活性炭廠家為大家提供了很多方便人們生活的活性炭,來幫助我們進(jìn)行處理污染,促使健康生活,以下便是其教制作炭化料的相關(guān)工序,一起來看一下吧。
炭化過程實(shí)際上就是物料在低溫條件下的干餾過程。在該過程中,物料在一定的低溫范圍內(nèi)和隔絕空氣的條件下逐步升溫加熱,物料中的低分子物質(zhì)首先揮發(fā),然后煤及煤焦油瀝青分解和固化。整個炭化過程中物料會發(fā)生一系列復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化,其中物理變化主要是脫水、脫氣和干燥過程;化學(xué)變化主要是熱分解和熱縮聚兩類反應(yīng)。物料在熱分解和熱縮聚反應(yīng)過程中析出煤氣和煤焦油,物料中有機(jī)化合物的氫鍵結(jié)合基被破壞,氧元素以水、一氧化碳、二氧化碳等氣體析出,同時形成芳香族化合物和交聯(lián)的高強(qiáng)度碳分子結(jié)構(gòu)固體;在炭化過程中,由于物料在高溫分解時將氧和氫等非碳物質(zhì)排出,失去氫氧后的碳原子則進(jìn)行重新組合,形成具有基本石墨微晶結(jié)構(gòu)的有序物,這種結(jié)晶物由六角形排列的碳原子平面組成,它們的排列是不規(guī)則的,因此形成了微晶之間的空隙,這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結(jié)構(gòu)并賦予能經(jīng)受活化所需要的機(jī)械強(qiáng)度。對物料炭化的要求就是通過炭化所得的炭化料外觀要達(dá)到一定的規(guī)格和形狀要求,內(nèi)部結(jié)構(gòu)上要具有一定的初孔結(jié)構(gòu),同時要具有較高的機(jī)械強(qiáng)度。
活性炭廠家教炭化過程一般可分為以下幾個階段:
(1)干燥階段 溫度在120℃以下,原料煤釋放出外在水分和內(nèi)在水分,此時原料煤的外形無變化。
(2)開始熱解階段 原料煤開始發(fā)生分解反應(yīng)釋放出熱解水,形成氣態(tài)產(chǎn)物,不同原料開始熱解的溫度不同,變質(zhì)程度低的原料的開始熱解溫度也較低,東北泥炭約為100~160℃,褐煤約為200~300℃,煙煤約為300~400℃,無煙煤約為300~450℃。由于煤的分子結(jié)構(gòu)和生成條件有較大的差異,故上述開始熱解溫度只是不同原料間的相對參考值。
(3)炭化階段 溫度在300~600℃,以縮聚和分解反應(yīng)為主,原料煤大量析出揮發(fā)分,炭化過程析出的焦油和煤氣產(chǎn)物幾乎全部均在此階段產(chǎn)生。黏結(jié)性煙煤在此階段逐漸軟化、熔融,形成氣、液、固三相共存的膠質(zhì)體。再經(jīng)流動、縮聚、固化等過程變?yōu)榘虢?非黏結(jié)性則形成針狀半焦或塊狀半焦。
炭化終溫和升溫速率是炭化工藝控制的主要操作條件。
對于不同煤種來說,焦油形成過程均在550℃左右結(jié)束。大量的實(shí)驗(yàn)室研究和工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)均表明,600℃是最佳的炭化終溫,溫度過低炭化產(chǎn)物無法形成足夠的機(jī)械強(qiáng)度,溫度過高則會促使炭化產(chǎn)物中的石墨微晶結(jié)構(gòu)有序化,減少微晶之間的空隙,影響活化造孔過程。
炭化升溫速率對炭化產(chǎn)物的產(chǎn)率有較大影響。高升溫速率能使物料析出更多的焦油和煤氣,降低炭化料產(chǎn)率。降低升溫速率時,物料在低溫區(qū)受熱時間長,熱解反應(yīng)的選擇性較強(qiáng),初期熱解使物料分子中較弱的鍵斷開,發(fā)生了平行的和順序的熱縮聚反應(yīng),形成具有較高熱穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu),從而減少高溫階段熱解析出物的揮發(fā)分產(chǎn)率,獲得更高的固體炭化產(chǎn)物(即炭化料)產(chǎn)率。
炭化工序中炭化料的質(zhì)量主要通過揮發(fā)分、焦砟特性指數(shù)為1~3,水容量為15%~25%,球盤強(qiáng)度≥90%。
由于上述指標(biāo)的測量需要一定時間,而在生產(chǎn)現(xiàn)場調(diào)試過程中常常需要根據(jù)炭化料質(zhì)量迅速調(diào)節(jié)工藝參數(shù),因此也可以通過感官對炭化料質(zhì)量進(jìn)行粗略評價。合格的炭化料應(yīng)具有平整、無裂紋的表面,較高的強(qiáng)度、物料斷面色澤一致。
上述便是活性炭廠家提供的制作方法,希望大家能夠按照上述步驟進(jìn)行嚴(yán)格操作,使其我們的生活提供便利條件。