鹽城粉狀活性炭氯化鋅連續法粉狀活性炭的制作過程

鹽城粉狀活性炭氯化鋅連續法生產粉狀活性炭的制作過程粉狀活性炭是以果殼和木屑為原料精制而成，外觀為黑色細微粉末狀，無毒、無味,具有比表面積大，吸附能力強、適用于制糖、制藥、飲料、酒類等水質的凈化行業，對有機物溶劑的脫色、精制、提純和污水處理方面也廣泛使用。
一、化學法粉狀活性炭
外觀：為黑色粉末，無臭，無味，在一般溶媒中均不溶解。 　　
性能：以優質木屑和果殼為原料，氯化鋅、磷酸為活化劑，經碳化、活化精制而成，成品吸附能力優異，雜質含量低。 　
用途：適用于葡萄糖蔗糖、麥芽糖等糖類的脫色相精制，以及檸檬酸、胱胺酸、油脂、化工產品中大分子色素的去除、提純和精制。 　　
二、物理法粉狀活性炭
性質：以優質果殼和木屑為原料，經蒸汽活化后，精制處理，粉碎而成，外觀為黑色細微粉末狀，無毒、無味,具有比表面積大，吸附能力強。
用途：本品適用于醫藥、食品添加劑、味精、化工、飲料等產品的脫色、除雜、精致，適用于水的凈化處理。 　　氯化鋅連續法生產粉狀活性炭的制作過程

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1. 屑的篩選和干燥
木屑由斗式提升機送到振動篩篩選，選取6—40目木屑，由鼓風機輸送到旋風分離器，分離后的木屑落如貯倉中。然后進行氣流干燥，木屑由貯倉下面圓盤加料器定量連續地落入螺旋進料器，加入熱風管，由熱風爐來的熱空氣高速氣流帶走及干燥，木屑含水率由原來的40%左右下降到15%—20%，干木屑在旋風分離器分離后落入干木屑貯倉。

2. 化鋅溶液的配制
氯化鋅溶液的配制是根據生產的要求，配制規定濃度的氯化鋅溶液。配制時，將回收工序回收的濃度40美度的鋅液，用泵泵入配鋅池中，再加入固定氯化鋅和鹽酸，配制成規定濃度和酸堿度的氯化鋅溶液，或直接用水配制亦可，然后用泵泵入濃鋅池備用。

3.捏和
用泵將濃鋅池的氯化鋅液泵入濃鋅液高位槽，由于木屑貯倉下部落下的木屑用斗式提升機提升至計量槽，一定量的木屑放入捏和機，同來自高位槽的定量濃鋅液拌和后，倒入回轉爐的料斗中。

4. 、活化
由料斗下部的圓盤加料器和螺旋進料器將木屑加入回轉爐，從爐的另一端通入熱煙道氣，將木屑炭化和活化，活化料落入出料室，定期取出，用小車推到回收工序的斗式提升機加料處。

5. 回收、漂洗
開動斗式提升機，將活化料加入回收桶回收氯化鋅。先用25—30波美度的氯化鋅溶液洗滌，得到的濃鋅液送往配制氯化鋅溶液，再用較稀的鋅液洗滌，洗滌時加入適量鹽酸，并將溶液加熱到70攝氏度以上，使氧化鋅轉變為氯化鋅。最后要求洗滌液的濃度降至1波美度以下?；厥者^的炭用水沖入漂洗桶中，用90攝氏度以上的熱水漂洗，第二次漂洗時加入適量鹽酸，并加熱至沸騰，以除去炭中的鐵質，直至洗液不含鐵為止。

