目前市場(chǎng)上的活性炭按材料分為煤質(zhì)活性炭、木質(zhì)活性炭、果殼活性炭、椰殼活性炭等。按形狀分類的有無(wú)定形顆粒碳、圓柱形活性炭、蜂窩活性炭、粉末狀活性炭等。那么對(duì)于活性炭是如何生產(chǎn)的?有什么樣的生產(chǎn)過(guò)程?這次我們以煤質(zhì)活性炭的生產(chǎn)過(guò)程為例來(lái)談?wù)劵钚蕴康纳a(chǎn)方法和過(guò)程。

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　　原料選擇

　　原則上，所有的煤都可以制成活性炭。然而，不同種類的煤所產(chǎn)生的活性炭的質(zhì)量卻大不相同。為了更好地適應(yīng)市場(chǎng)，合理利用資源，目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)煤質(zhì)活性炭的原料主要是山西省大同地區(qū)的軟粘性煙煤和寧夏回族自治區(qū)太西的無(wú)煙煤。

　　此外，新疆煙煤也適合制造活性炭。近年來(lái)，受新疆煤層開發(fā)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，使用新疆煙煤生產(chǎn)活性炭的廠家越來(lái)越多。另外陜西神木地區(qū)也有部分企業(yè)使用當(dāng)?shù)責(zé)熋荷a(chǎn)活性炭，但活化出來(lái)的產(chǎn)品吸附值普遍較低，碘吸附值主要在400-700mg/g。

　　炭化活化工段

　　活性炭是碳質(zhì)材料經(jīng)過(guò)碳化和活化后的一種碳質(zhì)吸附劑。根據(jù)這句話的定義，可以看出生產(chǎn)活性炭有兩個(gè)必要的環(huán)節(jié)，即炭化和活化。炭化是活性炭制造過(guò)程中的主要熱處理技術(shù)工藝之一，常采用的設(shè)備主要有流態(tài)化爐、回轉(zhuǎn)爐和立式炭化爐。

　　煤質(zhì)活性炭通常炭化的溫度在350-600℃。在碳化過(guò)程中，由于原料的高溫分解，除去原料中的揮發(fā)性物質(zhì)和水分，大部分非碳元素氫和氧首先以氣體的形式被去除，而釋放出來(lái)的元素碳原子結(jié)合成有序的結(jié)晶產(chǎn)物，俗稱堿性石墨微晶，使碳顆粒形成初步的孔隙，具有活性炭的原始結(jié)構(gòu)。原料經(jīng)過(guò)炭化之后，我們稱之為炭化料，炭化料已經(jīng)具備了一定的吸附能力，但吸附能力低，經(jīng)檢測(cè)一般炭化料碘吸附值只有200mg/g左右。

　　活化方法可以根據(jù)活化劑的不同學(xué)生分為學(xué)習(xí)物理活化法(也稱氣體活化法)和化學(xué)活化法。煤質(zhì)活性炭常用的活化方法是物理活化法，以水蒸氣、煙道氣(水蒸氣、CO2、N2等的混合氣)、CO2或空氣等作為活化氣體、在800-1000℃的高溫下與炭化料接觸進(jìn)行活化?；罨^(guò)程通過(guò)打開原先閉合的孔隙、擴(kuò)大原始孔隙和形成新的孔隙三個(gè)階段達(dá)到成孔的目的?；罨饕峭ㄟ^(guò)活化爐設(shè)備進(jìn)行活化反應(yīng)造孔，當(dāng)下主流有斯列普爐(SLEP)、斯克特爐(STK)、耙式爐、回轉(zhuǎn)爐，目前在國(guó)內(nèi)斯列普爐是使用較多的氣體活化法爐型。

　　成品工段

　　成品段主要根據(jù)應(yīng)用需要制成不同粒徑的產(chǎn)品。對(duì)于顆粒碳，主要有三個(gè)過(guò)程:粉碎、篩選和包裝。破碎設(shè)備通常采用雙輥破碎機(jī)，通過(guò)調(diào)整兩輥之間的間隙來(lái)控制產(chǎn)品的大小，從而提高合格篩分的產(chǎn)量。振動(dòng)篩設(shè)備通常用于將粉碎的物料篩分成大粒徑、合格粒徑和小粒徑三種。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中往往會(huì)在振動(dòng)篩上加多層篩網(wǎng)篩出幾種粒度范圍內(nèi)的產(chǎn)品，較后將粒度合格的產(chǎn)品用斗式提升機(jī)上料進(jìn)入噸包機(jī)內(nèi)進(jìn)行包裝銷售。工業(yè)應(yīng)用中通常采用500kg/包和25kg/包的方式進(jìn)行包裝。此外，在生產(chǎn)過(guò)程中，還對(duì)專用產(chǎn)品使用除石除鐵劑，降低產(chǎn)品的灰分。對(duì)于粉末活性炭，主要是可以通過(guò)磨粉和包裝設(shè)計(jì)兩個(gè)發(fā)展過(guò)程。目前大部分磨機(jī)基本都是雷蒙磨設(shè)備生產(chǎn)的。通過(guò)調(diào)整磨機(jī)的分析儀，可以生產(chǎn)出粒度為200目和325目的成品碳粉。

　　深處理工段

　　對(duì)于一些特殊用途的產(chǎn)品，將成品碳再次酸洗、堿洗、水洗等深加工。其中，酸洗的目的主要是降低活性炭的灰分，避免活性炭在使用過(guò)程中造成二次污染，使其更好地應(yīng)用于食品或其他行業(yè)。在一些應(yīng)用領(lǐng)域，需要活性炭來(lái)浸漬化學(xué)品，以實(shí)現(xiàn)更好的吸附。

　　上述部分是制造煤質(zhì)活性炭的一般部分，但在制造壓塊活性炭和柱狀活性炭的過(guò)程中，需要通過(guò)特殊部分進(jìn)行預(yù)處理和碳化活化。在炭化活化前，需要配煤、粉磨、捏合、擠壓成型、破碎、篩分等工序生產(chǎn)粉碎炭。柱狀活性炭的預(yù)處理研究階段和壓塊活性炭具有類似，主要是通過(guò)擠壓方式進(jìn)行，壓塊活性炭是將其作為壓制成塊狀，而柱狀活性炭主要是由于擠壓成圓柱狀炭條。

　　在生產(chǎn)活性炭的過(guò)程中，還有很多細(xì)節(jié)需要做。不同的原料和不同類型的碳會(huì)有不同的過(guò)程。本文僅簡(jiǎn)單闡述活性炭的生產(chǎn)方法和工藝。隨著活性炭研究的不斷深入，新技術(shù)也在不斷改進(jìn)和產(chǎn)生，這需要我們活性炭從業(yè)者不斷了解和關(guān)注。