【doc】煤基活性炭生产用斯列普活化炉生产工艺探讨

【doc】煤基活性炭生产用斯列普活化炉生产工艺探讨 煤基活性炭生产用斯列普活化炉生产工艺 探讨 煤基活性炭生产用 斯列普活化'3P生,m-工艺探讨 肖宏生,张文辉 (燥炭科学研究总院北京煤化学研究所,北京100013) 摘要:讨论7煤基活性炭生产用斯列普活化炉合理I艺的控制,探讨7降低l膜基 活性炭 生产成本,提高活性炭质量的途径. 关键词:斯列普活化炉;',艺 6772(2001)0l005704 中圉分类号;TQ4241文献 标识 采样口标识规范化 下载危险废物标识 下载医疗器械外包装标识图下载科目一标识图大全免费下载产品包装标识下载 码:A文章编号:1006—煤基活性炭是中国产量最大的活性炭产品.据 统计,1999年中国煤基活性炭产量超过9万t,其 中产品80%出口.中国煤基活I生炭生产主要采用 斯列普活化炉,斯列普活化炉是活化炉的一种,由 于其具有生产能力大,产品质量均匀稳定,产品的 吸附指标高,能同时生产多种规格活性炭,正常生 产时不需外加热源,炉子使用寿命长等特点,因而 被国内煤质活性炭厂广为采用.自20世纪50年 代,中国从前苏联引进设计能力为1000t/a斯列普 活化炉后,经过国内几代科研』,员的不断改进和重 ,斯列普活化炉已发展成设计能力为 新设计,目前 300t/a,500t/a,800t/a,1000t/a4个系列.其 中500t/a斯列普活化炉因其造价较低,产出较为 合理,国内煤质活性炭厂多采用此炉型,但是国内 活性炭厂500t/a斯列普活化炉工艺控制存在一定 差别. 斯列普活化炉工艺参数控制的合理与否直接关 系到活化炉的产量,产品质量及炉子的使用寿命. 斯列普活化炉工艺参数控制包括炭化料,加料与卸 料,活化温度,蓄热室顶部温度,燃烧室温度,通 入活化妒的蒸汽压力与流量,通入活化炉的空气压 力与流量,炉内压力,加热半炉氧含量,加热半炉 与冷却半炉切换周期. 本文根据笔者多年经验就500t/a斯列普活化 炉的台理工艺参数的控制,生产成本的降低和产品 质量的提高进行了探讨. 1炭化料质量对斯列普活化炉操作的影响 炭化料是加入活化炉进行活化的原料.炭化辩 的质量直接影响活性炭的质量,产量及炉子的使用 寿命.对炭化料的要求主要包括炭化料的热稳定 性,强度,灰熔点,灰分含量,堆积重,粒度,挥 发分,水分及水容量. 炭化料的热稳定性要好+其在高温下不能碎裂 及有结块性.炭化料若有结块性.其在活化炉的补 充炭化带就会结块堵塞活化炉的产品道;炭化料若 在高温下碎裂,则会使料层致密,活化介质不易穿 透料层,造成活化不均匀,产品的吸附指标难于提 高,活化料中常有过烧现象即自点或白条.另外. 由于炭化料的碎裂容易导致活化炉产品道膨料造成 收幡日{_l:2001—01—10 作者筒丹:肖宏生(19'65一).男.辽庄珂^工程师.期M事活性康产品开技和工程设计 工作. 堞基括性炭生产用斯到普活化炉生产工艺探讨 产品道堵塞.国内曾有一活性炭生产厂尝试用斯列 普活化炉直接活化宁夏太西无烟煤生产无烟煤破碎 炭,结果表明产品的吸附指标很难提高,活化料中 白点很多.过烧现象严重,产品道堵塞,尽管太西 无烟煤挥发分很低,初孔结构比较发达,但是活化 效果并不理想,这主要因为太西无烟煤热稳定性不 好,在高温下碎裂,大颗粒碎成小颗粒,小颗粒碎 成更小颗粒,致使料层致密,活化介质不易穿透, 活化不均匀所致. 炭化料的强度低,活性炭成品的强度也低,同 时也容易使产品道堵塞.一般要求炭化料的强度不 小于90%. 炭化料的灰熔点要大于1000?.