6. 離心脫水、干燥和粉磨
活性炭在離心機中脫水，然后在外熱式回轉干燥器中干燥至含水率4—6%，再送往球磨機磨粉即為成品。
另外附設專門的廢氣、廢水處理系統，以回收煙氣中的氯化鋅和鹽酸，消除公害。
氯化鋅活化對原料的要求
氯化鋅法生產粉狀活性炭的原料主要是木屑，生產糖用炭時，最好使用杉木屑和松木屑，純杉木屑更好。新鮮的松木屑含松脂較多，不利于氯化鋅溶液的滲入，如果存放一段時間，使揮發成分自行揮發和氧化后再使用則較為有益。但存放時間不宜過長，以免木屑腐爛變質。當生產其它活性炭品種時，可使用多種樹種的混合木屑。對木屑要求為：粒度6—40目，不含板皮、木塊、泥沙和鐵屑等，含水率為15%—20%。

為了使工藝操作穩定，木屑需用振動篩進行篩選，選取符合要求的木屑顆粒，并除去雜質，以免影響產品質量。
篩選好的木屑含水率約40%。一般采用氣流干燥器進行干燥。它由熱風爐、風機和干燥管組成。干燥管由鋼板制成，直徑300毫米，高20米左右。木屑送入干燥管，由熱風爐送來的120—150攝氏度的熱空氣帶動木屑，以8米/秒的速度通過干燥管，干燥后的木屑含水率降到15%—20%，經旋風分離器回收。

木屑的干燥，有的工廠采用回轉爐。木屑間接被煙道氣加熱而干燥。生產時，木屑由加料口一端進入筒體內，隨著筒體的轉動及一定的坡度慢慢向前移動，烘干的木屑連續由出料口卸出。由燃燒室燒煤產生的煙氣先在筒體外面流過，加熱筒體，然后進入筒體內部的煙管，以便充分進行熱交換，最后排入煙囪。操作時，應根據爐溫情況，控制好加料量。同時爐溫不能太高，以防木屑燃燒。

氯化鋅溶液的配制
氯化鋅溶液的濃度因生產活性炭的品種而異，氯化鋅溶液的配制是指配制成規定濃度的氯化鋅溶液，它是保證鋅屑比的一個重要因素。應選用潔白、易吸水潮解、含量96%以上的工業氯化鋅。

因活性炭用途不同，使用氯化鋅制炭時，要求也不同，簡述如下：
糖用活性炭的配方要求是：
氯化鋅溶液在60攝氏度時，濃度為50—57波美度，溶液的pH值為3.0—3.5。
藥用活性炭的配方要求是：
氯化鋅溶液在60攝氏度時，濃度為45—47波美度，溶液的pH值為1.0—1.5。
配制時，在配鋅池中，將固體氯化鋅溶于回收工序回收的氯化鋅溶液中。若回收的鋅液不夠用時，也可用水進行配制，當達到要求的波美度時，再用鹽酸調整溶液的pH值。
波美濃度是氯化鋅法生產廠中廣泛使用的表示溶液濃度的一種方式。用波美比重計浸入溶液中所測得的度數表示濃度。

氯化鋅溶液的波美濃度與溫度有一定的關系，當百分濃度一定時，隨著溫度的升高，波美濃度降低。所以對于氯化鋅溶液的波美濃度，必須注明溶液的溫度。例如，要配制60攝氏度下的45—46波美濃度的氯化鋅溶液，若在30攝氏度下，就應配成46—47波美濃度。
氯化鋅溶液的波美濃度（0Be?FONTFONT-SIZE: 14pt;">宋體" LANG="ZH-CN">）與溫度（攝氏度）的關系、氯化鋅溶液的波美濃度與相對密度和百分濃度的關系，可從有關圖表中查得。
捏和工序的目的和工藝條件
捏和工序的目的，是為了將木屑與氯化鋅溶液，借助捏和機中一對之字形攪拌槳不停攪拌，反復揉壓，使它們混合均勻，加速氯化鋅溶液向木屑內部滲透。
捏和在捏和機中進行。捏和機用耐酸鋼制成，為臥式半圓形槽，槽內有一對之字形的攪拌器，容積一般采用0.5立方米，間歇操作。捏和機設有一個傳動機構，按下這一機構的按紐，能使捏和機半圓形槽轉動一個角度，以便把鋅屑料傾倒入回轉爐的料斗中。

