煤基活性炭压块机系统优化改造方法探讨

边战华

摘 要：活性炭是一种具有丰富孔隙结构和巨大比表面积的炭质吸附材料，其广泛应用于工业、农业、国防、交通、环境保护等领域，随着社会发展和人民生活水平的不断提高，尤其是近年来国家加强环境保护力度，国内外市场对活性炭的需求量日益扩大，逐年增长。而压块活性炭作为煤基活性炭一种主要类型产品，其生产应用也在不断扩展。压块机系统为压块活性炭生产核心装备，其设备运行效率、安全性、产品得率、能耗等直接关系企业安全生产及经济效益。基于此，本文主要对压块机系统的优化改造方法进行了研究探讨。

关键词：煤基活性炭 压块机系统 改造方法

中图分类号：TD424 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）11（c）-0102-02

压块活性炭生产工艺起源于国外，应用比较普遍，该工艺在国内应用始于20世纪90年代后期，近几年来随着国内外对压块炭产品需求量的不断上升，国内厂家纷纷上马压块炭生产系统，产业得到较快发展，其产品具有中孔较发达，非常适用于水厂净化水（液相）处理。

压块活性炭生产过程主要有磨粉、成型、炭化、活化等工序。其中成型工序主要是對磨粉后的原料进行干法造粒，生产设备为压块机系统。由于技术、工艺制造等多方面原因，国内厂家制造的压块机系统存在不能很好匹配强制喂料机，无法实现连续稳定运行，易喷粉，达不到设计能力等诸多问题，因此根据生产需要对其进行系统优化改造具有十分突出的现实意义。

1 压块活性炭生产工艺

该生产工艺流程为：具有一定的黏结性的一种或按一定比例配比的两种煤加少量添加剂（一般加沥青），磨成煤粉（要求80%以上通过300目）后，利用干法高压成型设备（压块机）对混合均匀的粉料进行压块；破碎筛分后，合格粒度压块料经炭化、活化过程得到活化料，再经破碎筛分得到市场需要规格活性炭成品，筛下粉料通过磨粉制成粉状活性炭副产品。工艺流程如图1所示。

2 压块机系统存在问题

（1）料仓下料不畅，强制喂料机给料不足。

（2）压块炭系统不能连续稳定运行。

（3）无排气功能，煤粉出现架桥及外喷现象。

3 优化改造方法

优化改造方法1：改变喂料模式，满足压机需要。

由于原压块系统缓冲料仓体积小，且料仓下料不畅，造成强制喂料机中煤粉不能连续供给到压块机，压块机不能正常生产运行。

改造方法：将缓冲料仓去掉，直接用DN400钢管代替。

按照DN400管进喂料机截面单位小时内最大通过量为Q=πR2×V×3600（流速单位为m/s），在通过强制喂料机进口的流速V=gt、S=1/2gt2（S为从刮板到进口的距离为4m），经计算得DN400料管最大流量为Qmax=40m3/h，煤粉的堆比重为0.43，换算成质量单位为17.2t/h，而压块机的设计能力为7.5t/h，所以采用DN400钢管供料完全能够满足压块机所需原量。改造后压块系统如图2所示。

优化改造方法2：增加自动跟踪联锁程序，实现压块机工况连续稳定运行。

原强制喂料机与压块机控制系统为各自控制，由操作人员手动设置参数生产运行。但手动调节强制喂料机频率无法使压块机的工况达到稳定，压块机的电流高低变化幅度大，压块机无法实现连续稳定的运行。

改造方法：将强制喂料机与压块机进行联锁调试。

设定压块机运行电流高低限，强制喂料机的频率根据压块机的电流进行变化，当电流超过上限时，强制喂料机降低给料频率；当电流低于下限时，强制喂料机升高给料频率。目前以0.1Hz/3s的速度设定，即压块机电流连续低于下限3s后，喂料机频率升高0.1Hz，反之则降低0.1Hz，通过实际运行验证，效果较好，实现了压块机连续稳定运行。

优化改造方法3：实现排气功能，解决煤粉架桥及外喷现象。

原强制喂料机无排气功能，在煤粉输送进强制喂料机过程中，有部分气体夹带进来，因无法排除，时间一长，且负荷大时，极易形成煤粉架桥，影响压块机正常运行，严重时设备内憋压，造成煤粉外喷，污染作业环境并产生安全问题。

改造方法：在强制喂料机上部开口引直管至四楼输煤刮板机内，如图2所示。

通过在在强制喂料机上部开口引直管至四楼输煤刮板内，将压块机在压制煤粉过程中挤出的气体及时、有效地排出压块机压腔，同时气体进入四楼输煤刮板机内，由于输煤刮板机为密闭结构，防止了煤粉架桥及气体夹带煤粉外喷现象。

4 结语

与国内其他厂家“定量给料”生产模式相比，减少了一道匹配程序，解决了喂料问题，实现了压块系统“自动取料”，生产更容易进行控制。解决了喂料机与压块机的相对匹配，与更新前相比，压块机生产负荷调整范围更广。解决了压块机的恒定工况运行，提高了稳定性，降低了劳动强度，同时消除了潜在的安全隐患，使压块系统运行更加可靠。

参考文献

[1] 梁大明.中国煤质活性炭[M].北京：化工工业出版社，2008.

[2] 郭俊春.煤基活性炭生产技术工艺及发展[J].生物化工，2018，4（5）：134-136.

[3] 赵晶.煤基活性炭的制备及其吸附废水中有机物的应用[J].山西化工，2018，38（5）：200-201，204.