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脱硫脱硝活性炭成型工艺条件探讨

北极星环保网来源:《科技与创新》作者:宋洁琼2017/4/7 9:55:48我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:脱硝 脱硫 活性炭

北极星环保网讯: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。

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。

脱硫脱硝

脱硫脱硝

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25MPa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10MPa,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。

脱硫脱硝

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1~2mm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.

延伸阅读:

脱硫脱硝活性炭在烟气脱硫中的应用

燃煤电厂烟气超低排放中的脱硝设计优化探讨

火电厂烟气脱硝工程实例及经验

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