关于机械耙动式活化炉生产活性炭工艺与设备分析

宁夏银川能源学院 张丽婷 马婕

关于机械耙动式活化炉生产活性炭工艺与设备分析

宁夏银川能源学院 张丽婷 马婕

活性炭具备良好的催化性能、吸附性能和强大的稳定性，在净化环境、催化工业以及危险化学品防护等诸多领域都有着广泛的应用。本文基于可持续发展理念，坚持资源节约和环境保护的原则，从全新的视角去探讨活性炭生产工艺，对机械耙动式活化炉生产活性炭的工艺流程进行具体分析。

机械耙动式；活化炉；活性炭；工艺；设备分析

传统的活性炭生产方式主要有两种：一种是氯化锌活化法，另一种是气体活化法。这两大方法是使用时间最久、范围最广的工艺，为我国活性炭生产加工事业做出了突出贡献。但是随着经济发展、科技进步，资源节约和环境友好型社会发展观成为主流的共有意识，企业和社会群众对活性炭的标准和要求在不断地提高。氯化锌活化法是化学品生产工艺，本身就有严重的污染，已逐渐不适应生产发展的需求；气体活化法根据活化气体种类的差异，有着多种多样的活化炉型，但不管哪种都无法解决外部供能的问题，这无疑增加了活性炭生产成本和资源消耗。采用新工艺、新设备，高效生产活性炭，并能达到无污染、低能耗的要求，成为这一工业的新趋势，以下是具体分析。

1 机械耙动式活化炉的设计和工作原理

考虑到传统的活性炭生产成本高，工艺程序复杂，且经常被人诟病能源资源消耗多、生产过程污染重，机械耙动式活化炉便应运而生，这个设备的优势和特点在于机械化程度高、操作便利，热量以及相关能源资源可回收利用，可实现自我供能，节约大量资源和成本，生产过程中几乎无污染。具体的工作原理是首先将低温水蒸气导入活化炉内，水蒸气的温度要控制在125℃至135℃之间；其次添加木炭原料进行活化反应，将活化反应产生的热能持续供应给锅炉，达到吸热和散热的能量平衡，并在酸水洗涤、干燥等全过程中保持自身热能提供；最后是自动地对活性炭的质量进行检测。整个生产过程中，最难把握的技术还是热量自供和平衡问题，需要有精密的设备和成熟的技术支持。

2 机械耙动式活化炉设备概述

机械耙动式活化炉设备主要构件包括：提升机、料斗、活化反应炉、余热锅炉、振动磨、吸滤器、酸水洗池、烟囱、烘干炉、混合罐、计量器、水蒸气导入设备以及通风管道。笔者将选择几个核心的设备构件诠释机械耙动式活化炉的功用。

2.1 余热锅炉和水蒸气导入设备

机械耙动式活化炉最典型的特征便是利用燃烧木炭原料剩余的热能供给整个生产所需的能量，实现资源回收再利用。在初始的活化反应中产生的气体和能量通过水蒸气导入设备进入余热锅炉后，弥补吸热过程中消耗的热量，然后作为重要中转站，将剩余热量导入烘干炉进行干燥作业。

2.2 自动化振动磨

自动化振动磨的主要功能是粉磨冷却后的桶装活化料，此设备在粉磨的过程中，将彻底告别传统的间歇式粉碎工艺，完全实现高度自动化、精密化，也能够为后面活性炭的提纯作业打下坚实有力的基础。

2.3 计量器

计量器往往容易被忽视，在机械耙动式活化炉设备中，计量器将发挥巨大作用，它逐渐向多功能方向发展，一是能够精确计算炉内温度值、压力值；二是能够为机械生产加工设定时间；三是能够设定警报装置，当生产过程中出现问题时，可以作为终端控制系统强行中断作业。

2.4 洞道式和厢式相结合的烘干炉

这种类型的烘干炉首先有效避免了活化炭成品干燥不到位的情况，同时节省了大量的时间；其次能够进一步地提纯，提高活性炭成品的质量。

3 机械耙动式活化炉生产活性炭主要工艺分析

3.1 机械化、自动化工艺

机械耙动式活化炉设备的整体结构是非常合理、科学的，首先在生产过程中充分发挥机械耙的作用，以其为主干带动整个作业的进行；其次该设备的每个组成部分都有机地结合在一起，各司其职，实现最优配置，达到了“1+1＞2”的效果；最后是电子信息技术和远程终端控制系统的应用，在自动化、智能化上为活化炉提供支持和服务。

3.2 热量自供、平衡工艺

能量平衡讲的就是木炭原料活化过程中吸热消耗的能量和后续作业需要弥补提供的能量之间的平衡。首先，我们选取的原料是绝干木炭，它是高热值燃料，其在活化过程中虽然将燃烧损失70%左右，但能够提供大量热能；其次，在活化反应过程中产生的大量气体也蕴含丰富的热能，此时需要活化炉内部设备将其有效储存下来，并导入后续需要大量能量的设备之中；最后是充分发挥低温水蒸气的功能，通过它来迅速加热大量炭层直至达到合适的活化反应所需温度，而且还能保证床层温度的稳定。机械耙动式活化炉能够完全实现吸热与散热过程的同步和可持续性，保证了活性炭生产过程中各阶段所需能量的充足供应，节约了大量的资源成本，减少了污染，节约了时间。

4 结语

活性炭自身优势明显，注定在未来的无论是军工生产、民生建设、环境保护，还是食品加工、药用品提纯等领域都能发挥更为显著的作用。机械耙动式活化炉工艺的不断研发和应用能够在极低的能源消耗、极少的环境污染、极简的操作程序等基础上高效生产活性炭，能够在最大程度上解决目前我国相关工业生产的难题。笔者非常期待而且充分相信我国活性炭生产加工工业会迎来全新的繁荣发展期。

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张丽婷，1985年10月出生，宁夏人，本科，助教，研究方向：机械控制工程。