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吉建斌

 
 
 

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脱硫脱硝活性焦活性炭概况  

2018-04-27 07:41:53|  分类: 活性炭产业 |  标签: |举报 |字号 订阅

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编制:吉建斌

归功于从去年开始的“环保风暴”,今年3月份以来活性炭市场重现了上世纪八十年代“排队购货、供不应求”的盛况,其中尤以工业烟气脱硫脱硝活性炭/活性焦特种产品为甚。

脱硫脱硝活性炭/活性焦产品的技术特点是:特别关注其机械抗压碎强度指标(原因是每个单元吸附装置活性炭的总装填量高达数千吨,吸附剂的自重最高可达4000吨,具备了极高的“自压碎几率”);不特别关注其静态(最大)二氧化硫和氮氧化物吸附能力,但需要具备稳定的动态吸附/脱附平衡性能;对初始孔隙率的控制阈值相当严格(表现为极为狭窄的碘值指标控制范围);关注活性炭表面氧化性基团的分布特性。

目前的市售产品,从外观讲,分为两大系列:(1)圆柱状产品,直径有5毫米、8毫米和10毫米三种,以10毫米产品为常用,在加工过程中自然断裂后的单颗粒长度为直径数值的1倍到2倍。圆柱状脱硫脱硝活性炭采用湿法成型工艺生产,粘合剂通常采用高温煤焦油。圆柱状脱硫脱硝活性炭易于实现高产能,是最大宗的脱硫脱硝活性炭产品类型。(2)压丸状产品,外观呈胶囊形或者杏核形,颗粒一致性要高于圆柱状产品。压丸状脱硫脱硝活性炭系采用干法成型工艺(压块成型工艺)生产,常用高温或改性煤沥青做粘合剂。据非确定性信息资料,目前世界上只有日本住友重机械株式会社有这种压丸状脱硫脱硝活性炭产品实现了商用目标。圆柱状和压丸状产品的长轴方向抗压碎强度均为关键性能控制项。

从主原料类型看,脱硫脱硝活性炭可分成三大类:(1)无烟煤基。系采用无烟煤或半无烟煤为主要原料,添加或不添加辅助性原煤,使用高温煤焦油做粘合剂,湿法成型工艺生产。(2)褐煤基。系采用褐煤或者提质褐煤为主要原料,添加或不添加辅助性原煤,使用高温煤焦油(湿法成型)或者高温/改性煤沥青做粘合剂,造粒或压丸法生产。(3)烟煤基。采用不粘煤、弱粘煤或者长焰煤做主要原料,添加辅助性原煤,使用高温煤焦油(湿法成型)或者高温/改性煤沥青做粘合剂,造粒或压丸法生产。

采用湿法成型工艺制造圆柱状脱硫脱硝活性炭时,主要的生产设备包括:(1)原料混配装置;(2)制粉及粉体输送设备,包括:采取冷风输送工艺(浓相输送或稀相输送,以前者为多)的开路式磨煤机,采取热气流(惰性气流或热风,以前者为多)输送工艺(浓相输送或稀相输送,以前者为多)的闭路式磨煤机;(3)粘合剂陈化/脱水和输送/泵送设备;(4)膏体制作设备(捏合机);(5)造粒成型设备,包括间歇式挤出成型机、半连续式挤出成型机、连续式造粒机等可选设备型式;(6)晾料机组,多采用连续链板式晾料/输送一体化设备;(7)炭化炉,多采用内热式或外热式回转窑,采取双程炭化或单程炭化工艺来生产。为提高炭化工序的气相污染物排放控制水平,目前有采用多膛炉装置系统的工艺尝试,但效果尚未确认;(8)炭化料表面氧化处理,一般在炭化设备的出料端实现工艺加工目标,目前采用了这种技术的生产企业不多;(9)活化炉,多采用内热式或外热式活化转窑、多膛炉装置系统、改装后的斯列普炉或斯特克炉,以转窑和多膛炉为常用。

采用干法压丸成型工艺制造脱硫脱硝活性炭时,主要的生产设备包括:(1)原料混配装置;(2)制粉及粉体输送设备,包括:采取冷风输送工艺(浓相输送或稀相输送,以前者为多)的开路式磨煤机,采取热气流(惰性气流或热风,以前者为多)输送工艺(浓相输送或稀相输送,以前者为多)的闭路式磨煤机;(3)压丸成型设备;(4)炭化炉,多采用内热式或外热式回转窑,采取双程炭化或单程炭化工艺来生产。为提高炭化工序的气相污染物排放控制水平,目前有采用多膛炉装置系统的工艺尝试,但效果尚未确认;(5)炭化料表面氧化处理,一般在炭化设备的出料端实现工艺加工目标,目前采用了这种技术的生产企业不多;(6)活化炉,采用多膛炉装置系统实现蒸汽活化加工目标。

总体来说,脱硫脱硝活性炭利润率较高,但生产工艺要求严格,技术难度较高,需要在生产线设计伊始就投入极大精力做足够的、针对性的技术研发工作。不同类型不同产地的原料对产品应用性能的影响均不相同,目前没有普遍性的指导原则进行原材料混配操作,需要做大量的前期试验研究之后,才能确定适合的生产工艺,制造出符合特定要求的脱硫脱硝活性炭/活性焦产品。

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