煤基活性炭壓塊機系統(tǒng)優(yōu)化改造方法探討

邊戰(zhàn)華

摘 要：活性炭是一種具有豐富孔隙結構和巨大比表面積的炭質(zhì)吸附材料，其廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、交通、環(huán)境保護等領域，隨著社會發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，尤其是近年來國家加強環(huán)境保護力度，國內(nèi)外市場對活性炭的需求量日益擴大，逐年增長。而壓塊活性炭作為煤基活性炭一種主要類型產(chǎn)品，其生產(chǎn)應用也在不斷擴展。壓塊機系統(tǒng)為壓塊活性炭生產(chǎn)核心裝備，其設備運行效率、安全性、產(chǎn)品得率、能耗等直接關系企業(yè)安全生產(chǎn)及經(jīng)濟效益?；诖?，本文主要對壓塊機系統(tǒng)的優(yōu)化改造方法進行了研究探討。

關鍵詞：煤基活性炭 壓塊機系統(tǒng) 改造方法

中圖分類號：TD424 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）11（c）-0102-02

壓塊活性炭生產(chǎn)工藝起源于國外，應用比較普遍，該工藝在國內(nèi)應用始于20世紀90年代后期，近幾年來隨著國內(nèi)外對壓塊炭產(chǎn)品需求量的不斷上升，國內(nèi)廠家紛紛上馬壓塊炭生產(chǎn)系統(tǒng)，產(chǎn)業(yè)得到較快發(fā)展，其產(chǎn)品具有中孔較發(fā)達，非常適用于水廠凈化水（液相）處理。

壓塊活性炭生產(chǎn)過程主要有磨粉、成型、炭化、活化等工序。其中成型工序主要是對磨粉后的原料進行干法造粒，生產(chǎn)設備為壓塊機系統(tǒng)。由于技術、工藝制造等多方面原因，國內(nèi)廠家制造的壓塊機系統(tǒng)存在不能很好匹配強制喂料機，無法實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運行，易噴粉，達不到設計能力等諸多問題，因此根據(jù)生產(chǎn)需要對其進行系統(tǒng)優(yōu)化改造具有十分突出的現(xiàn)實意義。

1 壓塊活性炭生產(chǎn)工藝

該生產(chǎn)工藝流程為：具有一定的黏結性的一種或按一定比例配比的兩種煤加少量添加劑（一般加瀝青），磨成煤粉（要求80%以上通過300目）后，利用干法高壓成型設備（壓塊機）對混合均勻的粉料進行壓塊；破碎篩分后，合格粒度壓塊料經(jīng)炭化、活化過程得到活化料，再經(jīng)破碎篩分得到市場需要規(guī)格活性炭成品，篩下粉料通過磨粉制成粉狀活性炭副產(chǎn)品。工藝流程如圖1所示。

2 壓塊機系統(tǒng)存在問題

（1）料倉下料不暢，強制喂料機給料不足。

（2）壓塊炭系統(tǒng)不能連續(xù)穩(wěn)定運行。

（3）無排氣功能，煤粉出現(xiàn)架橋及外噴現(xiàn)象。

3 優(yōu)化改造方法

優(yōu)化改造方法1：改變喂料模式，滿足壓機需要。

由于原壓塊系統(tǒng)緩沖料倉體積小，且料倉下料不暢，造成強制喂料機中煤粉不能連續(xù)供給到壓塊機，壓塊機不能正常生產(chǎn)運行。

改造方法：將緩沖料倉去掉，直接用DN400鋼管代替。

按照DN400管進喂料機截面單位小時內(nèi)最大通過量為Q=πR2×V×3600（流速單位為m/s），在通過強制喂料機進口的流速V=gt、S=1/2gt2（S為從刮板到進口的距離為4m），經(jīng)計算得DN400料管最大流量為Qmax=40m3/h，煤粉的堆比重為0.43，換算成質(zhì)量單位為17.2t/h，而壓塊機的設計能力為7.5t/h，所以采用DN400鋼管供料完全能夠滿足壓塊機所需原量。改造后壓塊系統(tǒng)如圖2所示。

優(yōu)化改造方法2：增加自動跟蹤聯(lián)鎖程序，實現(xiàn)壓塊機工況連續(xù)穩(wěn)定運行。

原強制喂料機與壓塊機控制系統(tǒng)為各自控制，由操作人員手動設置參數(shù)生產(chǎn)運行。但手動調(diào)節(jié)強制喂料機頻率無法使壓塊機的工況達到穩(wěn)定，壓塊機的電流高低變化幅度大，壓塊機無法實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定的運行。

改造方法：將強制喂料機與壓塊機進行聯(lián)鎖調(diào)試。

設定壓塊機運行電流高低限，強制喂料機的頻率根據(jù)壓塊機的電流進行變化，當電流超過上限時，強制喂料機降低給料頻率；當電流低于下限時，強制喂料機升高給料頻率。目前以0.1Hz/3s的速度設定，即壓塊機電流連續(xù)低于下限3s后，喂料機頻率升高0.1Hz，反之則降低0.1Hz，通過實際運行驗證，效果較好，實現(xiàn)了壓塊機連續(xù)穩(wěn)定運行。

優(yōu)化改造方法3：實現(xiàn)排氣功能，解決煤粉架橋及外噴現(xiàn)象。

原強制喂料機無排氣功能，在煤粉輸送進強制喂料機過程中，有部分氣體夾帶進來，因無法排除，時間一長，且負荷大時，極易形成煤粉架橋，影響壓塊機正常運行，嚴重時設備內(nèi)憋壓，造成煤粉外噴，污染作業(yè)環(huán)境并產(chǎn)生安全問題。

改造方法：在強制喂料機上部開口引直管至四樓輸煤刮板機內(nèi)，如圖2所示。

通過在在強制喂料機上部開口引直管至四樓輸煤刮板內(nèi)，將壓塊機在壓制煤粉過程中擠出的氣體及時、有效地排出壓塊機壓腔，同時氣體進入四樓輸煤刮板機內(nèi)，由于輸煤刮板機為密閉結構，防止了煤粉架橋及氣體夾帶煤粉外噴現(xiàn)象。

4 結語

與國內(nèi)其他廠家“定量給料”生產(chǎn)模式相比，減少了一道匹配程序，解決了喂料問題，實現(xiàn)了壓塊系統(tǒng)“自動取料”，生產(chǎn)更容易進行控制。解決了喂料機與壓塊機的相對匹配，與更新前相比，壓塊機生產(chǎn)負荷調(diào)整范圍更廣。解決了壓塊機的恒定工況運行，提高了穩(wěn)定性，降低了勞動強度，同時消除了潛在的安全隱患，使壓塊系統(tǒng)運行更加可靠。

參考文獻

[1] 梁大明.中國煤質(zhì)活性炭[M].北京：化工工業(yè)出版社，2008.

[2] 郭俊春.煤基活性炭生產(chǎn)技術工藝及發(fā)展[J].生物化工，2018，4（5）：134-136.

[3] 趙晶.煤基活性炭的制備及其吸附廢水中有機物的應用[J].山西化工，2018，38（5）：200-201，204.