②灰分 煤灰分含量高会降低煤的发热量,影响炭化料及活性炭 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,使活性炭产品杂质增加,限制了煤基活性炭的应用领域。但 是有些矿物质如CaO,MgO,Fe2O3,K2O及Na2O等可以催化煤 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%,目前我们要求采用的原煤灰分≤3%。
褐煤、烟煤和无烟煤均可作为活性炭的原料。国内 的煤质活性炭原料主要采用山西大同地区的弱粘结性 烟煤和宁夏的太西无烟煤。
(1)弱粘结性烟煤:山西大同地区的弱粘结性烟煤由 于化学活性好、灰分低(特别是其八层煤和十一层 煤),而广泛被山西的活性炭企业用于加工制造原煤 破碎活性炭。
活性炭是含碳的物质经过炭化和活化制成的多孔性 人造炭质吸附剂。它具有发达的孔隙结构和巨大的 比表面积,可用作吸附剂,催化剂和催化剂载体。
活性炭作为人造材料,是在1900年到1901年发明 的,其发明者是拉费尔·王·奥斯特莱科,他采用化 学活化法和物理活化法制造活性炭而获得专利。 1911年,门高德博士在维也纳附近的工厂首次将活 性炭工业化生产。当时的产品是粉状活性炭,这是 世界上第一家工业化生产工厂。
1927年美国芝加哥自来水厂发生了广大居民难以接受的自来水恶臭事 总①的预认 热件为带,,。C由O这普2通和是耐水火蒸由粘汽土于作砖为原砌活成化水,剂高活中为化苯1的6效32酚果m较m和左好右。消。毒用的氯发生异臭所致。后来,德国等地的 水(过分16)0不厘自此加易米料过来以,时高加间水后,料间因后厂,隔为将8水水小也环分封时太发境槽,多注为生保影满保响水证了护炭。活条化同日强炉度样益安。全的受,入事到炉料件重各,视项指而,标必这政须合些府格事的,每件法次须都令将加是也产用日品道活 趋内料性严槽加炭格满处,耙平理不,料解仅层下决在沉的净深度。水不得从方超 第但二挥次 发面循分环高,与的在上肥述煤其循,环结他相焦反性领。较域差,也因此得在选到择广肥煤泛作配应合煤用时,,要由充分此考虑,肥活煤的性粘结炭能力进、入挥发全分、面结焦发性展等。阶段。
(2)无烟煤:宁夏太西煤低灰、低硫、含碳量高,化 学活性是生产高档活性炭的优质原料。宁夏的活 性炭企业主要采用太西无烟煤作为主原料生产柱状活 性炭。
以太西无烟煤为主原料的合格原料煤入厂后,被粉碎到 一定细度(一般为200目),然后配入适量黏结剂(一 般为煤焦油)在混捏设备中混合均匀,然后在一定压力 下用一定直径模具挤压成炭条,炭条经炭化、活化后, 经筛分、包装制成成品活性炭。
③挥发分 无烟煤挥发分含量最低。挥发分含量过高,挥发出的 物质容易结焦,堵塞产品道;过低,不能为活化提供足够的燃料。 目前要求挥发份为7-8%。
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回顾世界活性炭的发展历史,有两个主要的事件推动了活性炭事业的发 展,一是第一次世界大战化学武器的应用;二是1927年发生在美国芝加 哥自来水厂的饮用水恶臭事件。
1914年欧洲爆发了第一次世界大战,1915年4月22日,德国军队在欧 洲战场伊普番河上使用了毒气;5月18日,在华沙附近的拉夫卡河又向俄 国军队施放了毒气 。1915年德军在比利时对毫无准备的英法联军使用 6000个钢瓶施放化学毒气氯气18万公斤,造成士兵伤15000余人,其中 约5000人丧生。有“矛”必然会发明“盾”,有化学毒气必然会发明防 毒武器。两个星期后,军事科学家就发明了防护氯气武器,他们给前线的 每个士兵发了一种特殊的口罩,这种口罩里有用硫代硫酸钠和碳酸钠溶液 浸过的棉花。这两种药品都有除氯的功能,能起到防护的作用。但是如果 敌方改用第二种毒气,这种口罩就无用武之地了。事实也是如此。此后不 到一年,双方已经用过几十种不同的化学毒气,包括人们现今熟知的介子 毒气及氢氰化合物。因此人们一直在寻找一种能使任何毒气都失去毒性的 物质才好。这种百灵的解毒剂在1915年才被科学家找到,它就是活性炭。 到1917年,交战双方的防毒面具里都装上了活性炭,毒气对交战士兵的 危害程度就大大降低了。第二次世界大战中德国首次利用介子气引发了毒 气战争,人们就开始寻求避免受到毒气侵害的方法,而活性炭正是因为其 能高效防止毒气的侵害,被广泛应用于战争。这样就刺激了世界各国对活 性炭的研究和生产。
①水分 煤中的水分对活性炭生产有一定影响,水分含量过高不 仅对煤炭的破碎、筛分不利,而且增加能量消耗,提高生产成本。 褐煤内在水分最高,其次时是无烟煤,中等变质程度的烟煤内在 水分含量最低。目前我们要求无烟煤水分≤5%。