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活性炭炭化工艺


     炭化工序是气体活化法生产活性炭过程中的重要工序之一,该过程是把原料隔绝空气加热,使非碳元素减少,以生产出适合活化工序所需要的碳质材料的工序,是活化前的主要准备与基础。炭化炉的炉体主要由料仓、提升机、喂料机、炉体、耐材、转动装置、测温装置、PLC控制柜、冷却装置、沉降室、风机、除尘装置组成。


炭化过程通常包括物料的炭化和炭化尾气处理两部分。

 

炭化过程

      炭化过程实际上就是物料在低温条件下的干馏过程。在该过程中,物料在一定的低温范围内和隔绝空气的条件下逐步升温加热,物料中的低分子物质首先挥发,然后整个炭化过程中物料会发生一系列复杂的物理变化和化学变化,其中物理变化主要是脱水、脱气和干燥过程;化学变化主要是热分解和热缩聚两类反应。物料中有机化合物的氧键结合基被破坏,氧元素以Hz 0, CO, CO:等气体析出,同时形成芳香族化合物和交联的高强度碳分子结构固体;在炭化过程中,由于物料在高温分解时将氧和氢等非碳物质排出,失去氧氢后的碳原子则进行重新组合,形成具基本石墨微晶结构的有序物,这种结晶物由六角形排列的碳原子平面组成,它们的排列是不规则的,因此形成了微晶之间的空隙,这些空隙便是炭化料的初始孔隙。因此,炭化的目的就是使物料形成容易活化的二次孔隙结构并赋予能经受活化所需要的机械强度。对物料炭化的要求就是通过炭化所得的.

 

      炭化料外观要达到一定的规格和形状要求,内部结构上要具有一定的初孔结构,同时要具有较高的机械强度。炭化过程一般可以分为以下几个阶段。  

      (1)干燥阶段温度在150℃以下,原料外在水分和内在水分依靠外部供给的热量进行蒸发,此时原料的外形无变化。     

      (2)吸热热解阶段150-300℃,原料开始发生分解反应释放出气态产物(如CQ, C02, H2 S等),原料的化学组成开始发生变化,不同物料开始热解的温度不同,变质程度低的物料开始热解温度也较低。

      (3)炭化阶段温度在300-600 ℃,以缩聚和热分解反应为主,原料大量析出挥发分,炭化过程析出的焦油、甲醇、乙烯等产物几乎全部均在此阶段产生。在此阶段物料逐渐软化、熔融,形成气、液、固三相共存的胶质体,再经流动、缩聚、固化等过程转变为半焦,针状半焦或块状半焦。


炭化终温和升温速率是炭化工艺控制的主要操作条件.

       炭化升温速率对炭化产物的产率有较大影响。高升温速率能使物料析出更多的焦油和煤气,降低炭化料产率。降低升温速率时,物料在低温区受热时间长,热解反应的选择性较强,初期热解使物料分子中较弱的键断开,发生了平行的和顺序的热缩聚反应,形成具有较高热稳定性的结构,从而减少高温阶段热解析出物的挥发分产率,获得更高的固体炭化产物(即炭化料)产率。

       炭化工艺中炭化料的质量主要通过挥发分、焦昨特性指数、水容量和强度来进行评价。合格的炭化料的挥发分为12%-16%,焦昨特性指数为1-3,水容量为15%-25%,球盘强度)90%.     

       由于上述指标的测量需要一定时间,而在生产现场调试过程中常常需要根据炭化料质量迅速调节工艺参数,因此也可以通过感官对炭化料质量进行粗略评价。合格的炭化料应具有平整、无裂纹的表面,较高的强度,物料断面色泽一致。            

炭化尾气处理  

       物料的炭化过程产生炭化尾气,其组成主要为两部分:一部分为炭化时外加燃料热源燃烧产生的高温加热气体,主要成分为CO2. H2 0, N2及少量的so2和CO;另一部分为物料炭化热分解时所产生的挥发物组分,如CO, H2, CH4、烷烃、烯烃、焦油等。炭化尾气中含有少量有毒有害物质,这些气体直接排入大气将给周围环境造成污染,因此炭化尾气需要经过处理才能直接排入大气。     

       焚烧法是使炭化尾气进人沉降炉,在800-950℃的高温条件下并有过量空气的气氛中充分燃烧,将可燃气体及有害物质全部燃烧成Co2后排入大气。焚烧炉中燃烧产生的热量可以通过余热锅炉进行回收产生蒸汽。这种方法投资少,操作简单,能够脱除绝大部分对环境有害的物质,同时可以产生活性炭生产过程所需要的蒸汽,因此焚烧法在活性炭生产中采用比较普遍。