為了操作方便，捏和工序還設立木屑計量裝置和氯化鋅溶液高位槽和計量裝置。木屑計量裝置由運送木屑的斗式提升機、磅秤和料斗組成，它能準確控制每次捏和木屑的重量。氯化鋅溶液高位槽下部有一條管子連到捏和機上部，以便把定量氯化鋅溶液均勻噴射到捏和機中，與木屑進行混合。
捏和時，工藝木屑的重量與氯化鋅溶液的重量之比，稱為料液比，有時又稱浸漬比。

捏和的工藝條件為：

1. 生產工業用活性炭
木屑含水率（%） 15—20
60攝氏度時氯化鋅液濃度（波美度） 45—47
氯化鋅液pH值 1—1.5
料液比 1：3
捏和時間（分鐘） 10—15

2. 生產糖用活性炭
木屑含水率（%） 15—20
60攝氏度時氯化鋅液濃度（波美度） 50—57
氯化鋅液pH值 3—3.5
料液比 1：4—5
捏和時間（分鐘） 10—15
回轉爐怎樣操作？其炭化、活化的工藝條件怎樣？
回轉爐是鋅屑料炭化、活化制取活性炭的一個關鍵設備。回轉爐為臥式，內徑1米，長13米。筒體為鋼板制成，內襯耐火磚。在筒體中部外面裝有大齒輪，借以推動筒體轉動。兩端各有一對托輪，支承筒體重量。爐頭和爐尾均有密封裝置。安裝的傾斜度為2—5度。

回轉爐為連續操作，鋅屑料由圓盤加料器和螺旋送料器送入爐尾。物料借助筒體轉動和傾斜度緩慢地向爐頭移動。在爐頭設有燃燒室，燃燒原油或煤氣，產生的高溫煙氣直接進入爐中，由爐頭向爐尾流動，與物料逆流直接接觸。在炭化過程中，形成帶粘性的塑性物料，粘附在爐壁上，結塊成痂，堵塞爐膛。為了防止堵塞，在爐內裝有鏈條串連好的星形刮刀，讓它隨著筒體的轉動，不停地撞擊爐壁，將粘在爐壁上的結塊物料刮下。
活化好的物料稱活化料，從爐頭落入出料室，并定期取出，送往回收工序。廢煙氣從爐尾經煙道進入廢氣回收系統。
開爐時，先啟動轉爐，再點火升溫，待爐尾溫度升至300攝氏度左右，開始加料。如果需要停爐，先停止進料，繼續保持一定的爐溫，待爐內物料全部排出后，方熄火停爐。熱爐未完全冷卻之前，每隔數分鐘至20分鐘轉動筒體一次，防止筒體變形。

回轉爐炭化、活化的工藝條件如下：
活化區物料溫度（攝氏度） 500—600
炭化、活化時間（分鐘）約40
爐內充填系數（%） 15—20
筒體轉速（轉/分鐘） 1—3
爐內壓力略帶負壓
爐頭煙氣溫度（攝氏度） 700—800
爐尾煙氣溫度（攝氏度） 200—300
出料間隔時間（分鐘） 20
氯化鋅法生產活性炭回收工序的目的
在活化料中含有70%—90%的氯化鋅和含鋅化合物?；厥盏哪康木褪菍⑦@部分氯化鋅和含鋅化合物收回，降低活性炭生產時氯化鋅的消耗，以降低產品的成本。
氯化鋅的回收操作屬于浸提方法，即用不同濃度的氯化鋅溶液（簡稱鋅水）和少量工業鹽酸加入活化料中溶解氯化鋅和氧化鋅，再過濾分離。
回收是在回收桶中進行。回收桶是由鋼板制成，為圓筒體。桶的殼體內外均用輝綠巖膠泥涂刷。在桶的內側襯上輝綠巖板。桶的下部有用鋼筋和輝綠巖粉澆鑄的過濾板。
操作時，將活化料加入回收桶中，先用濃度較高的回收鋅水加入活化料中，并加入約為活化料重量5%的鹽酸，使活化時生成的氧化鋅轉變為氯化鋅。

