活性炭的化学组成与原料煤的组成及制造工艺过程有直接关系,可分为有机和无机两部分,通过煤的元素分析和灰成分可了解活性炭的化学组成。
1、元素组成
煤中有机质主要由碳、氢、氧、氮、硫五种元素组成,其中碳、氢、氧的含量占有机质 95%以上。有机质的元素组成与煤的成因类型、煤岩组成及变质程度等因素有关,低变质程度的煤碳含量低、氧含量高;高变质程度的煤碳含量高、氢含量低。
碳是活性炭的骨架,以微晶片层存在,因此原料煤的碳含量越高,挥发分少,活性炭得炭率也越高,制造活性炭越有利。
煤的元素组成中,由于变质作用,含氢量高的煤碳含量低,而碳含量高的煤氢含量低;氧含量随煤中碳含量的增加而增加,随挥发分的减少而减少,氧含量高的煤,燃点低,容易着火,对制造活性炭有一定的影响。
2、灰成分
煤灰是煤中矿物质经燃烧生成的氧化物和盐类,成分比较复杂,它的成分和含量与成煤原始植物及成煤环境有关。
活性炭的灰分指活性炭的无机部分,对活性炭性能有比较大的影响,取决于原料的矿物质成分及含量。煤的灰成分中主要是 SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3、K2O、Na2O,它们对活化过程都有一定影响,其中 Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O 等对活化过程有一定的催化作用,但由于其含量不高,其影响程度有限;另外,某些金属氧化物对微孔发展有一定的影响。
1、工业分析
煤基活性炭的微晶结构为接近石墨结构的微晶层状结构,活性炭的性质与其结构有关。碳是活性炭的骨架,煤是煤基活性炭的原料,含碳量越高的原料煤,制造的活性炭微晶结构更接近石墨的结构。
原料煤中的碳含量与灰分、水分和挥发分含量息息相关,灰分、水分和挥发分含量越小,碳含量越大,用其制造的活性炭质量越好。
碳化料在炭化过程中,无机成分大部分转化为灰分,灰分影响活性炭的孔隙结构和强度,有时为了降低活性炭的灰分,需要对原煤进行洗选。
挥发分较高的原料煤,在生产活性炭过程中容易自燃;挥发分析出的温度较低,若加热速率太快,可能会造成体积膨胀致使压块裂缝,降低碳化料强度。
2、粘结性
具有粘结性的煤,在炭化过程中分解产生大量焦油而形成胶质体,使煤粉相互粘结成块,常规生产工艺难以生产出合格的活性炭产品,需要采取特殊措施,提高了企业生产成本,东红耐材针对此难题专心研究多年,最终发现可根据不同煤质,不同地区,有针对性的去建设窑炉或斯列普活化炉,减少焦油产生,节省生产成本。
通常生产煤基活性炭的原料煤为不具粘结性的煤,如无烟煤、不粘煤、褐煤,由于原料煤性质不同,以无烟煤为原料生产的活性炭微孔发达,以不粘煤为原料生产的活性炭中孔发达,而以褐煤为原料生产的活性炭大孔发达。
煤质对活性炭生产的影响
1、水分
原料煤中的水分对活性炭生产也有一定影响,水分含量过高不仅对煤炭的破碎、筛分等机械加工不利,而且在进行炭化时,水分的蒸发要增加能量消耗,降低了生产效率,提高生产成本。
2、煤灰熔融性
根据活性炭制造工艺,选择原料煤时灰分要有较高的熔点,若煤的灰熔点过低,碳化料活化过程中,在活化炉产品道中易形成熔融状态物质,会造成结疤,不仅不能保证产品质量,而且严重时影响活化炉的寿命,而我们建造的活化炉可有效使原料煤充分燃烧,减少结疤现象,大大延长了活化炉的寿命,为企业减少了生产支出,提高企业生产效率。
3、着火点
在活性炭生产中,着火点低的煤制备的碳化料易发生自燃;着火点高的煤制备的碳化料又不易被氧化。因此,在生产中要控制温度。
4、可磨性
原料煤粉碎得越细,活性炭表面积增加得越多,对活化越有利,但同时粉碎消耗的能量较大。
综上所述,煤质在活性炭的生产过程中扮演着至关重要的角色。从原料煤的选择到生产工艺的调控,都需要严格把控煤质的各项指标,以确保活性炭的优异性能。东红耐材立足于活性炭行业十余年,对活性炭行业的难题有着深入的理解与研究,特别是在斯列普活化炉的建造方面积累了丰富的经验。我们针对不同煤质、不同地区的特点,有针对性地设计并建造了高效、耐用的活化炉,有效解决了活性炭生产中的诸多难题,为企业降低了生产成本,提高了生产效率。
未来,东红耐材将继续致力于活性炭行业的技术创新与研究,为推动活性炭行业的持续发展贡献力量。如若您在活性炭生产中有疑问或想更高效率,欢迎您的留言与来电。
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