请问有人知道如何制作活性炭?

本公司是一家化工企业,目前想上一个项目,计划是活性炭的项目

活性炭的生产工艺: 木材、木屑、树根、果核和果壳等木质材料的炭化,是把它放在炭化设备内加热,进行热分解。在热解过程,发生一系列复杂化学反应,产生很多新生产物,木质材料发生了变化。
根据热分解过程的温度变化和生成产物的情况等特征,炭化过程大体上可分为如下四个阶段。
1. 干燥阶段
这个阶段的温度在20—150摄氏度,热解速度非常缓慢,主要是木材中所含水分依靠外部供给的热量进行蒸发,木质材料的化学组成几乎没有变化。
2. 预炭化阶段
这个阶段的温度为50—275摄氏度,木质材料热分解反应比较明显,木质材料化学组成开始发生变化,其中不稳定的组分,如半纤维素分解生成二氧化碳、一氧化碳和少量醋酸等物质。
以上两个阶段都要外界供给热量来保证热解温度的上升,所以又称为吸热分解阶段。
3. 炭化阶段
这个阶段的温度为75—400摄氏度,在这个阶段中,木质材料急剧地进行热分解,生成大量分解产物。生成的液体产物中含有大量醋酸、甲醇和木焦油,生成的气体产物中二氧化碳含量逐渐减少,而甲烷、乙烯等可燃性气体逐渐增多。这一阶段放出大量反应热,所以又称为放热反应阶段。
4. 煅烧阶段
温度上升450—500摄氏度,这个阶段依靠外部供给热量进行木炭的煅烧,排出残留在木炭中的挥发性物质,提高木炭的固定碳含量。这时生成液体产物已经很少。
应当指出,实际上这四个阶段的界限难以明确划分,由于炭化设备各个部位受热量不同,木质材料的导热系数又较小,因此,设备内木质材料所处的位置不同,甚至大块木材的内部和外部,也可能处于不同热解阶段。
炭化对原料的要求
炭化的原料很多,薪材、森林采伐剩余物、森林抚育时消除的杂木、木材加工厂的剩余物,如木屑等都可以进行炭化。除木屑为粒状,需采用特殊炭化炉炭化外,其他原料多以木段为主,都适合大多数炭化炉或炭窑炭化原料的要求。
炭化原料树种可分为三类:第一类为硬阔叶材,如水青冈、麻栎、苦槠、榆等;第二类为软阔叶材,如杨、柳、椴等;第三类为针叶材,如马尾松、南亚松、湿地松等。要生产出高质量的木炭,以适合冶金工业和二硫化碳工业等工业部门使用,炭化原料应选用硬阔叶材,而针叶材常用来生产松木炭,用于制造活性炭。
炭化材最好大小均匀,一般要求直径不大于0厘米,若直径太大,应把它劈开,劈裂线长度要求小于12厘米。炭化材的长度以炭化炉或炭窑的高度决定,若大材不劈开,因木材的导热性差,炭化时产生的气体混合物,由木材内部通向外部,所需通过的路径很长,炭化时间也长。会导致木材机械强度下降。
供炭化的薪材多属萌芽林,故最好在秋冬季采伐,此时,树木处于休眠阶段,树液停止流动,根部贮存物质,不受损害,利于来年萌芽更新;而且秋季天气晴朗,相对湿度小,木材含水量低,伐下的薪材易干燥,可缩短炭化时间,减少燃料消耗,生产的木炭裂缝少,质量高。
此外,腐朽木、病害枯死的木的木材,均不宜作炭化原料,因为腐朽木材炭化时,木炭疏松、易碎和容易自燃,大大降低木炭质量。
怎样进行筑窑烧炭?
