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活性炭的制备和活性炭回转活化炉及所用耐火砖的介绍

   活性炭是应用较早、用途较广的一种优良吸附剂,它是由各种含碳物质如煤、树脂、木屑、果壳、果核、竹片、椰壳片、棕榈壳等炭化后,再用水蒸气或化学药品进行活化处理而制成。

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  活性炭的制备方法主要可以分为:碳化法、活化法、碳沉积法、热收缩等方法。碳化法是将碳质原料置于惰性气氛中,以适当的热解条件得到碳化产品的方法。其基本原理是基于加热过程中各基团、桥键、自由基和芳环等复杂的分解聚合反应,表现为碳化产物的孔隙发展、孔径的扩大和收缩。在碳化过程中,碳质原料中的热不稳定组分以挥发分形式脱出,从而在半焦上留下孔隙。碳化法适用于高挥发分原料,是所有其他方法的基础。影响碳化过程的主要因素是升温速率、碳化温度与恒温时间。采用的升温速率一般在5~15°C/min,碳化温度多在500~1100°C,恒温时间为0.5~2h。

  活化法是将碳质原料置于活性介质中加热平缓处理,以发展其孔径的方法。其原理是基于碳质原料部分碳的烧失,使封闭的孔得以打开,从而使其孔隙结构得到发展,孔径大小达到所需要的范围。常用的活化剂有空气、CO2、水蒸气、H3PO4KOH、NaOH等。工业实践中多采用简便易得的水蒸气进行活化。活化法适用于气孔率较小且挥发分较低,或气孔率较高但孔径较小的碳质原料。

碳沉积是指在高温下通过烃类或高分子化合物的裂解,在多孔材料的孔道内积碳,以达到堵孔、调孔的作用。其工艺复杂、操作条件严格、实际生产成本较高。碳沉积常分为气相(CVD)与液相沉积(LVD)。对于气相沉积过程,气体在反应炉中的浓度较均一,能有效地控制孔径,但不足之外是需外加沉积气源发生装置,还需调节流量,不利于操作;液相沉积对工艺要求较低,操作较容易。

热收缩法,即热缩聚法,是指碳质材料料经碳化、活化后,在1000~1200°C的高温条件进一步热处理的过程,从而达到缩小孔径的目的。

活化制取活性炭的一个关键设备是回转炉。回转炉为卧式,筒体为钢板制成,内衬耐火砖。在筒体中部外面装有大齿轮,借以推动筒体转动。两端各有一对托轮,支承筒体重量。炉头和炉尾均有密封装置。安装的倾斜度为2—5度。

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活性炭回转活化炉按供热方式可分为内热式和外热式两种。

  内热式回转活化炉的炉腔多数由耐火砖和保温材料构筑而成,其活化所需的热量由进入炉腔里的空气与炉腔内高温炭化料活化反应生成的活化尾气接触发生氧化反应提供,其缺陷是:1、炉腔内的部分炭化料不可避免地与进入炉腔内的空气发生氧化反应,从而减少了活性炭的得炭率;2、炉腔内由于局部剧烈燃烧而使炉温过高,不但造成炭化料活化不均匀,影响活性炭的质量,而且造成炭化料和杂质结渣而堵塞活化道,影响回转活化炉正常运行;3、在高温状态下,容易造成炉腔内耐火砖松动脱落,严重时需停机维修,影响生产,从而降低了活性炭的产量。

  目前,多数外热式回转活化炉的回转炉筒为圆筒形,其材料为耐高温的特种钢。它们利用燃气烧嘴燃烧活化尾气产生的火焰直接加热回转炉筒外圆周壁,从而间接加热回转炉筒内的炭化料,让该炭化料与高温水蒸汽发生活化反应而生成活性炭。与内热式回转活化炉相比,外热式回转活化炉的炭化料不与空气接触,从而减少了炭化料的损耗,提高了活性炭的得炭率,其次是大幅度地降低了维修量,确保回转活化炉的正常运行,进而提高了活性炭的产量。

所以活性炭回转活化炉的内衬也极为重要,炉腔内由于局部剧烈燃烧而使炉温过高,内部镶嵌保温材料及高温耐火砖,能更好的稳定炉体内的温度,以及延长炉子的使用寿命,节省生产成本以下为活性炭回转活化炉用耐火砖的优点:

1. 保护回转炉的筒体,使筒体不受高温热气流和物料熔渣的侵蚀和磨损。

2. 减少回转炉筒体散热的缺失,也可以隔热保温。回转窑工作是的筒体温度会比周围温度要高,会向四周散热,损失15%-16%的热量。

3. 充当传热介质,吸收一部分热量传给物料进行热交换。

我公司生产的耐火砖和耐火浇注料种类齐全,主要用于砌筑高炉、热风炉、电炉炉顶、鼓风炉、反射炉、回转窑内衬。同时具备耐高温,良好的热震稳定性,较强的抗侵蚀性,良好的耐磨性和高强耐压性等。


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