煤基（煤质）活性炭的主要生产工艺

煤基活性炭的大规模工业生产始于20世纪40年代的美国，目前煤基活性炭的生产工艺和设备已经比较成熟和完善。我国的煤基活性炭工业起步于20世纪50年代后期，在80年代中期开始较快发展，工艺和设备已经较为成熟。

1.1煤基活性炭的主要生产工艺

目前国内外以无烟煤、烟煤和褐煤为原料生产活性炭的企业基本都采用气体活化法，主要生产工艺可分为原煤破碎活性炭、成型活性炭和粉状活性炭生产工艺3种，其中粉状活性炭工艺很少单独采用，一般作为其他工艺的副产品处理。成型活性炭生产工艺根据产品形态的不同又可以分为几种，比较常见的是柱状活性炭和压块活性炭生产工艺。在不同的生产工艺流程中，一般都包括备煤、成型、炭化、活化、成品处理5个过程（原煤破碎活性炭工艺不含成型过程）。我国zui常见的煤基活性炭生产工艺有原煤破碎活性炭生产工艺、柱状活性炭生工艺和压块活性炭生产工艺。

1．原煤破碎活性炭生产工艺

原煤破碎活性炭生产工艺是煤基活性炭生产中较为简单的一种生产工艺，具有生产成本较低，设备投资较少的优点。该工艺以合格粒度原料煤为原料，直接通过炭化、活化生产得到破碎状、不定型颗粒活性炭，其生产工艺流程见图1-5。

                                       图1-5 原煤破碎活性炭生产工艺流程图

原煤破碎活性炭工艺对原料煤的性质要求较高，较适合具有较高物理强度和反应活性的弱黏煤或不黏煤、无烟煤，其他煤种并不适合。该工艺生产的zui终产品为不规则、颗粒状活性炭，主要用于工业废水处理，也可用于焦糖脱色、味精处理；其副产品-粉状活性炭可用于水处理，也可用于垃圾焚烧净化处理。

该工艺以前主要在我国山西大同地区应用，原因在于大同煤是化学活性较高的弱黏结性烟煤，因而形成了我国煤基活性炭生产zui为集中的区域，不过随着开采煤层的深人和综采技术的推广，合适的原料煤越来越少，现在单纯采用原煤破碎活性炭工艺的生产企业已经越来越少。

1. 柱状活性炭生产工艺

与原煤破碎活性炭生产工艺不同，成型活性炭生产工艺需要先通过成型造粒，将原料煤制成一定的形状再进行生产，柱状活性炭生产工艺即是如此。

该工艺流程为：①将原料煤磨粉到一定细度（一般为95％以上通过180目），加入一定数量的黏结剂和水（采用催化活化法时则同时添加一定数量的催化剂）在一定温度下捏合一定时间；②待加入的黏结剂和水与煤粉充分地浸润、渗透和分散均匀后，通过成型机在一定压力下用一定直径的挤条模具挤压成炭条；③炭条经风干后炭化，炭化好的炭化料经筛分形成合格的炭化料，加入活化炉进行活化；④活化好的活化料经过筛分、包装即为柱状活性炭成品。活化料筛分时的筛下物能够用于生产副产品得以回收，其中颗粒部分可用于生产破碎状颗粒活性炭，粉末部分可以通过磨粉生产粉状活性炭。柱状活性炭成品有时需要按照市场需求进行酸洗、浸渍等处理，其生产工艺流程见图1-6。

                                  图1-6 柱状活性炭生产工艺流程图

柱状活性炭工艺是煤基活性炭生产中较为复杂的一种生产工艺，在国内外规模化工业生产已有几十年的历史，工艺技术比较成熟，应用比较广泛。该工艺在我国的发展始于20世纪50年代后期，当时由太原新华化工厂从前苏联引进斯列普活化炉生产线生产煤基柱状活性炭，经过国内几代活性炭技术人员的努力，该工艺得到了长足的提高和完善，尤其是80年代中期以后，该工艺在国内取得了飞速发展。目前该工艺在国内应用比较普遍，尤其是宁夏地区的煤基活性炭生产厂商基本都采用此工艺。

柱状活性炭工艺对原料适应比较广泛，可生产高、中、低档各类品种的活性炭，产品强度高，质量指标可调范围广，市场适应性好，产品应用范围比较广泛，既可用于气相处理，也可用于液相处理。

3.压块活性炭生产工艺

该工艺流程为：①向原料煤中加入一定数量的添加剂或能化剂（有时加入少量黏结剂），磨成煤粉（一般要求80％以上通过325目）后，利用干法高压成型设备对混合均匀的粉料进行压块；②破碎筛分后，合格粒度的压块料再经炭化、活化过程得到活化料，再经破碎、筛分后得到破碎状颗粒活性炭成品。与柱状活性炭生产工艺相同，压块活性炭成品有时需要按照市场需求进行酸洗、浸渍等处理，活化料的筛下粉末可通过磨粉制成粉状活性炭副产品。压块活性炭生产工艺流程见图1-7。

                                 图1-7 压块活性炭生产工艺流程图

在国外，压块活性炭生产工艺的应用比较普遍，在国内，该工艺zui早应用始于20世纪90年代后期，目前仍处于起步阶段。90年代后期，煤炭科学研究总院北京煤化工分院的活性炭技术人员率先在国内成功开发了这项技术并在山西建成一条工业化生产线，至今已有近20年的成功生产历史。

由于压块活性炭生产工艺采用的是对磨粉后的原料进行干法造粒，一般要求原料煤具有一定的黏结性，因此该工艺只对具有一定黏结性的烟煤或低变质程度的烟煤适用，而高变质程度的无烟煤及没有黏结性的褐煤和泥炭则难以采用此工艺生产煤基颗粒活性炭。

压块活性炭生产工艺可生产高、中、低档各类活性炭，产品的强度较高，产品的质量指标可调范围广。由于该工艺使用的原料为烟煤，生产出的煤基颗粒活性炭产品中孔较为发达，因此该工艺生产出的煤基颗粒活性炭成品非常适合用于饮用水深层净化等液相处理。