高效压块活性炭的制备策略

＊刘春阳

（大同煤业金鼎活性炭有限公司 山西 037003）

引言

近些年来，随着人类活动的范围不断增加，工业现代化水平持续提升，水源污染、能源消耗过度等问题也变得越来越严重，对于高效压块活性炭的要求与日俱增。为了适应社会发展的需要，同时也是为了满足现代工业生产与民生需求，现就高效压块活性炭技术背景与优势分别探讨如下。

1.高效压块活性炭技术背景与技术优势

(1)技术背景

高效压块活性炭的出现是基于传统活性炭技术，该技术能够很好的应用于水源污染防治当中，由于结构吸附性能良好，生产技术稳定性强，所以可以很好的满足现代工业发展的需要。但是，高效压块活性炭研发过程中遭遇到了制备方面的诸多问题，包括生产过程中温度调控难度较高，物理化学催化剂结合生产又会存在成本较大的问题，不利于更好的完成高效压块活性炭的制备与推广。

(2)技术优势

相比于传统的活性炭技术而言，高效压块活性炭更能够适应于不同环境与应用需求，可以有效解决水源异臭问题，对于消毒副产物、有机化合物以及重金属离子等也具有一定的作用。由于水质能够适应健康安全的要求，所以污水深度处理也可以适应活性炭的吸附性能需要，借助于活性炭产品升级的方式来提升结构性能，解决孔结构的相关问题，进而推进了活性炭孔结构的应用与发展。根据国内外的研究现状来看，高效压块活性炭的技术优势明显，其相比于单纯配煤生产技术而言，技术针对性更强，配煤生产的成本更低，还可以解决强度方面的问题。在结构内容物方面，整体孔隙结构的合理性得到改善，吸附能力提升，生产与应用中也不再出现漂浮情况。根据这个特征来看，高效压块活性炭还具有广阔的发展前景，只要通过科学制备技术在合理成本条件下进行生产，就能够满足污水深度处理的要求，满足催化剂活化需要。成本控制方面，国内高效压块活性炭的原材料主要以新疆地区为主，这个区域的原材料能够制备不同类型的高效压块活性炭，但是单种煤进行生产依然会存在不足与风险，所以往往需要多种煤配合使用，方可提升高效压块活性炭的生产效果。

2.高效压块活性炭的影响因素

高效压块活性炭的制备会受到许多外部因素的限制，设备层面上主要涉及两个方面。

(1)磨粉机选型

不同情况下的磨粉机选型往往会带来不同的活性炭生产结果。不同的研磨设备具有不同的物料粒度配置，所以在进行磨粉机的选择时需要做到十分慎重。其中，高效压块活性炭在制备过程中需要考虑到产品的粒度以及磨机转速等，转速的提升，那么颗粒度也会得到更好的控制，此时产品的密集度较高，如果选择磨辊速度较慢的设备，那么就会出现粗颗粒的问题。采取其他类型的磨粉机时，则应该考虑到挤压作用外的其他影响因素，如果能够解决低硬度与软物质的脆性问题，在实际生产过程中就可以推荐选择，否则不推荐选择。

(2)成型机选型

成型机的选型要考虑到压块活性炭的生产需要以及高效压块活性炭的性能特征。实际上，成型机的质量往往能够直接决定高效压块活性炭的性能。影响到成型机生产的因素较多，包括煤料的预压效果，脱气效果、压力大小等等，另外，压辊的两端施加压力是否平衡也会影响到成型机的可靠性。在煤粉脱气生产过程中，需要做好工艺标准的控制，使得孔隙率达到一定的标准，此时煤粉的吸附能力可以达到最大化。在进行强制喂料过程中会涉及到内容物压缩的缓解，回弹力会增加，此时压块裂纹也会相应的增加，煤料脱气是另一步工艺中的特殊环节。除此之外，还需要考虑到煤粉的预压以及布料两个方面，以此来解决强度虽高但是强度不均匀的问题，也会影响到高效压块活性炭的整体生产效果。在进行辊压力的选择时，应该以确保给料的稳定性，同时做好回弹力的设置，使得强度偏低的部分也可以得到补充。对辊转速设置应该结合高效压块活性炭受压强度与时间的要求，进一步做好回弹力的调整即可。