灰熔点低, 一 旦炭化料在活化炉内被烧成灰,灰就会熔化成玻 璃态物质粘在活化炉产品道上,堵塞产品道且无法 挽救,降低活化炉的产量,最终导致活化炉停炉更 换炉芯. 灰分是活性炭中的无效成分,炭化料的灰分含 量越低越好.通常炭化料的灰分含量根据成品活性 炭的灰分要求而定. 斯列普活化炉的基本原理是原料借助自身的重 力沿产品道垂直向下移动,在移动的过程中不断与 水平方向流过的活化介质接触发生活化反应.炭化 料的堆积重过低,炭化料容易在产品道内膨料,活 化将不能有效进行.一般要求炭化料的堆积重不小 于0.4g/cm. 加入活化炉内的炭化料粒度不能过大也不能过 小,粒度过大过小都会造成膨料.合适的炭化料粒 度一般为1,6mm,小于1mm不能超过0.1%. 目前,国内斯列普活化炉产品道宽度一般为11, 20mm.对于产品道宽度在16,20mm之间的, 炭化料的粒度最大不宜大于10mm.虽然产品道 加宽有利于提高活化炉的产量,但却不利于小粒径 产品的活化,这主要是因为产品道加宽相当于小粒 径产品料层致密加厚,不利于活化介质的穿透实 践 证明 住所证明下载场所使用证明下载诊断证明下载住所证明下载爱问住所证明下载爱问 ,产品道宽度在16,20mm之间,对于小 粒径产品的活化极不均匀,产品吸附指标难于提 高,产品过烧现象严重.笔者认为合适的产品道宽 16mm. 度为11, 炭化料挥发分含量的高低反映炭化料中焦油沥 青的分解程度.挥发分含量高,焦油沥青分解程度 达不到要求,炭化料会在活化炉不充炭化带结焦堵 塞活化炉产品道.一级炭化料的挥发分为6%, 8%;二级炭化料的挥发分为8%,10%;三级炭 58 化料的挥发分为10%,12%.炭化料的挥发分不 小于15%极易在活化炉补充炭化带结焦,不宜加 入炉内.国内常有一些煤质活性炭生产厂将挥发分 不小于15%的炭化料加入炉内导致产品道堵塞, 活化炉不能正常运行的现象,影响活化炉的产量和 寿命. 炭化料的水分一般要求不大于8%.水分过高 将会降低活化带上部温度,不利于活化进行.另 外,水分过高,炭化料表面易粘炭粉,造成活化炉 产品道膨料,烧灰,结瘤,堵塞产品道.炭化料要 有一定的初孔结构,活化方能有效进行.衡量炭化 料初孔结构的指标则为水容量.水容量越高,炭化 料的初孔结构越发达,活化越容易进行.但是炭化 料的初孔结构是有限度的,初孔太多,炭化料的强 度降低.煤制炭化料的水容量一般为22%,4O%, 实际生产中一般都控制在30%左右. 2斯列普活化炉加料与卸料周期的确定 一 般情况,活化炉每8h加料一次,特殊品种 可4h加料一次,加满为止.加料后的料槽,炭化 料不得低于料槽口10cm.不加料的料槽,不得提 前打开水封盖. 一 般情况下,活化炉料槽中的炭化料下沉深度 不应超过80?,当更换另一品种时,炭化料的下 沉深度可允许不超过1m.否则活化炉炉顶容易喷 火.一般8h加料一次可满足活化炉料槽内下沉深 度不超过80em的要求. 活化炉不能长时间不卸料,否则产品道容易膨 料.一般情况,活化炉每隔1h卸一回料,每一回 的卸料次数应根据活性炭的质量要求而定.为了延 长炉子的寿命,既不能频繁卸料,也不能长时闻不 卸料,料不能在炉内停留时间过长,即使卸出的料 可能不合格,也要将料少许卸出. 3斯列普活化炉操作温度的确定 通常炭和气体的反应速度随着温度的升高而增 大.因此气体活化需在高温下进行,但活化温度不 能任意提高.温度太高,炭的孔结构会发生变化, 微孔减少,反而使吸附力下降,特别是活化温度超 过950?时,水蒸气的扩散速度的影响马上就表现 出来,活化不能有效进行,比表面积的增加率变 小.