脱硫脱硝活性炭成型工艺条件探讨

宋洁琼

摘 要：对脱硫脱硝活性炭的成型工艺条件进行了探讨，重点从原煤的配比、焦煤焦渣特性、成型温度等对成型的影响进行了实验，最后得出结论：焦煤和焦粉是适合生产脱硫脱硝活性炭的原料，焦油的用量需根据焦煤的焦渣特性进行调整，以及在整个成型过程中需要保持60～80 ℃的温度。

关键词：脱硫脱硝活性炭；成型工艺；配煤；焦渣特性

中图分类号：TQ424.1 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.21.155

脱硫脱硝活性炭（也称“活性焦”）是煤质颗粒活性炭的一种，是钢铁厂烧结尾气、火电厂尾气、大型锅炉尾气和多种冶炼尾气处理的专用产品，不仅能同步净化处理SO2和NOX，还可脱汞、脱砷、脱二英和降低粉尘污染。由于脱硫脱硝炭多用于热电厂，其使用设备规模大，要求活性炭能够循环利用，因此，合格的脱硫脱硝炭必须颗粒大、强度高，能够重复利用。

脱硫脱硝炭的生产工艺流程为将一定比例的焦煤、焦粉混合磨粉，200目通过率为90%以上，再配以一定比例的焦油和水，进入捏合机混合搅拌，搅拌均匀后进入平模碾压造粒机压条；合格炭条进入外热式炭化炉炭化，炭化料再由斯列普炉活化，活化料进入包装车间筛分包装后入库。

在投入工业生产前，在实验室进行小试实验。原煤的配比、捏合的温度、压条的压力、炭活化的时间和温度都影响着产品的最终质量。本文将对原料的配比、捏合的温度、炭活化条件方面对脱硫脱硝炭的生产工艺进行探讨。

1 原料对产品质量的影响

原料煤不同，生产出的活性炭产品的指标也不同，在实际生产中，需要根据客户的需求来调整原煤的品种、配比等。单一煤种往往难以满足生产需求，因此在实际生产中，常常需要通过配煤来达到产品所要求的强度、碘值等。

本实验采用了焦煤、焦粉配煤，高温煤焦油作黏结剂，原料煤指标如表1所示，表2为产品质量对比情况。

由表2可以看出，焦煤和焦粉通过合适的配比可以生产出合格的脱硫脱硝炭。不同的配比生产出的脱硫脱硝炭指标略有不同。在实际生产中，可以根据订单来调整比例。

2 焦煤的黏结指数对原料配比的影响

当采用黏结指数较高的焦煤做原料时，焦煤在炭化过程中形成的胶质体对物料起一定的黏结作用，因此配入的焦油量可以大大减少，节约生产成本。但是在验证实验过程中发现，焦油配入量太少，实验室用的四柱液压机的压力25 MPa无法使物料成型。而在生产现场的平模碾压造粒机最大压力仅为10 MPa，比实验室设备还小，因此，在生产中不能选择焦渣特性太大的主焦煤做原料，而应选择黏结指数较低的1/3焦煤，虽然焦油用量增大，但是成型率更高，而且增大焦油比例后炭化过程中不会出现结焦现象。表3为焦油用量对比表。

由表3可以看出，在使用煤焦油的用量上，需要参考焦煤的焦渣特性来确定，在生产中，需要根据实际情况随时调整。

3 加水量对压条的影响

加水后煤粉水含量以35%～40%为宜，用手指一压能成片状，如此情况下后续需要焦油量减少，节约成本。因此，磨粉后需要检测煤粉水含量，从而估算混捏过程中需加入热水的质量。

4 捏合温度对产品质量的影响

在捏合过程中，先将混合好的煤粉加热，待煤粉温度达到60 ℃时加入焦油继续搅拌，直至混捏出料时物料成大小1～2 mm的均匀小球状颗粒，用手一搓成片状时出料。此时，压条效果最好。捏合过程需要煤粉和焦油充分融合、均匀附着才能使混捏的物料颗粒均匀，压出的炭条质量均匀。因此，需要在捏合过程中保持60～80 ℃的温度最为合适，温度太低，焦油遇冷凝固，没有和煤粉完全混匀就凝固了，混捏出的颗粒硬、无法压条；温度太高则容易导致煤粉的水分蒸发太快，煤粉太干，同样不易与焦油充分混匀，而且煤粉干，容易影响判断，导致加入过量的水。

5 压条机温度的影响

混捏后物料进入四柱液压机料筒后受冷，压条过程后续会出现压力不足，无法成型的情况，因此需要对四柱液压机料筒及模具提前预热。在生产中，本工段混合造粒单元生产设备全部采用蒸汽保温，利于煤焦油、水与煤粉充分浸润、渗透及均匀分散，进而制备出强度高、表面光滑、不易粉碎的优质生炭条。

6 结束语

焦煤、焦粉和焦油通过配比，可以生产出合格甚至优质的脱硫脱硝活性炭，具体比例应根据焦煤、焦粉的指标及订单需求而定。在生产过程中，整个成型过程均应在60～80 ℃的温度下进行，以提高成型率。

参考文献

[1]李同川，牛和三.脱硫脱硝活性炭的研究[J].新型炭材料，2005，20（2）：178-182.

[2]黄济民，温维丽.煤质压块活性炭生产工艺探讨[J].炭素技术，2012，31（2）：10-12.

〔编辑：刘晓芳〕