炭窑修筑前,都要进行窑址选择,对窑址有如下要求:
1. 附近资源丰富,原料和木炭的运输比较方便;
2. 靠近水源,但又不会受到地表水冲刷淹没,或积聚雨水;
3. 土质坚实,最好是能耐火烧的粘土;
4. 坡度较小,又有堆放原料和木炭的地方;
5. 如果是山坡地,选择的山坡方向要使筑成的炭窑燃烧室通风口朝向常风的方向,有利于通风和燃烧。
现以猪头窑为例子,说明炭窑的筑造过程。
在选好的窑址上,画一个等边三角形,其中一个顶角,用于联接燃烧室,这个顶角应朝常风方向。三角形边长约2.1米并修成弧形,在线内向下挖1米深左右,即为炭化室。在燃烧室对面炭化室后下方正中挖烟道腔和排烟孔,孔高14厘米,宽18厘米,炭化室前端略高于后端。在炭化室前端三角形顶角打一排横向木楔后即进行装柴,薪材直立装入炭化室中,质量好的上等薪材装在后面,中等的装在中间,质量差的下等材装在最前面,装材细头向下,粗头向上,中心略高于四周,使薪材堆成拱形。上面盖上一层稻草,在炭化室的后面两个边角上放上二个藤圈,在炭化室的中前部近边线上也放上二个藤圈,这四个藤圈作为烟孔。然后沿四周铺泥土,筑窑盖,边铺土,边打紧,锤打得越紧越好,窑盖筑好后,将烟孔中的泥土挖去,并铺上松土。
在炭化室前面筑燃烧室,燃烧室前端低于后端。
筑好窑型后就可进行烘窑,烘窑时,在燃烧室点火,火力不要太猛。如果烘窑速度太快,炭窑将不够坚实,火烧去木楔,形成通道,逐渐烧入炭化室,待烟孔松土发白时,把松土挖去,从烟孔冒出白烟,当烟色转青时,将烟孔盖上,打开烟道口,使烟气从烟道口冒出,烟色变青时,将所有孔口堵塞,进行闷窑,经2天冷却后,炭窑即成型固定,在窑的侧面开一个出炭门,进行出炭,以后可以继续装柴烧炭,其过程和前面烘窑相同,只是烧炭时间较短,正常的烧炭周转时间约3—4天。
移动式炭化炉怎样烧炭?
移动式炭化炉用2毫米厚的薄钢板焊接,由炉下体、上体和顶盖叠接而成。炉下体为空心圆台体,距离下端20毫米高的弧面上,间隔等距离地开通风口和烟道各4个,通风口和烟道上分别装有通风管和烟囱,炉下体的内部设有4块扇形炉栅,中央竖立一个点火通风架。炉上体直径比下体略小,性状相同。炉顶盖中央设一个点火口,用点火口盖来封闭它。炉体全高1525毫米,有效容积2.75立方米,一次处理原料量2.2层积立方米。
移动式炭化炉对原料的要求为:炭材长1米,直径3—8厘米;点火材长25厘米,直径5厘米;燃料材长50厘米,直径5厘米,含水率要求在25%以下。
烧炭时,将炉下体放在平地中心,装入4块扇形炉栅,炉上体放在炉下体的凹槽上,点火通风架竖立在炉栅中央,烟囱和通风管分别插在烟道口和通风口上。
点火材呈井字形平放在点火通风架上;制炭材直立地装在炉内,大头向上,大径级和含水率较高的装在炉体中央;制炭材的顶端横铺一层燃料材。
炉顶盖放在炉上体的凹槽上,为了密封,各层的凹槽内均用沙土填满,炉下体外缘填一层厚250毫米的泥土并夯实。
用明子等易燃材料点火,从炉顶盖上的点火口投入炉内,将点火材和制炭材顶端的燃料材点燃,并不断地添入燃料材;当烟囱口温度达到60摄氏度,盖上点火口,并用沙土填入凹槽内密封。
当炭化进行4—5小时,炉内制炭材的干燥阶段结束。当烟囱口烟气由白色变黄色时,逐步关闭通风口插板。
当通风口出现火焰,烟囱口冒青烟,烟囱内发出嗡嗡响声,预示炭化过程结束。立即用泥土封闭通风口,再过30分钟,将烟囱除去,封闭烟道口。炉内温度冷却至40摄氏度时;开炉出炭。木炭得率为25%左右,木炭含水率为6%。
多槽炭化炉怎样进行木屑炭化?
