬 812 小時後，打開浸漬池底的排液口，讓多餘的氯化鋅溶液流到鋅水池中，2 小時後，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，混合均勻後淹漬 810 小時，並需不時地翻拌，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。製作不同用途活性炭，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） 5354 配製氯化鋅液的溫度（攝氏度） 高於 40 氯化鋅溶液的酸堿度（pH 值） 33.2 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） 4647 配製氯化鋅液的溫度（攝氏度） 高於 50 氯化鋅

21、溶液的酸堿度（pH 值） 11.5 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拚接鋪成平底炭化床，因此稱為平板爐。在炭化床的下麵，有均勻分布的耐火磚牆作支撐，鑄鐵板或耐火陶瓷板就架設在這些支撐上麵。在平底炭化床的下前方有燃燒室，燃料在這裏進行燃燒，燃燒後產生的煙道氣，均勻分布於平底炭化床下麵加熱鑄鐵板或耐溫陶瓷板，然後由後麵集煙道通往煙囪。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 4

22、00600 攝氏度，料溫在 200300 攝氏度，要保持爐火均勻，定時翻料，防止結塊。當炭化料變得鬆散，不結塊，烏黑油光時，即可出料，快速將爐內的炭全部扒出。炭化時間為 3060 分鍾。 平板爐砌造簡單，但鑄鐵板與氯化鋅接觸，易發生腐蝕，板麵產生凹凸不平、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，由於炭化爐是敞開式是，有毒氯化鋅氣體會溢出充滿車間，嚴重影響工作環境。活性炭按生產方法可分物理水蒸氣法和化學法生產，這裏著重說一下物理水蒸氣法的生產，一般生產分為兩個過程，第一步，炭化，將原料在 170 至 6

23、00 的溫度下幹燥，同量將其 80%r 有機組織炭化。第二步，活化，將第一步已炭化好的炭化料送入反應爐中，與活化劑和水蒸氣反應，完成其活化過程，製成成品。在吸熱反應過程中，主要產生 CO 及 H2 組合氣體，用以將炭化料加熱至適當的溫度(800 至 1000 度)，除去其所有可分解物，產生豐富的孔隙結構及巨大的比表麵積，使活性炭具有很強的吸附力。不同的原料生產的活性炭具有不同的孔徑，其中以椰殼為原料的活性炭的孔徑最小，木質活性炭的也孔徑一般較大，煤質活性炭的孔徑介於兩者間。活性炭孔徑一般分為三類：大孔：1000-1000000A 過渡孔： 20-1000A 微孔：20A 根據以上特性可以看出，針對不同的吸附對象，需選用相應的活性炭，以做到最好的性價比，因此，一般在液相吸附中，應選用較多過渡孔徑及平均孔徑較大的活性炭。 燒木炭，就是把樹木截成段，在炭窯中點燃，燒到一定程度，封閉炭窯空氣進入，餘熱繼續加熱木材幹餾，水分和木焦油被溜出，木材碳化成為木炭。這和過去家庭燒柴火的時候憋木炭是相似的。 現在有利用木屑等廢料加工機製木炭的方法，將這些廢料壓製成形，在爐中間接加熱進行幹餾，這些原料碳化成為木炭。