在反應過程中，要充分攪拌。反應完成后靜置數分鐘，開啟真空抽氣閥，將回收桶內的氯化鋅溶液抽入真空桶，然后再放入耐酸缸。一般第一次回收的氯化鋅溶液濃度可達40波美度以上，可送往配制氯化鋅溶液。經第一次回收后，依次將低濃度的鋅水用泵打入回收桶中，使鋅水蓋過炭面，這樣進行多次回收，得到濃度高低不同的回收鋅水，分別放置于耐酸缸中，供下次回收用。直至上次留下的各種濃度的鋅水用完后，再用熱水洗滌，洗滌液也收入耐酸缸內。直至炭中的氯化鋅含量低于1%為止。漂洗的目的是什么？怎樣漂洗？
漂洗的目的是除去來自原料和加工過程中的各種雜質，使活性炭的氯化物、總鐵化物、灰分等含量和酸堿度都達到規定的指標。漂洗分兩個步驟進行，首先是加入鹽酸除去鐵類化
合物，因此稱為酸洗，又稱酸處理或叫“煮鐵”；其次是加堿中和酸，除去氯根，并用熱水反復洗滌，故叫水洗。
漂洗的兩個步驟都在同一個漂洗桶中進行。漂洗桶由鋼板制成，圓筒體狀。桶的殼體內外都用環氧樹脂泥粘貼數層玻璃纖維布，內側再襯一層耐酸瓷磚，在桶的底部裝有過濾板。

漂洗時，利用回收桶與漂洗桶的安裝位差，將活性炭用水由回收桶沖入漂洗桶中。放出部分水后，關好底部放水閥門，然后加入活化料量5%左右的鹽酸，通入開口蒸汽，煮沸2小時。這時，混在炭中的雜質與鹽酸發生反應，原來不溶于水的氧化鐵和氧化鈣等雜質，變成氯化鐵和氯化鈣的水溶物，隨水除去。
酸處理后，將桶內酸水放出，用熱水連續漂洗數次，水溫要保持在60攝氏度以上。由于過量鹽酸不容易被水洗凈，故加入適量的純堿中和，并調整桶內水溶液的pH值在7—8。再用開口蒸汽加熱15分鐘左右，將水放出。再用熱水連續洗滌，至炭中氯根含量小于0.16%為止?？偟乃磿r間為4—6小時。

離心脫水、干燥和粉磨？
離心脫水
漂洗好的炭用水從漂洗桶沖入貯炭槽中。采用臥式活塞推料離心機使活性炭的含水率降到60%—65%。操作時，先開動砂泵，將貯炭槽中的漂洗炭和水一起泵入高位炭槽中，然后開動高位炭槽的攪拌機，使炭與水混合。再開動離心機，待離心機運轉平穩后，打開高位槽底部閥門，讓炭水進入離心機進行脫水。炭送往干燥，而甩出的水含有許多細炭，經沉淀回收細炭后再排放廢水。
干燥
干燥的目的是使活性炭的含水率降低到10%以下。干燥的方法很多，較常用的是回轉干燥爐?；剞D體由鋼板制成，圓筒體直徑約1米，長7米，安裝于加熱爐內，用煙道氣間接加熱。濕炭由加料口的一端進入筒體內，由于筒體的傾斜度和轉動使物料向前移動，至出料口連續卸出?；剞D干燥爐內的料溫要求在120—130攝氏度。操作時，要根據爐溫控制加料量，防止干炭出現火星。這種干燥爐因炭粒能在筒體內翻動，干燥速度較快。另外，干燥爐采用間接加熱，避免了炭與干燥介質直接接觸，因而減少了炭被污染的可能性。

粉磨
粉磨的目的是為了增加活性炭的外表面積。常用球磨機粉碎到120目—200目。定型的球磨機是連續進料和出料，一般根據產品的顆粒度來調整進料量。為了避免活性炭在球磨過程中增加鐵含量，一般球磨機內鑲襯一層硬木板，并采用卵石或瓷球粉碎。有些工廠，也采用雷蒙粉碎機進行粉磨。