木屑是一种多孔隙松散的物料,在炭化时,特别要注意木屑是热的极不良导体这一性质,所采用的设备形式,应考虑如何加快传热和传热均匀的问题。否则炭化将不能完成。多槽炭化炉是根据木屑特性而设计的专用木屑炭化设备。
多槽炭化炉每台炉有14个立式炭化槽,每个炭化槽的两侧为烟道,一台炉内共有15个烟道,炉的内部用耐火砖,外部用青砖砌成,炉长7米,宽4.5米,每炉设五个燃烧室,每一燃烧室与炉内的3个烟道相通,燃烧烟气在炉内烟道中分5层曲折上升至顶部,与烟囱连通,烟囱高10米,高温烟气在运动中将热量通过隔墙间接地传给炭化物料。炭化产生的蒸汽气体通过房顶排气罩排空,炉顶设加料室,原料由此加入炭化槽,每个炭化槽均有一个卸炭口,卸炭口设在与燃烧室相反的一面。
生产时,首先在燃烧室点火,加热炭化槽,待温度升至300摄氏度时开始投料,直至加满为止,每个炭化炉第一次投料可投下松木屑1400—1700公斤,待部分木屑炭化后,在各炭化室内上下搅动一下,以免炭化室内木屑之间存有空隙引起灰化,在搅动时,被木屑阻留在炭化室内的气体往往会连同烟火一齐上扬,灼伤人体,应特别注意安全。对炭化室进行搅动后,便可进行第二次投料,投料量600—800公斤。在炭化过程中,当炭化槽冒出青烟或无烟,加料口和出炭口外部没有火焰冒出,炭化槽内物料呈暗红色,不冒火星时,表明炭化结束,即可出炭。出炭时,把出炭门打开,用长柄铁耙把炭粉耙入铁桶内,立即用湿炭粉盖上,以防炭粉灰化。
每炉投料量为2—2.5吨木屑,炉温约700摄氏度,炭化时间随原料含水率而异,约4—8小时,每炉可得木屑炭300—400公斤,耗煤1.5—1.7吨。
这种炭化炉结构简单,容易砌造,操作易掌握;但耗煤量大,炭得率低,质量不够均匀,高温操作,劳动强度大。
木炭的性质
1. 木炭的外部形态 质量高的木炭断面具有黑色光泽,敲打时发出响亮清脆的金属声。在不同的温度下烧制的木炭,其外部形态是不同的。在低于250摄氏度时烧制的炭,表面带褐色,不易敲断,燃烧时有火焰;300—350摄氏度烧制的木炭表面呈黑色,当烧制温度达500摄氏度时,敲打时,木炭发出响亮金属声。
2. 木炭的固定碳 固定碳是一个假定的概念,它是在规定的高温,一般为850—950摄氏度下,不通入空气进行煅烧时的无灰分的木炭。一般的木炭可能含70%—80%的固定碳。随煅烧温度升高,木炭中固定碳的相对含量增加。
3. 木炭的挥发分 木炭在高温下煅烧时放出一氧化碳、二氧化碳、氢、甲烷和其他碳氢化合物等气态产物称为挥发分。
烧制木炭的温度在300—700摄氏度以内时,随着温度的升高,木炭煅烧时所分出的挥发分的组成发生下列变化:二氧化碳、一氧化碳和甲烷的含量逐渐降低,而氢的含量逐渐增加。烧炭的温度升高时,木炭的发热量增高,而气体的发热量降低。
4. 木炭的机械强度 木炭的机械强度表示它对压碎和磨损的抵抗能力,它在木炭的转装和运输上以及在冶金工业应用上有很大意义。转载的次数愈多,在熔铁炉的炉胸中,木炭受到上部炉料强大压力,而由上向下移动时,则受到炉料块和炉胸壁的强烈摩擦,如果木炭变成碎屑,气体难以通过炉料,熔铁炉的操作就会发生故障。
木炭强度沿纵向较高,径向较低,而弦向最低。当烧制木炭最终温度相同时,木炭强度随烧炭时间的增加而增加。
5. 木炭的比重和孔隙度 木炭的比重因树种、木材的质量、炭化的最终温度和升温速度而不同。一般比重大的木材烧成的木炭比重也大。木炭孔隙度决定木炭大部份性质,如反应能力、导热性、吸附性等。
6. 木炭的发热量 木炭的发热量与炭化温度有关,炭化温度高,木炭碳素含量大,发热量也较高。
7. 木炭的灰分 木炭烧完后成为白色或淡红色的物质称为灰分。木炭中灰分含量随烧制温度、树种、被炭化木块和树皮的比例、树木的立地条件、砍伐季节、运材和烧制方法而不同。一般烧制温度愈高,灰分含量愈大,由阔叶材烧制的木炭其灰分含量比针叶材高;树皮含灰量比木材高。
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第1个回答  2013-09-26
用胡桃壳、棉籽壳或花生壳等干馏制成炭,再进行活化处理,就可以制得活性炭。
第2个回答  2013-09-26
四川活性炭活性炭总代理为您答疑:将炭高温处理,称为活化,生成的产品称为活性炭,具体可以参考四川活性炭( http://www.dmzs2886.com)官方网站。