寧夏銀川能源學院 張麗婷 馬婕

關于機械耙動式活化爐生產活性炭工藝與設備分析

寧夏銀川能源學院 張麗婷 馬婕

活性炭具備良好的催化性能、吸附性能和強大的穩(wěn)定性，在凈化環(huán)境、催化工業(yè)以及危險化學品防護等諸多領域都有著廣泛的應用。本文基于可持續(xù)發(fā)展理念，堅持資源節(jié)約和環(huán)境保護的原則，從全新的視角去探討活性炭生產工藝，對機械耙動式活化爐生產活性炭的工藝流程進行具體分析。

機械耙動式；活化爐；活性炭；工藝；設備分析

傳統(tǒng)的活性炭生產方式主要有兩種：一種是氯化鋅活化法，另一種是氣體活化法。這兩大方法是使用時間最久、范圍最廣的工藝，為我國活性炭生產加工事業(yè)做出了突出貢獻。但是隨著經(jīng)濟發(fā)展、科技進步，資源節(jié)約和環(huán)境友好型社會發(fā)展觀成為主流的共有意識，企業(yè)和社會群眾對活性炭的標準和要求在不斷地提高。氯化鋅活化法是化學品生產工藝，本身就有嚴重的污染，已逐漸不適應生產發(fā)展的需求；氣體活化法根據(jù)活化氣體種類的差異，有著多種多樣的活化爐型，但不管哪種都無法解決外部供能的問題，這無疑增加了活性炭生產成本和資源消耗。采用新工藝、新設備，高效生產活性炭，并能達到無污染、低能耗的要求，成為這一工業(yè)的新趨勢，以下是具體分析。

1 機械耙動式活化爐的設計和工作原理

考慮到傳統(tǒng)的活性炭生產成本高，工藝程序復雜，且經(jīng)常被人詬病能源資源消耗多、生產過程污染重，機械耙動式活化爐便應運而生，這個設備的優(yōu)勢和特點在于機械化程度高、操作便利，熱量以及相關能源資源可回收利用，可實現(xiàn)自我供能，節(jié)約大量資源和成本，生產過程中幾乎無污染。具體的工作原理是首先將低溫水蒸氣導入活化爐內，水蒸氣的溫度要控制在125℃至135℃之間；其次添加木炭原料進行活化反應，將活化反應產生的熱能持續(xù)供應給鍋爐，達到吸熱和散熱的能量平衡，并在酸水洗滌、干燥等全過程中保持自身熱能提供；最后是自動地對活性炭的質量進行檢測。整個生產過程中，最難把握的技術還是熱量自供和平衡問題，需要有精密的設備和成熟的技術支持。

2 機械耙動式活化爐設備概述

機械耙動式活化爐設備主要構件包括：提升機、料斗、活化反應爐、余熱鍋爐、振動磨、吸濾器、酸水洗池、煙囪、烘干爐、混合罐、計量器、水蒸氣導入設備以及通風管道。筆者將選擇幾個核心的設備構件詮釋機械耙動式活化爐的功用。

2.1 余熱鍋爐和水蒸氣導入設備

機械耙動式活化爐最典型的特征便是利用燃燒木炭原料剩余的熱能供給整個生產所需的能量，實現(xiàn)資源回收再利用。在初始的活化反應中產生的氣體和能量通過水蒸氣導入設備進入余熱鍋爐后，彌補吸熱過程中消耗的熱量，然后作為重要中轉站，將剩余熱量導入烘干爐進行干燥作業(yè)。

2.2 自動化振動磨

自動化振動磨的主要功能是粉磨冷卻后的桶裝活化料，此設備在粉磨的過程中，將徹底告別傳統(tǒng)的間歇式粉碎工藝，完全實現(xiàn)高度自動化、精密化，也能夠為后面活性炭的提純作業(yè)打下堅實有力的基礎。

2.3 計量器

計量器往往容易被忽視，在機械耙動式活化爐設備中，計量器將發(fā)揮巨大作用，它逐漸向多功能方向發(fā)展，一是能夠精確計算爐內溫度值、壓力值；二是能夠為機械生產加工設定時間；三是能夠設定警報裝置，當生產過程中出現(xiàn)問題時，可以作為終端控制系統(tǒng)強行中斷作業(yè)。

2.4 洞道式和廂式相結合的烘干爐

這種類型的烘干爐首先有效避免了活化炭成品干燥不到位的情況，同時節(jié)省了大量的時間；其次能夠進一步地提純，提高活性炭成品的質量。

3 機械耙動式活化爐生產活性炭主要工藝分析

3.1 機械化、自動化工藝

機械耙動式活化爐設備的整體結構是非常合理、科學的，首先在生產過程中充分發(fā)揮機械耙的作用，以其為主干帶動整個作業(yè)的進行；其次該設備的每個組成部分都有機地結合在一起，各司其職，實現(xiàn)最優(yōu)配置，達到了“1+1＞2”的效果；最后是電子信息技術和遠程終端控制系統(tǒng)的應用，在自動化、智能化上為活化爐提供支持和服務。

3.2 熱量自供、平衡工藝

能量平衡講的就是木炭原料活化過程中吸熱消耗的能量和后續(xù)作業(yè)需要彌補提供的能量之間的平衡。首先，我們選取的原料是絕干木炭，它是高熱值燃料，其在活化過程中雖然將燃燒損失70%左右，但能夠提供大量熱能；其次，在活化反應過程中產生的大量氣體也蘊含豐富的熱能，此時需要活化爐內部設備將其有效儲存下來，并導入后續(xù)需要大量能量的設備之中；最后是充分發(fā)揮低溫水蒸氣的功能，通過它來迅速加熱大量炭層直至達到合適的活化反應所需溫度，而且還能保證床層溫度的穩(wěn)定。機械耙動式活化爐能夠完全實現(xiàn)吸熱與散熱過程的同步和可持續(xù)性，保證了活性炭生產過程中各階段所需能量的充足供應，節(jié)約了大量的資源成本，減少了污染，節(jié)約了時間。

4 結語

活性炭自身優(yōu)勢明顯，注定在未來的無論是軍工生產、民生建設、環(huán)境保護，還是食品加工、藥用品提純等領域都能發(fā)揮更為顯著的作用。機械耙動式活化爐工藝的不斷研發(fā)和應用能夠在極低的能源消耗、極少的環(huán)境污染、極簡的操作程序等基礎上高效生產活性炭，能夠在最大程度上解決目前我國相關工業(yè)生產的難題。筆者非常期待而且充分相信我國活性炭生產加工工業(yè)會迎來全新的繁榮發(fā)展期。

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張麗婷，1985年10月出生，寧夏人，本科，助教，研究方向：機械控制工程。