3.高效压块活性炭制备策略

高效压块活性炭制备过程中对于工艺环境以及参数具有较高的要求，需要分别通过试验、分析的方式来进行确认，同时也要兼顾一些其他方面的注意事项，分别探讨如下。

(1)试验分析

高效压块活性炭的制备过程需要考虑到各个工艺参数的改善问题，所以需要采取试验验证的方式来解决。在挑选优质原煤的基础上，采取性能试验，分别对标定的原材料进行区分试验，以此来确定高效压块活性炭的具体制备工艺。主要涉及到的高效压块活性炭生产工艺参数包括温度、水分、压力、粒度、强度等等。

(2)结果参数

不同类型的试验参数会对高效压块活性炭的性能产生不小的影响。其中，温度、水分、返料比都是重要的控制对象。根据传统生产经验来看，煤粉的粒度对强度往往会产生不小的影响，随着成型强度的变化而发生变化。温度对于成型强度则具有正相关关系，在成型温度超过60℃的情况下，成型强度可以得到良好的保障。煤粉水分对于强度也会产生不小的影响，如果出现水分偏高或者偏低的问题都不利于高效压块活性炭的性能提升。根据初步试验经验来看，具备黏结性的煤种有助于提升稳定性，对于无粘结性煤种更适应高效压块活性炭的生产要求。

活性炭的吸附性能是高效压块活性炭的重要衡量标准，选择不同类型的煤样作为原材料进行生产，最佳条件下物化处理后可以得到相关性能试验的数值，对比数值后即可确定相应的比例与生产条件。

煤粉的粒度也是影响压块活性炭成型率的一个重要参数，粒度越小，越容易成型，成型机的成型率也就越高，目前通常采用325目煤粉的通过率来作为煤粉粒度的衡量标准，但是煤粉的粒度还会影响磨粉机的产量，在实际生产过程中，需要找到粒度与产量的平衡点。

配煤也会对高效压块活性炭的性能产生影响，根据特定的生产环节来进行配比，磨煤机当中粉末的压力、粉碎度等等都需要做好前期设置，根据破碎的过程来进行筛分，测试滚筒强度后再进行调整，如果强度不足，证明出现了脱粉率变化的问题，需要予以改善，此时配煤的强度可以根据测试的结果来确定。选择合适的主煤与辅煤之后，就可以进入到压块成型的环节，这个环节根据生产过程划分初级破碎、次级破碎两个部分，根据工艺参数的要求来实施配煤，做好样品性能管理。根据实际经验来看，配煤生产的活性炭吸附性能关联活性炭产品的孔结构，随着配煤比的变化而呈现出活性炭吸附性能的变化。如选择主煤生产的产品灰分度作为衡量标准，那么适当进行微调后即可达到生产标准要求。

高效压块活性炭孔结构的变化参数也是制备过程中需要特别考虑的参数，一般来说可以通过改善催化剂的比例来解决。比如说高效压块活性炭制备过程中根据100:5的比例来添加含钾化合物催化剂就能够实现配煤的合理性能调整，对比不同类型条件下制备的产品，发现该配比条件下生产的高效压块活性炭性能更为稳定且全面。

(3)其他注意事项

高效压块活性炭制备过程中需要考虑到多个方面的参数与范围特征，通过改善配煤技术往往可以取得良好的结果，对于改善吸附性能方面，保留单种煤生产活性炭吸附性能则有助于降低生产成本，提升项目效益。在催化剂参与反应的全过程，需要做好反应条件的控制，包括积极转变活性炭的产品结构，对产品性能进行调试，对活性炭孔隙结构实施合理优化。煤种配比需要考虑到煤粉的细度、水分、压力等方面，这些方面都需要做好压块强度的管理，确保整体性能稳定。在催化剂的添加方面，主要以实际需求为主，最佳添加模式是添加100:5的含钾催化剂，通过添加该类型的催化剂能够很好的解决污水深度处理的客观需要，在产业化后更有助于提升深度净化的能力，从而解决污水处理的实际问题，为提升高效压块活性炭的整体竞争力创造良好的条件。

4.总结

综上所述，高效压块活性炭在现代工业生产、污水防治等领域都具有广泛的应用，其制备的过程与常规活性炭存在一定的差异，对于工艺设备的可靠性、执行操作效果具有更高的要求。在实际进行高效压块活性炭制备过程中，需要做好试验分析与参数处理，确保工艺的可行性与稳定性，以此来提升高效压块活性炭的整体性能，适应高效生产的客观需要，为行业的稳定高速发展创造良好的条件。