氯化鋅間歇式生產粉狀活性炭的工藝流程
現以某生產廠為例，其工藝流程如下：
原料木屑經皮帶運輸機送入振動篩經8—16目篩網進行篩選，合格木屑落入加料斗中，再由另一架皮帶運輸機送入回轉干燥機進行干燥，干燥后木屑含水率為10%—15%。干木屑由送料風機輸送到旋風分離器，木屑落入貯料倉中備用。
固體氯化鋅放入地下配鋅池中，用回收來的濃鋅液或水進行溶解，配制成符合要求的氯化鋅溶液，再用泵打入浸料池與木屑相拌。

木屑由貯料倉放入浸料池中，再泵入配好的氯化鋅液，在浸料池內均勻的攪拌、浸漬。浸漬好的鋅屑料由皮帶運輸機送到炭化爐前，鏟入炭化爐進行炭化。鋅屑料炭化后稱為炭化料由小車推往活化爐進行活化，活化后的物料稱為活化料。
活化料裝入加料斗稱重后，由卷揚機提升倒入回收桶，加入熱水和鹽酸進行回收。首次回收液濃度較高，放入濃鋅水池，由地下溝道流到配氯化鋅溶液工序的地下鋅水池，以作配料用。以后幾次回收的低濃度氯化鋅液，分別放入不同濃度的鋅水缸中，作下次回收之用。把回收好的炭用水沖入浸泡桶，加熱水并通入蒸汽進行蒸煮，稱為“煮鐵”，除去鐵鹽，煮后放出廢酸水流入地下溝，把炭沖入漂洗桶，加熱水并通入蒸汽進行洗滌。
漂洗合格的活性炭放入三足式離心機甩干，甩干后的炭集中于加料斗，經皮帶運輸機送到回轉干燥機干燥。
干燥后的炭由卷揚機提升倒入球磨機進行粉磨。最后包裝入庫。
 
浸漬工序的目的是什么？怎樣操作？
氯化鋅法間歇式生產粉狀活性炭，為了減少機械設備投資，木屑與氯化鋅溶液的混合不是采用捏和機進行捏和，而是采用浸料池，用浸漬的方法，將氯化鋅滲入木屑，起到捏和機捏和的作用。
浸漬的操作方法，不同廠家略有差異，但都大同小異。
浸漬一般采用浸漬池，又稱浸料池。它是在地面上，用磚和耐酸水泥砌的池子，池子長3米、寬2米、深1米。池子外表面貼耐酸瓷片，以防腐蝕，池底設置排液管，供浸漬后排出多余的氯化鋅溶液。
浸漬時，將符合要求的木屑投入浸漬池中，然后開動鋅水泵，將已配制好，并經檢驗合格的氯化鋅溶液均勻地澆在木屑上，直至氯化鋅溶液蓋過木屑為止，浸漬8—12小時后，打開浸漬池底的排液口，讓多余的氯化鋅溶液流到鋅水池中，2小時后，便可將鋅屑料運往炭化工序炭化。
有些工廠，采用一定固液比進行拌料，混合均勻后淹漬8—10小時，并需不時地翻拌，以求鋅屑均勻混和。鋅屑混和料加鋅液不必過多，以手捏成塊，不滴水為宜。制作不同用途活性炭，其拌料的工藝條件如下：
糖用活性炭
氯化鋅溶液濃度（波美度） 53—54
配制氯化鋅液的溫度（攝氏度）高于40
氯化鋅溶液的酸堿度（pH值） 3—3.2
木屑與氯化鋅溶液重量比 1：4
浸漬時間（小時） 8以上
藥用活性炭
氯化鋅溶液濃度（波美度） 46—47
配制氯化鋅液的溫度（攝氏度）高于50
氯化鋅溶液的酸堿度（pH值） 1—1.5
木屑與氯化鋅溶液重量比 1：3
浸漬時間（小時） 8以上

