高灰分活性炭脱灰方法

灰分对煤基活性炭的出产及其产品功用、价格具有必定的影响，下降活性炭灰分是迫切需求处理的问题。阐述了现在常用的脱灰处理工艺，包含高温氯化法脱灰、加压酸碱洗法脱灰、前期脱灰、中期脱灰、后期脱灰、深度脱灰，其间深度脱灰是在高温复原气氛下，通过脱灰介质和催化剂的效果，使活性炭中的矿产质与脱灰介质发生反应，生成气态物排出炉外，脱灰率可达80%以上。

前进活性炭的质量，须从多方面下手，既要保证出产煤质活性炭的优质材料，加强对原煤的降灰处理，一同还要概括考虑用户要求、设备出资及现有工艺的改善难度等要素，挑选较佳脱灰工艺。

0 引言

因为材料煤煤种的不同，使煤基活性炭灰分不同，灰分的主要成分包含SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O等。灰分对活性炭的出产及产品功用均有必定的影响，在活性炭出产进程中，灰分中大部分无机质对活化进程中的造孔发生倒霉影响；在气相吸附时，灰分是惰性物质，液相吸附时，灰分也会对活性炭产品发生不同程度的影响。

此外，灰分对活性炭的价格也会有必定的影响，因此，下降活性炭灰分是许多活性炭出产厂家追求的政策。

近年来，国内外开宣布一些新的物理或物理化学选煤办法，这些办法通过材料煤细磨工艺，使分选后材料煤的灰分降至3%以下，乃至可得到灰分为1%~2%的精选煤。但其出产本钱高，工艺凌乱，实践出产中很难被选用。

酸洗脱灰工艺是在活性炭活化后，将其用必定浓度的盐酸溶液清洗，然后碱液中和，将pH值调到需求的规模，再进行枯燥脱水。该工艺一般能脱除3%~9%的灰分，但工艺进程中有污染，脱灰效果不抱负。

深度脱灰新工艺是将高灰分活性炭放置于密封的反应炉内，在高温复原气氛下，通过脱灰介质和催化剂的效果，使活性炭中的矿产质与脱灰介质发生反应，生成气态物排出炉外。

1 深度脱灰工艺

将95%保利煤和5%北山煤混合制粉，进行压块、氧炭化、活化试验，炭化温度550℃，炭化时间150min，活化温度920℃，以水蒸气为活化剂（110滴/min）。活化试验结束后，检测目标，然后将活化料脱灰，温度1100℃，时间45min。

试验运用的添加剂以无机碱性化合物A为主，B为碱性助添剂。添加剂的降灰效果机理是转化矿产质的晶体形状，使性质稳定的矿产质转变成易发生反应的物质，然后抵达满意的脱灰效果。

在添加A、A+B时，活化速率及活性炭的吸附性有所前进，脱灰率也显着前进。这标明添加剂不只起到催化效果，还具有脱灰剂的效果。从脱灰效果和活性炭吸附功用概括考虑，复合添加剂A+B比单一添加剂A的效果好。

脱灰后的碘吸附值下降，这可能是因为在脱灰进程中较高的温度可能对活性炭的孔隙结构构成影响，脱灰进程中，矿产质与脱灰介质的生成物没有完全蒸发，残留部分阻塞了活性炭的孔隙，导致碘吸附值下降。

 2 其他脱灰办法

1) 高温氯化法脱灰

Si和Al的氧化物在复原剂炭及较高温度（600~1400℃）条件下，与氯气反应，生成蒸发性氯化物。随反应温度升高至800、1000、1200℃，试样灰分由7.8%分别递减至6.3%、1.8%和1.4%。经高温氯化法除掉灰的活性炭，比表面积由5.4m2/g增至24m2/g。

2) 加压酸碱洗法脱灰

活性炭脱灰选用加压2步脱灰法：活性炭→加压碱洗→热水洗→加压酸洗→热水洗→烘干→制品。煤质活性炭中不溶于酸和难溶物在加压、加热及催化剂的效果下，以钠碱为主的中等浓度碱液进行洗刷后，选用稀盐酸进行酸洗。其较佳工艺参数为：混合碱液投料量为灰分的1.7倍，混碱洗工艺反应压力0.8MPa，时间10h；盐酸投料量为灰分的1.25倍，酸洗温度120~130℃，时间3h，在较佳工艺条件下，灰分脱除率抵达94.8%。

3) 前期脱灰

前期脱灰是指在活性炭出产前对原煤进行脱灰处理，将灰分高的原煤处理到符合要求的超纯煤，直接出产出低灰炭。若活性炭的灰分低于6%，材料煤的灰分需为1.6%~2.2%。选用传统的重选和浮选法对原煤进行脱灰，脱灰后精煤的灰分较高（7%~14%），无法满足出产低灰优质活性炭的要求，要求原煤须进行深度的脱灰处理。前期处理工艺的缺点是处理量大、脱灰剂耗量高。对原煤中含有催化活性的无机矿产质成分如钠、钾等的脱除，下降活性炭的活化速度。

4) 中期脱灰

中期脱灰是指对半制品炭化料进行脱灰处理，再活化成活性炭产品。波澜活性炭厂家研讨了煤与KOH共炭化处理后，用酸洗深度脱灰的办法，研讨标明，将碱与煤共同在600℃炭化后进行酸洗，可在平缓的条件下大幅前进酸洗脱灰率；煤与KOH共炭化后再酸洗，不只对煤中的黏土、黄铁矿等无机矿产质有很好的效果，特别适于脱除一般情况下难以除掉的石英矿产。研讨发现，选用中期处理法可下降炭化料中50%~60%的灰，且不会显着影响活性炭产品的孔径结构和比表面积。但因为蒸气活化进程中，炭的含灰量添加1.0~1.5倍，假设出产灰分＜8%的活性炭产品，中期处理须将炭化料灰分降至4%以下，处理难度较大。

5) 后期脱灰

后期脱灰是用化学溶剂对制品炭进行脱灰处理，即对制品炭深加工，是现在活性炭工业出产中广泛选用的工艺。

3 结论

1) 在恰当的工艺参数下，深度脱灰工艺的脱灰效果显着，脱灰率可达80%以上。在添加A、A+B时，脱灰率、活化速率、活性炭的吸附功用均有所前进，标明添加剂既具有催化效果又有脱灰剂的效果。从脱灰效果和活性炭吸附性概括考虑，复合添加剂A+B比单一添加剂A的效果好。脱灰时间及温度对活性炭的灰分和碘吸附值均有必定的影响。脱灰后活性炭的碘吸附值有所下降，这可能是因为脱灰进程中较高的温度对活性炭的孔隙结构构成影响。

2) 前期脱灰，可将灰分较高的原煤处理成为符合低灰活性炭出产要求的低灰煤，而直接出产出低灰活性炭产品。中期脱灰对选用硅含量较高的原煤制备活性炭有较强的脱灰才能，但是实践使用较少，工艺还不老练。后期脱灰工艺比较老练，是现在活性炭工业出产中广泛选用的工艺。恰当的酸处理工艺，可使活性炭灰分下降25%~40%，但通常会下降活性炭的比表面积，并改动活性炭的孔径散布和孔隙率。

3) 前进活性炭质量，须从各方面下手，既要保证出产煤质活性炭的优质材料，加强对原煤的降灰处理，一同还要概括考虑用户要求、设备出资及现有工艺的改善难度等要素，挑选较佳的脱灰工艺。