活性炭活化的生产工艺


   目前市场上常见的木质活性炭的种类大致有椰壳、杏壳、核桃壳、山楂壳、桃壳、夏威夷果壳、棕榈壳、木炭等可以生产活性炭的材质。主要依托本地资源优势。本设备采用自动化控制系统,活化炉的炉体主要由料仓、提升机、喂料机、炉体、耐材、转动装置、测温装置、活化装置、PLC控制柜、冷却装置、沉降室、锅炉、风机、除尘装置组成。

   先将各种原材料进行炭化,然后将炭化好的材料2mm以下细粉筛掉,要求水份<15%,此时将物料送入提升机料仓提入顶部给料仓,由顶部给料仓通过变频喂料机均匀将物料送入炉内,此前炉内的余热温度需达到800℃以上方可喂料,此时需通过风机向炉内送入适量的氧,再将蒸汽打开,向炉内送入适量的蒸汽进行对物料活化,此时的蒸汽需穿透蒸汽,每吨成品活性炭需向炉内送入2吨蒸汽,此时的蒸汽不可以作扩散蒸汽,否则炭就会少时率很大,并且效率质量也不高。物料随着炉体的转动逐渐进入炭化预热升温区,待物料升温至约800℃时进入物料活化区,此时的物料经与水蒸汽接触反应后温度迅速升高,约900-1050℃,此时物料与水蒸汽所接触的时间称为“活化时间”, 根据温度与供氧量的不同,活化时间会有所区别,约25-40分钟,即物料以每小时6米的速度随转动的炉体向前行进。待物料进入降温段时进入炉体出料管,此时的温度约500-600℃,当经过出料管逐渐降温至200℃时,物料就会自动滑落到炉体外的另外一个水降温冷却活络,经过约3分钟的无氧冷却时间,活化好的物料已经达到常温,约30-40℃,此时冷却好的物料自然滑落到提前准备好的包装吨袋(每袋可装0.5吨),当袋装满后可用人力压力叉车将物料移位,炉尾配备沉降室,此沉降室起四个作用,一是给余热锅炉提前预热,二是粉尘沉降,三是停炉后可不停蒸汽,防止寒冷地区管道上冻,四是燃烧不干净的烟气再次燃烧,减少黑岩,并充分利用烟气变成的热量。在沉降室后面配备蒸汽余热锅炉,利用高温尾气(约800℃)劳动余热锅炉产生蒸汽,用来活化物料。锅炉后面配备引风机,用来将锅炉内的高温尾气抽至余热锅炉,并且尾气送入布袋脉冲除尘器后进行达标排放,产量根据不同物料和质量要求而不同

 

活性炭破碎筛分生产线

                                 

       简述:活性炭破碎筛分设备是根据活性炭的颗粒大小进行破碎分级并装袋的一套产品分级设备,完全采用PRC控制。

      性能特点: 噪音低,筛孔不易堵塞,运行平稳,质量稳定,节省人工、自动化、程度高、效率高、使用寿命长,易维修、全封闭结构无粉尘溢散的特点。

       工作原理:该设备采用斗式提升机料斗把物料从下面的储料仓中提起,随着输送带或链提升到顶部,绕过顶轮后向下翻转,提升机将物料倾入储料罐内,提升机装有机壳,以防止提升机中物料粉尘飞扬。储料罐顶部设有盖板。出料口可调流量,将物料供给分石机,由于物料颗粒大小不同及空气动力特性不同,在适当的振动和气流作用下,密度较小的颗粒浮在上层,密度较大的沉入底层与筛面接触,形成自动分层,上层颗粒下滑至出口进入破碎机,下层石子及未悬浮的重颗粒在振动及气流作用下沿筛面向后上滑,上层物料也越来超薄,压力减小,下层颗粒又不断进入上层,在达到筛面末端时,下层物料中颗粒已经很少了。在反吹气流的作用下,少量颗粒又吹回,石子等重物则从排石口排出。去石筛板上面设有吸风,采用了较大的吸风罩及吸风口,粉尘导入布袋除尘器。 进入破碎机粉碎后的颗粒由提升机进入直线振动筛,破碎所产生的粉尘由脉冲布袋除尘收集。直线滚筒筛采用双电机驱动,噪音低,免维修,物料有滚筒,进料口向前滚动行进,逐渐筛分,下有接料仓,因此筛机的运动轨迹为一直线。可筛分出多种不同粒度的物料,料仓可做存料作用,当料仓满后可直接装吨袋叉车以为或入库,可无人值守,大大降低了劳动力和生产成本,同时设备质量稳定,几乎不用维修。


以下是我公司生产设备图


活性炭设备制造与销售

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