另外温度太高,炭的烧失率增大,得率下降, 又容易造成炭中的灰分在高温下熔融结瘤堵塞产品 道.若温度过低,又能引起产量下降,因此蒸汽活 洁净煤技术2OO1年第7卷第l期 化法和烟道气活化法的活化温度一般控制在850, 920?.斯列普活化炉的活化过程即为水蒸气和烟 道气的交替活化,故其活化温度应控制在850, 920?,实践证明斯列普活化炉在此温度范围内运 行较为理想. 活化炉内各点温度要求尽量均匀,控制1,8 点的温度不大于920?,为了正确保持活化温度, 可调节空气的加入量.当炉内各点温度均高于规定 的温度时,应关小空气总管的蝶阀;炉温局部过 高,则应关小该处的空气蝶阀或盲板,减小空气的 加入量.反之则应增加该处的空气供应量. 在调整空气流量时,严禁猛增或猛减,必须根 据炉内各点的温度变化情况缓慢调整,以防止炉温 猛烈跳动. 4蓄热室顶部温度 蓄热室顶部温度要求为1000,11O0?,在此 温度下,才能保证炉内活化带的温度.并能把炉气 中的CO充分燃烧.若该点温度超过1100?,由 于蓄热室顶部是耐热混凝土构件.内部又是用普通 粘土质耐火砖堆积起来的.容易被烧坏,影响蓄热 室的寿命.若该点温度低于1000?.叉会降低活 化带上部的温度,不利于活化的正常进行. 调整蓄热室顶部温度的方法是通过调整上连烟 道配风管的蝶阀或盲板,以增减进入上连烟道的空 气量,温度过高将其关小,反之将其开大. 5燃烧窒温度 燃烧室也称下连烟遭,活化炉两半炉通过燃烧 室连接起来.燃烧室温度一般控制在900,950?. 在此温度下,才能保证活化炉1,2两点的温度. 并能使冷却半炉活化反应过来的煤气部分燃烧.若 该点温度超过950?,活化炉1,2两点的温度就 会高于920?.若该点温度低于900?,活化炉 1,2两点的温度就会偏低. 燃烧室温度的调整方法是通过调整燃烧室顶部 配风管的蝶阀或盲板,以增减进入燃烧室的空气 量,温度过高将其关小,反之将其开大. 6通人活化炉的蒸汽压力与流量 水蒸气是斯列普活化炉生产过程中的主要活化 剂,为了保证炭与水蒸气充分接触.加速活化反 应,提高活化效率,实际蒸汽的通入量必须大大超 过理论需要量.根据多年的生产实践,对于500 煤基措性炭生产用斯列普措化炉生产工艺探讨 t/a斯列普活化炉,蒸汽压力在0.2?0.02MPa (表压)范围内,蒸汽流量控制在1000?25kg/h 比较合理.若蒸汽压力不在此范围内,应根据蒸汽 压力一流量校正表进行调整. 蒸汽流量过低,活化反应缓慢,产量下降;蒸 汽流量过高.引起炉压上升,烧失率增加.为了保 证蒸汽流量和炉压稳定,必须控制进入活化炉内的 蒸汽压力,一般控制在0.2?0.02MPa(表压). 进入活化炉的水蒸气管路上要设有疏水装置, 以除去进入活化炉内水蒸气中的水分,否则水蒸气 中的水分会使蓄热室底部的璇拱损坏,致使蓄热室 内的格子砖坍塌,活化炉将被迫停炉. 7通人活化炉内的空气压力与流量 进炉空气压力不能过大也不能过小,进炉空气 压力过大,活化炉烟道内的火焰太长.甚至会进入 水平气道与炭燃烧,造成炭的烧失率增加.活性炭 的得率下降.由于活化炉是微正压生产,进炉空气 压力过小,活化反应产生的煤气就会进入空气管 道,引起空气管道爆炸,因此控制进炉空气压力十 分重要.一般进炉空气压力为294.2,343.2Pa比 较合适. 进入活化炉的空气流量过大,炉温会过高,髓 之炭的烧失量增大,活性炭得率下降.并且容易引 起炉内温度局部过热,导致炭中的灰分熔融成玻璃 态物质堵塞产品道;空气流量过小,炉温下降,活 性炭产量下降.对于500t/a斯列普活化炉,其空 气流量为1100m/h左右比较合适. 