王赵阳
国家能源集团新疆能源有限责任公司活性炭分公司 新疆830019
摘要：用于工业生产的黏结剂有煤焦油、淀粉、亚硫酸纸浆废液、膨油土、羊甘油、黏土、煤沥青等，但用于压块炭生产的黏结剂主要是煤沥青。压块活性炭的生产工艺流程为原料煤和煤沥青以一定比例进入破碎机破碎至24 cm，再进入磨粉机进行磨粉，磨粉细度控制在200目，纯度90％，煤粉通过螺旋输送机进入成型设备，进行压块或压片。
关键词：煤质压块活性炭生产工艺过程
前言：活性炭是一种用途十分广泛的多孔吸附材料，从实际应用情况来看，活性炭的种类繁多，且各个类型活性炭的制备工艺差别大。煤质活性炭作为活性炭的一个重要组成，在社会经济的不断发展下得到了各国相关学者的深入研究。煤质压块活性炭的生产一般包含原煤直接活化法和将煤破碎制粉加入一定比例粘结剂的制作方法。制备成功的煤质块活性炭具有社会经济效益高、环境污染少、成本低廉的优势。
一、煤质压块活性炭生产工艺的影响因素
1.原煤煤质。实际生产过程中，不同类型的煤种能够相互补充，从而实现效益的最大化，满足工业生产的各方面需求，也可以达到合理配置，确保经济效益的效益。由此可见，配煤工艺在煤质压块活性炭工艺中具有重要的意义与价值，在实际生产测试中发现，黏结剂搭配高温煤沥青能够有效提升产品的质量，选择不同类型的煤炭生产活性炭时，配煤的指标也会发生相应的变化，关注这种变化并做好生产工艺的调整，才能够最大化效益，满足社会发展与行业发展的要求。
2.黏结剂选择。根据生产过程中的粘结指数来看，如果指数较低，则不需要额外添加黏结剂就可以完成生产，如果黏结指数较高，则需要部分添加黏结剂。一般来说，黏结剂对于煤质压块活性炭工艺的影响主要集中在如下三个方面：其一，成型料的影响。在沥青当中添加黏结剂后，会提升煤沥青的成型度，但是生产过程中对于工序的要求也会提升，如果工序没有及时完成，就会出现成型效果下降的问题，甚至会导致成型料着火，严重影响黏结剂的质量。其二，炭化料的影响。煤沥青挥发分较高，碳化后挥发分降低明显，混煤当中煤沥青的含量较高，炭化料的强度就会下降，此时碳化的强度就会发生变化，导致最终产品的质量难以得到控制。其三，活化料的影响。添加黏结剂后，同样的活化工艺水平下，活化料的碘值更难以控制，此时亚甲蓝指标也会持续提升，对于控制的精度要求提升。
3.成型方式。根据数据分析情况来看，不同的成型方式测试的差距较大，所以需要特别关注成型方式的影响。首先是产品质量方面的影响，压块与压片生产工艺相比，对于成品的强度以及密度都具有不小的影响，强度指标方面，可以有效提升活化料的强度水平。而装填密度方面，差异较小，但是炭化料的装填密度的变化值会较大幅度的变动，稳定性下降；其次，对比压块与压片生产模式，其模具的成型料选择上存在差异，不同类型的模具，压块影响下模子也会存在差异，经过破碎处理后，产品的获得率也会存在差异；最后，表面控制的差异。压片的辊子是平整的，不存在凹凸不平的情况，而压块生产就没有这个方面的优势，成型率会相对更低一些。
二、煤质压块活性炭生产过程中控制压块强度的策略
1.设备选型。首先做好破碎机的选择工作，不同类型的破碎设备会获得不同的粒度级配差异，所以进行破碎机的选择，应该以粒度构成和转子圆周速度为主，选择慢速锤式破碎设备，粗粒度会较高，有利于进一步强化压块活性炭的收率水平。选择齿辊破碎设备，则可以有效添加外部压力，从而满足劈裂操作效果。借助于破碎片状软质物料的方式，可以提升产品颗粒度的均匀性，有利于实现成型密度的提升，所以，选择锤式破碎机能够确保原料煤的破碎效果，而齿辊破碎机针对破碎块具有特效；其次，完善辊成设备的选择。作为煤质压块活性炭工艺的重要设备，压块强度与辊成设备具有很强的关联性，其质量的水平也与该设备相关联。在生产过程中，影响到煤质压块活性炭强度的因素包括有布料、压力大小、辊直径等等，两端分别施加压力，可以确保产品的同步性。
2.工艺升级。在煤质压块活性炭工艺改造过程中，要做好非粘性煤、粘性煤的配比，做好压块破碎机的破碎处理工作，进一步筛分出去氧化、碳化的工序，确保返料强度，降低恶性循环的影响。除此之外，还需要进一步做好强度差的控制，建议采用压块碳化的方式来强化破碎活性炭的性能，降低返料影响，提升活性炭的整体质量水平。干燥工序对于强度的影响很大，常规条件下工序完成后，产品的含水量在5%，就需要进一步采取烘干处理的方式来加强产品的强度。烘干过程中需要控制好风速、烘干时间等内容的控制，料度则应该以压块内部的应力为主要目标。在整个干燥过程中，还需要做好温度与速度的控制，内部水分气化与内应力要控制好，干燥过程中也要做好升温速率的变化调整，入口温度应该以不超过100 ℃为宜。最后，完善预氧化工艺的强度精准控制。预氧化的技术原理在于成型表面形成硬度较高的保护膜，所以软化过程中需要避免黏连问题即可。
三、未来发展分析
从实际应用情况来看，预氧化技术的使用是压块活性炭生产操作的核心技术形式，在经过国内外企业的调查研究之后取得了理想的应用成果。压块的使用具有可配煤的特点，在使用的过程中突破了原有煤炭特性对产品性能的制约，且在加工使用的过程中还能够额外在其中添加化工原料，生产收益率较高，被多个化工厂应用。但是这种工艺在实际应用中仍然存在自动化水平低、生产能力小、产品性能有待提升的问题。活化设备的应用开始朝着大型化、自动化方向发展从当前应用情况来看，我国活性炭生产活化设备和国外发达国家的设备相比仍然存在较大的差异，突出表现为国外大多使用的是多段炉，这种多段炉的使用具有机械化、自动化程度高的特点。国内煤基活性炭生产企业应用的设备主要是活化设备，这种设备的应用优势是在正常生产操作的时候往往需要外界热源，活化时候所产生的水煤气通过燃烧也能够基本保持自身的热平衡。这类设备在使用的时候不仅耗能低，而且还能够同时出现多个原料品种的活性炭，方便施工人员的控制，确保操作性能稳定、可靠。
结束语：综上所述，媒质压块活性炭成型适合采用压片的方式，在使用压片成型方式之后不仅提升了成型料的质量，而且还能够在一定程度上降低生产成本。煤基活性炭生产技术应用的过程中不适合添加煤沥青，需要格外注意一些有毒有害物质对生产操作的不利影响。
参考文献：
[1] 解炜，王鹏，曲思建，等. 压块工艺条件下配煤对活性炭孔结构的调控作用[J]. 煤炭科学技术，2019，45（2）：197-202.
[2] 王宇航. 煤的变质程度对压块活性孔结构的影响研究[D]. 北京：煤炭科学研究总院，2019.