煤質活性炭對原煤與配煤的要求以及對煤焦油的確定
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一、煤質活性炭的生產對原料煤及配煤的要求
（一）煤質活性炭的生產對原料煤的要求
1、水分
煤中的水分對活性炭生產有一定影響，水分含量過高不僅對煤炭的破碎、篩分不利，而且增加能量消耗，提高生產成本。褐煤內在水分很高，其次是無煙煤，中等變質程度的煙煤內在水分含量很低。目前我們要求無煙煤水分≤5%。
2、灰分
煤灰分含量高會降低煤的發熱量，影響炭化料及活性炭產品的機械強度，影響活性炭的孔隙結構，降低活性炭的吸附能力，使活性炭產品雜質增加，限制了煤質活性炭的應用領域。但是有些礦物質如CaO、MgO、Fe2O2、K2O及Na2O等可以催化煤中碳與水蒸氣的反應，加快反應速度，提高活化爐的產量。一般要求灰分≤6%，目前我們要求采用的原煤灰分≤3%。
3、揮發分
無煙煤揮發分含量很低。揮發分含量過高，揮發出的物質容易結焦，堵塞產品通道；過低，不能為活化提供足夠的燃料。目前要求揮發份為7-8%。
4、煤的反應性
反應性高的煤在活化和燃燒過程中，反應速度快、效率高。
（二）煤質活性炭的生產對配煤的要求
配煤是改善煤質活性炭產品孔結構，提高活性炭產品吸附性能的一種好方法。
1、單種煤的結焦特性及其在配煤中的作用
肥煤：肥煤屬中等變質程度的煤，揮發分范圍較廣，膠質層厚度大于25mm，受熱時產生大量的膠質體，其流動性大，熱穩定性好。肥煤在約260℃時有機質開始分解。肥煤具有很強的粘結能力，能將煤粉顆粒很好的粘結在一起，形成機械強度較好的炭顆粒，是配煤中的重要成分。但揮發分高的肥煤，結焦性較差，因此，在選擇肥煤作配合煤時，要充分考慮肥煤的粘結能力、揮發分、結焦性等。
弱粘煤：弱粘煤是一種還原程度較弱的低變質程度到中等變質程度的煤。加熱時，產生的膠質體較少，結焦性能較好。精選弱粘煤加粘結劑（煤焦油），在特定的工藝條件下制造柱狀活性炭在國內已成為現實，其被用作催化劑載體。
焦煤：焦煤具有中等揮發分與中等膠質層厚度，加熱時能形成熱穩定性很好的膠質體。結焦性能好，在配煤中焦煤可以起到提高干餾固體物料之機械強度的作用。煉焦工業利用焦煤單獨煉焦時，能得到塊大、裂紋少、機械強度和耐磨強度都高的焦炭。目前尚未有報道利用焦煤制造活性炭。隨著活性炭制造研究工作的深入，焦煤作為配合煤會用于活性炭制造工業。
經過研究發現，在生產工藝基本條件相同條件下，煤質活性炭孔結構類型主要由煤本身性質決定：褐煤生產的活性炭碘值不高，但孔容積較高，這說明褐煤生產的活性炭中孔，大孔較多，這種活性炭的脫色能力較強，在某些液相應用領域，實際應用效果較好；由不黏煤、弱黏煤為原料生產的活性炭中孔較發達，適宜生產液相吸附凈化用活性炭；以無煙煤為原料生產微孔發達的活性炭，適宜生產優良的氣相吸附用活性炭。
2、配煤原理
活性炭制造主要是依據揮發份-粘結性指標的配煤基本概念進行配煤，一般要求配合煤的揮發份在25%-30%這個范圍內，特征指數為3-5，根據活性炭特性要求改變單種煤在配合煤中的配合比例。
總之，配煤是改善活性炭產品孔結構，提高活性炭產品吸附性能的一種好方法。但如何配煤，應因地制宜，應根據活性炭產品孔結構及吸附性能的要求，確定配煤的煤種和配煤的比例，切不可盲目照搬，否則不會達到提高活性炭性能，降低生產成本的目的。
需要指出的是配煤技術難以大幅度提高活性炭的吸附性能，只能在一定范圍內改善活性炭的吸附性能，降低生產成本。如果生產高吸附性能的活性炭產品，應采用催化活化，煤巖分析等先進的新技術。
經過研究發現，在生產工藝基本條件雷同條件下，煤質活性炭孔結構類型重要由煤自己性子決定：褐煤生產的活性炭碘值不高，但孔容積較高，這說明褐煤生產的活性炭中孔，大孔較多，這種活性炭的脫色能力較強，在某些液響應用領域，現實應用結果較好；由不黏煤、弱黏煤為質料生產的活性炭中孔較發達，適宜生產液相吸附凈化用活性炭；以無煙煤為質料生產微孔發達的活性炭，適宜生產精良的氣相吸附用活性炭。
混合配比的確定在煤質柱狀炭生產中是指煤粉、煤焦油及水三者之間比例關系的確定。實際操作中固定煤粉的加入量，視成型壓力的高低來改變煤焦油和水的加入比例。
（1）煤焦油加入量的確定
煤焦油影響炭的活化速度，煤焦油中瀝青的含量對活性炭孔隙結構及吸附性能也有一定影響。煤焦油不同，瀝青焦產率不同。用瀝青焦產率高的煤焦油作粘合劑，制得的炭化半成品顆粒孔隙度小，活化劑與炭顆粒接觸面小，活化速度慢，小孔不易擴展。但瀝青焦產率太低，也會影響產品的物理化學性能。煤焦油中瀝青含量太低，混合煤膏可塑性差，成型阻力大，炭條物性差，容易折斷，在炭化過程中短時間內大量揮發分排出易導致炭粒開裂變碎，顆粒強度低，炭化得率低；瀝青含量太高，成型時由于發熱，物料粘性加大，成型阻力增加，炭條變硬，表面不光滑，容易損壞模具，炭化料水容量低，活化速度慢。出現這兩種情況必 須對煤焦油中瀝青含量加以調節。對于瀝青含量比工藝要求低的煤焦油，應加入適量的煤瀝青。煤焦油中瀝青含量高于工藝要求，則需加人稀釋劑如炭黑油、回收油等，但如果用重油、綠油作稀釋劑時，由于它們與煤焦油性質不同，易分層，因此混合時要勤加攪拌，配制溫度應保持在60～90℃之間。
煤焦油的加入量與煤粉細度有關，煤粉顆粒相對粗些，煤粉比表面小，煤焦油不易滲透到顆粒內部。為了保證混合料的塑性，這時應減少煤焦油的加入量；反之應適當增加煤焦油的加人量。但應指出，不要認為既然煤粉粗些，可以降低煤焦油的用量，降低生產成本，煤粉就可以任意粗，可是這樣將會導致活性炭機械強度下降、吸附性能差的嚴重后果。
煤焦油的加入量應視原料煤揮發分產率高低略有變化。揮發分產率高的煤，煤焦油加入量應少些；反之應適當增加一些。
總之，煤焦油的加入量要適中?；旌狭现忻航褂吞倨淇伤苄圆?，成型困難，炭條易斷，表面粗糙；煤焦油過多，炭條易變形，炭化時容易出現結塊現象。煤焦油加入量受成型壓力的制約，加量少則成型壓力大；反之，則成型壓力小。煤焦油加入量同時受其粘度的制約，加入量不變，粘度大則成型壓力大。確定煤焦油的配比要根據其質量指標、煤粉性能、原料煤的性質、壓制炭條直徑的大小而定，而重要的是視活性炭產品的物理化學性能而定。一般煤焦油加入量為22％～32％。