脫硫脫硝活性炭成型工藝條件探討

宋潔瓊

摘 要：對(duì)脫硫脫硝活性炭的成型工藝條件進(jìn)行了探討，重點(diǎn)從原煤的配比、焦煤焦渣特性、成型溫度等對(duì)成型的影響進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，最后得出結(jié)論：焦煤和焦粉是適合生產(chǎn)脫硫脫硝活性炭的原料，焦油的用量需根據(jù)焦煤的焦渣特性進(jìn)行調(diào)整，以及在整個(gè)成型過程中需要保持60～80 ℃的溫度。

關(guān)鍵詞：脫硫脫硝活性炭；成型工藝；配煤；焦渣特性

中圖分類號(hào)：TQ424.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.21.155

脫硫脫硝活性炭（也稱“活性焦”）是煤質(zhì)顆粒活性炭的一種，是鋼鐵廠燒結(jié)尾氣、火電廠尾氣、大型鍋爐尾氣和多種冶煉尾氣處理的專用產(chǎn)品，不僅能同步凈化處理SO2和NOX，還可脫汞、脫砷、脫二英和降低粉塵污染。由于脫硫脫硝炭多用于熱電廠，其使用設(shè)備規(guī)模大，要求活性炭能夠循環(huán)利用，因此，合格的脫硫脫硝炭必須顆粒大、強(qiáng)度高，能夠重復(fù)利用。

脫硫脫硝炭的生產(chǎn)工藝流程為將一定比例的焦煤、焦粉混合磨粉，200目通過率為90%以上，再配以一定比例的焦油和水，進(jìn)入捏合機(jī)混合攪拌，攪拌均勻后進(jìn)入平模碾壓造粒機(jī)壓條；合格炭條進(jìn)入外熱式炭化爐炭化，炭化料再由斯列普爐活化，活化料進(jìn)入包裝車間篩分包裝后入庫(kù)。

在投入工業(yè)生產(chǎn)前，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行小試實(shí)驗(yàn)。原煤的配比、捏合的溫度、壓條的壓力、炭活化的時(shí)間和溫度都影響著產(chǎn)品的最終質(zhì)量。本文將對(duì)原料的配比、捏合的溫度、炭活化條件方面對(duì)脫硫脫硝炭的生產(chǎn)工藝進(jìn)行探討。

1 原料對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響

原料煤不同，生產(chǎn)出的活性炭產(chǎn)品的指標(biāo)也不同，在實(shí)際生產(chǎn)中，需要根據(jù)客戶的需求來調(diào)整原煤的品種、配比等。單一煤種往往難以滿足生產(chǎn)需求，因此在實(shí)際生產(chǎn)中，常常需要通過配煤來達(dá)到產(chǎn)品所要求的強(qiáng)度、碘值等。

本實(shí)驗(yàn)采用了焦煤、焦粉配煤，高溫煤焦油作黏結(jié)劑，原料煤指標(biāo)如表1所示，表2為產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)比情況。

由表2可以看出，焦煤和焦粉通過合適的配比可以生產(chǎn)出合格的脫硫脫硝炭。不同的配比生產(chǎn)出的脫硫脫硝炭指標(biāo)略有不同。在實(shí)際生產(chǎn)中，可以根據(jù)訂單來調(diào)整比例。

2 焦煤的黏結(jié)指數(shù)對(duì)原料配比的影響

當(dāng)采用黏結(jié)指數(shù)較高的焦煤做原料時(shí)，焦煤在炭化過程中形成的膠質(zhì)體對(duì)物料起一定的黏結(jié)作用，因此配入的焦油量可以大大減少，節(jié)約生產(chǎn)成本。但是在驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，焦油配入量太少，實(shí)驗(yàn)室用的四柱液壓機(jī)的壓力25 MPa無法使物料成型。而在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的平模碾壓造粒機(jī)最大壓力僅為10 MPa，比實(shí)驗(yàn)室設(shè)備還小，因此，在生產(chǎn)中不能選擇焦渣特性太大的主焦煤做原料，而應(yīng)選擇黏結(jié)指數(shù)較低的1/3焦煤，雖然焦油用量增大，但是成型率更高，而且增大焦油比例后炭化過程中不會(huì)出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象。表3為焦油用量對(duì)比表。

由表3可以看出，在使用煤焦油的用量上，需要參考焦煤的焦渣特性來確定，在生產(chǎn)中，需要根據(jù)實(shí)際情況隨時(shí)調(diào)整。

3 加水量對(duì)壓條的影響

加水后煤粉水含量以35%～40%為宜，用手指一壓能成片狀，如此情況下后續(xù)需要焦油量減少，節(jié)約成本。因此，磨粉后需要檢測(cè)煤粉水含量，從而估算混捏過程中需加入熱水的質(zhì)量。

4 捏合溫度對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響

在捏合過程中，先將混合好的煤粉加熱，待煤粉溫度達(dá)到60 ℃時(shí)加入焦油繼續(xù)攪拌，直至混捏出料時(shí)物料成大小1～2 mm的均勻小球狀顆粒，用手一搓成片狀時(shí)出料。此時(shí)，壓條效果最好。捏合過程需要煤粉和焦油充分融合、均勻附著才能使混捏的物料顆粒均勻，壓出的炭條質(zhì)量均勻。因此，需要在捏合過程中保持60～80 ℃的溫度最為合適，溫度太低，焦油遇冷凝固，沒有和煤粉完全混勻就凝固了，混捏出的顆粒硬、無法壓條；溫度太高則容易導(dǎo)致煤粉的水分蒸發(fā)太快，煤粉太干，同樣不易與焦油充分混勻，而且煤粉干，容易影響判斷，導(dǎo)致加入過量的水。

5 壓條機(jī)溫度的影響

混捏后物料進(jìn)入四柱液壓機(jī)料筒后受冷，壓條過程后續(xù)會(huì)出現(xiàn)壓力不足，無法成型的情況，因此需要對(duì)四柱液壓機(jī)料筒及模具提前預(yù)熱。在生產(chǎn)中，本工段混合造粒單元生產(chǎn)設(shè)備全部采用蒸汽保溫，利于煤焦油、水與煤粉充分浸潤(rùn)、滲透及均勻分散，進(jìn)而制備出強(qiáng)度高、表面光滑、不易粉碎的優(yōu)質(zhì)生炭條。

6 結(jié)束語(yǔ)

焦煤、焦粉和焦油通過配比，可以生產(chǎn)出合格甚至優(yōu)質(zhì)的脫硫脫硝活性炭，具體比例應(yīng)根據(jù)焦煤、焦粉的指標(biāo)及訂單需求而定。在生產(chǎn)過程中，整個(gè)成型過程均應(yīng)在60～80 ℃的溫度下進(jìn)行，以提高成型率。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：劉曉芳〕