脫硫脫硝活性炭成型工藝條件探討

宋潔瓊

摘 要：對脫硫脫硝活性炭的成型工藝條件進行了探討，重點從原煤的配比、焦煤焦渣特性、成型溫度等對成型的影響進行了實驗，最后得出結論：焦煤和焦粉是適合生產脫硫脫硝活性炭的原料，焦油的用量需根據焦煤的焦渣特性進行調整，以及在整個成型過程中需要保持60～80 ℃的溫度。

關鍵詞：脫硫脫硝活性炭；成型工藝；配煤；焦渣特性

中圖分類號：TQ424.1 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.21.155

脫硫脫硝活性炭（也稱“活性焦”）是煤質顆粒活性炭的一種，是鋼鐵廠燒結尾氣、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，其使用設備規模大，要求活性炭能夠循環利用，因此，合格的脫硫脫硝炭必須顆粒大、強度高，能夠重復利用。

脫硫脫硝炭的生產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，進入捏合機混合攪拌，攪拌均勻后進入平模碾壓造粒機壓條；合格炭條進入外熱式炭化爐炭化，炭化料再由斯列普爐活化，活化料進入包裝車間篩分包裝后入庫。

在投入工業生產前，在實驗室進行小試實驗。原煤的配比、捏合的溫度、壓條的壓力、炭活化的時間和溫度都影響著產品的最終質量。本文將對原料的配比、捏合的溫度、炭活化條件方面對脫硫脫硝炭的生產工藝進行探討。

1 原料對產品質量的影響

原料煤不同，生產出的活性炭產品的指標也不同，在實際生產中，需要根據客戶的需求來調整原煤的品種、配比等。單一煤種往往難以滿足生產需求，因此在實際生產中，常常需要通過配煤來達到產品所要求的強度、碘值等。

本實驗采用了焦煤、焦粉配煤，高溫煤焦油作黏結劑，原料煤指標如表1所示，表2為產品質量對比情況。

由表2可以看出，焦煤和焦粉通過合適的配比可以生產出合格的脫硫脫硝炭。不同的配比生產出的脫硫脫硝炭指標略有不同。在實際生產中，可以根據訂單來調整比例。

2 焦煤的黏結指數對原料配比的影響

當采用黏結指數較高的焦煤做原料時，焦煤在炭化過程中形成的膠質體對物料起一定的黏結作用，因此配入的焦油量可以大大減少，節約生產成本。但是在驗證實驗過程中發現，焦油配入量太少，實驗室用的四柱液壓機的壓力25 MPa無法使物料成型。而在生產現場的平模碾壓造粒機最大壓力僅為10 MPa，比實驗室設備還小，因此，在生產中不能選擇焦渣特性太大的主焦煤做原料，而應選擇黏結指數較低的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出現結焦現象。表3為焦油用量對比表。

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，在生產中，需要根據實際情況隨時調整。

3 加水量對壓條的影響

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

4 捏合溫度對產品質量的影響

在捏合過程中，先將混合好的煤粉加熱，待煤粉溫度達到60 ℃時加入焦油繼續攪拌，直至混捏出料時物料成大小1～2 mm的均勻小球狀顆粒，用手一搓成片狀時出料。此時，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；溫度太高則容易導致煤粉的水分蒸發太快，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，導致加入過量的水。

5 壓條機溫度的影響

混捏后物料進入四柱液壓機料筒后受冷，壓條過程后續會出現壓力不足，無法成型的情況，因此需要對四柱液壓機料筒及模具提前預熱。在生產中，本工段混合造粒單元生產設備全部采用蒸汽保溫，利于煤焦油、水與煤粉充分浸潤、滲透及均勻分散，進而制備出強度高、表面光滑、不易粉碎的優質生炭條。

6 結束語

焦煤、焦粉和焦油通過配比，可以生產出合格甚至優質的脫硫脫硝活性炭，具體比例應根據焦煤、焦粉的指標及訂單需求而定。在生產過程中，整個成型過程均應在60～80 ℃的溫度下進行，以提高成型率。

參考文獻

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[2]黃濟民，溫維麗.煤質壓塊活性炭生產工藝探討[J].炭素技術，2012，31（2）：10-12.

〔編輯：劉曉芳〕