從中國活性炭產業結構來看,煤基活性炭產量占中國活性炭產量的70%以上,近幾年新建的萬噸級活性炭廠主要以煤基活性炭為主。隨著國內對環保重視程度的增加,陜西活性炭應用市場將不斷擴大,市場容量逐漸增加,中國煤基活性炭產業將迎來一個新的發展時期。近年來國內煤基活性炭設備不斷創新,促進了中國煤基活性炭產業的跨越式發展。
1 煤基活性炭生產工藝
煤基活性炭主要分為原煤直接破碎活性炭、柱狀成型活性炭與壓塊破碎活性炭3種,陜西粉狀活性炭是這3種產品生產過程中的副產品。
1.1 原煤直接破碎活性炭
原煤直接破碎活性炭生產工藝對原料煤有一定要求,采用此工藝的生產廠家集中在山西大同地區。大同特有的優質侏羅紀弱黏結煙煤( 4號、8號層煤) 灰分低、化學活性好,生產的活性炭孔隙發達,是不可多得的活性炭生產原料之一。隨著煤炭資源開采程度的增加,該煤種逐漸減少,許多廠家面臨無原料可生產的尷尬局面, 嚴重影響大同地區活性炭產業的發展。
1.2 柱狀成型活性炭
柱狀成型活性炭原料適應性強,可根據原料、工藝進行產品質量調節, 生產高、中、低檔產品。柱狀成型活性炭既可用于氣相,也可用于液相。如用于氣相的煙氣脫硫、脫硝用活性炭采用的是大顆粒柱狀活性炭(又稱活性焦),具有機械強度高(耐磨、耐壓)、可再生,在凈化裝置中床層壓降小等優點,已得到廣泛應用(圖2) 。
為調節活性炭產品指標,也可采用配煤生產活性炭。一般來說,無煙煤生產的活性炭主要以微孔為主(孔徑≤2 nm),而煙煤生產的活性炭中孔發達(2 nm≤孔徑≤50 nm),因此可采用一種主原料煤(煙煤或無煙煤),適當配以另一種或多種其他煤種(添加 10%~50%無煙煤或煙煤) 來調節活性炭的產品指標。部分企業為降低生產成本,在產品指標合格的條件下也會配入部分低廉煤種來降低原料成本。
1.3 壓塊破碎活性炭
壓塊破碎活性炭生產工藝如圖3所示。
與陜西原煤活性炭直接破碎活性炭相比,壓塊破碎活性炭采用高壓成型工藝,產品機械強度高,產品附加值高,中孔發達,可作為優良吸附劑用于飲用水凈化,是未來發展的主流產品。但壓塊破碎活性炭對原料、生產設備及生產工藝要求較高,如要求原料煤具有一定的黏結性,且活性要好,對于黏結性較差或沒有黏結性的煤種,需配入黏結性較好煤種或配入少量添加劑方便成型。因此生產企業較少,產能較低。
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