通过调整空气总管蝶阀及炉体各点配风口处蝶 阀或盲板可调整进炉空气压力及流量. 8炉内压力 活化炉必须微正压操作,炉内压力过高,容易 从炉体各部位喷出活化气体,引起炉外燃烧,影响 安全和炉子的寿命;炉压过低,甚至变为负压,就 容易从炉外吸进空气,炉温急剧上升,使炉温无法 控制,且炭的烧失严重,产品道容易堵塞,严重 时,吸进空气中的氧与炉内活化反应的煤气混合, 在高温条件下产生爆炸,所以应严格控制活化炉内 各点的压力.一般保持活化炉压力最低点(3,4 点即下远烟道处)压力为9.8,49Pa. 控制炉压的方法是调节烟道总闸阀.开大烟道 总闸阀,可增大抽力降低炉压,反之可提高炉压. 59 9加热半炉氧含量 活化炉正常生产应严格控制炉内的氧含量,氧 含量偏高,炉温上升,炭的烧失量增大,产品中会 有白点或白条,严重时,还会引起产品道结瘤堵 塞.活化炉正常生产时,冷却半炉只通入少量空气 维持炉温,减缓困活化反应吸热引起的炉温下降, 进炉的空气主要通入加热半炉,以充分燃烧冷却半 炉过来未燃烧的煤气及加热半炉烟气活化产生的煤 气,保持炉温及蓄热室格子砖的温度,因此加热半 炉易出现氧含量过量,控制炉内氧含量主要控制加 热半炉氧含量.一般要求加热半炉氧含量小于 0.6%,通常每班要做一次氧含量分析,一旦发现 某点氧含量偏高,应立即调节该点的蝶阀或盲板, 以减少该点的通风量. 10加热半炉与冷却半炉切换周期 由于活化反应是吸热反应,会引起炉温下降, 为保持炉温,炉压的稳定与均匀,斯列普活化炉分 为加热半炉与冷却半炉交替活化.在冷却半炉,主 要由水蒸气与炭进行活化反应,并通入少量空气减 缓炉温下降;在加热半炉,主要由烟气与炭进行活 化反应,并通人大量空气保持炉温.加热半炉与冷 却半炉切换周期主要根据炉温,炉压而定.周期过 长,加热半炉与冷却半炉温差过大,炉内温度不够 均匀;周期过短,切换频繁,给操作带来麻烦.根 据多年实践经验.活化炉切换周期为30min比较 合适,即每隔半小时切换一次.两半炉的切换是通 过两半炉的空气切换闻,蒸汽切换阀及烟道切换阎 相互转换实现的.切换后,应将3套切换阀重新检 查一次,看看各切换阀的位置是否合适. 斯列普活化炉构造复杂,造价昂贵,建造,维 修开炉,停炉时间长,若操作不当,将会直接影 响炉子的寿命,活性炭的产量和质量以及生产安 全,造成不应有的损失.囤此正确操作斯列普活化 炉显得尤为重要.除了工艺控制应合理外,司炉人 员还应熟练掌握活化炉的安全操作 规程 煤矿测量规程下载煤矿测量规程下载配电网检修规程下载地籍调查规程pdf稳定性研究规程下载 ,开,停炉 安全操作规程及紧急停电,停汽的措施.只有使活 化炉处于良好的运行状态,才能显着提高活化炉的 经济效益. BasedActivatedCarbonwithSerpFurnace ApproachonProductionofCoal—— XIAOHong—sheng,ZHANGWen,hui (BeijingResearchInstituteofCoalChemistry.CCRt.B~)ing100013.China) Abstract:Theproductionprocessparameterofcoal——basedactivatedcarbonwithSerpfurnaceisdis cussed.Anapproachtoreduceproductioncostandraisingthequalityofactivatedcarbonroute alecon ducted. Keywords:Serp;process 洁净煤技术2001年第7卷第1期