鋅屑料的炭化
鋅屑料的炭化在敞開式平底炭化爐中進行。這種炭化爐是間歇操作的。
炭化爐是用鑄鐵板或6.5厘米厚的耐火陶瓷板拼接鋪成平底炭化床，因此稱為平板爐。在炭化床的下面，有均勻分布的耐火磚墻作支撐，鑄鐵板或耐火陶瓷板就架設在這些支撐上面。在平底炭化床的下前方有燃燒室，燃料在這里進行燃燒，燃燒后產生的煙道氣，均勻分布于平底炭化床下面加熱鑄鐵板或耐溫陶瓷板，然后由后面集煙道通往煙囪。在平板炭化床正上方，安裝廢氣罩，在炭化過程中產生的廢氣由此罩通往室外。

炭化時，將鋅屑料放入炭化爐中，要求爐溫在400—600攝氏度，料溫在200—300攝氏度，要保持爐火均勻，定時翻料，防止結塊。當炭化料變得松散，不結塊，烏黑油光時，即可出料，快速將爐內的炭全部扒出。炭化時間為30—60分鐘。
平板爐砌造簡單，但鑄鐵板與氯化鋅接觸，易發生腐蝕，板面產生凹凸不平、翹起甚至燒穿，使用壽命短。同時，鋅屑與鐵板接觸，會使物料鐵含量增加的缺點。為了避免上述缺點，有的廠家則采用耐火陶瓷板代替鑄鐵板。此外，由于炭化爐是敞開式是，有毒氯化鋅氣體會溢出充滿車間，嚴重影響工作環境。
粉末活性炭在給水處理中的應用

　　對于粉狀活性炭經常投加量達15～20mg/L以上的水廠，鑒于經濟、管理及再生等方面考慮，以及為更有效地去除水中徽最有機物的原因，本世紀六十年代下半期以來，國外許多水廠正逐漸以顆粒炭代替粉末炭。1966年在美國薩默塞特建成第一座先后經過砂濾和顆粒冶性炭過濾的水廠，過濾水量為每天19000m。七十年代，美國環境保護署(EPA)為自來水中氯消毒產生的三鹵甲烷問題，普及了粒狀活性炭處理。

　　相較于其它活性炭產品，粉末活性炭應用的主要特點是技術的使用投資少，效果明顯，運行成本低廉，但是如何才能經濟、有效地發揮粉末活性炭除污染的作用，還有很多問題值得去研究，下面重點談談粉狀活性炭在工程應用中應解決的問題。

　　1、應用中精確制備和定量投加粉末活性炭的問題

　　為穩定粉末活性炭吸附除污染的效果，應在一定范圍內盡量保證投加計量的準確，這不僅關系到處理效果，也與制水成本密切相關。根據合適的參數建造的整個粉末活性炭儲存、配制、投加設備或系統必須能很好地防止在各個環節造成的不穩定因素，如在輸送投加過程中的堵塞問題，會造成流量不穩定，從而影響除污染的效果。

　　2、投資、成本控制

　　粉末活性炭技術的應用最為關鍵的問題是投資以及成本的控制，為滿足新的《生活飲用水衛生規范》(主要是CODMn<3 mg/L，特殊情況下不超過5 mg/L)，大多數水司均面臨技術改造的問題。對大多數水司而言，水質污染一般是間斷性或突發性的，常規工藝在大多數時間是能夠滿足新的規范要求的，因此粉末活性炭技術是一項實用性非常強的技術，其投資相對較省，成本較低、投用靈活。

　　3、設備或系統的自動化控制

　　為進一步降低粉末活性炭投加設備的操作強度，如何實現自動化操作、與水廠原有自動化控制系統相配以及如何根據水質變化情況自動追蹤調整，以滿足穩定出水水質的目的，這也是制約該技術應用的關鍵因素。

　　4、應用中粉塵飛揚的污染問題

　　在自來水廠應用中，由于粉末活性炭在諸多環節如裝卸、拆包、配制、投加過程中勞動強度大、容易引起粉塵飛揚，造成工作環境惡劣，操作人員抵觸情緒較強，也成為制約粉末活性炭技術應用的一個關鍵的、實質性的問題。

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