壓塊/壓片/壓丸法無定形破碎顆粒活性炭

     壓塊、壓片或壓丸活性炭可通稱為干法壓型炭，起源于歐美國家，因制造過程中污染物排放量較小，生產工藝相對簡單，近年來該品種活性炭呈快速增長態勢。隨著我國成型設備制造技術的日益成熟，干法壓型活性炭將在5～10年之后成為最大宗的活性炭產品之一。干法壓型工藝的優點是可實現配煤調孔目的，使最終活性炭的孔隙結構和吸附性能被有目的地“設計”，從而制得多用途型或專用型煤質活性炭產品。干法壓型活性炭制造是國內活性炭領域的研究熱點之一。根據文獻報道及生產實踐經驗，目前國際上通用的干法壓型活性炭的制造方法按工序可總結如下。

    1、原料準備工序

    （1）原煤的選擇及質量控制

     所有的煤種都可用來制造干法壓型活性炭產品，但很少采用單一煤種為原料制造干法壓型活性炭，從可查閱到的資料來看，目前世界上僅有美國卡爾岡和日本三菱化學兩家公司采用單一煤種（不加別的含碳原料）制造壓塊炭，前者采用匹茲堡粘煤（相當于中國的1/3焦煤和焦煤之間的過渡煤種），后者采用新西蘭粘煤或越南鴻基煙煤為原料。國內的相關研究表明，雖然用煙煤系列中的有些單一煤種可以制成壓塊炭，但試樣的綜合性能一般都不是太好，所以國內壓塊/壓片炭生產線多采取配煤法來制造有商業應用價值的活性炭產品，所使用的煤種數量，少則兩種，多則三種甚至四種。

     當采用無煙煤、褐煤或泥煤用作干法壓型活性炭的制造原料之一時，一般均需分析其水分、灰分和揮發分三項指標，做為后繼工序的指導；當采用煙煤為制造原料時，除需分析上述三項指標之外，還需分析其CSN、GRI甚至膠質層特性指數Y和X（只有當CSN和GRI都不為零時，才進行測定），以初步確定該煤種的配入量及配入比例。

    （2）固體含碳粘合劑的選擇及質量控制

     為了提高干粉壓型炭的機械性能，一般均需在原煤中配入一定比例的固體含碳粘合劑，目前多采用石油系瀝青或煤系瀝青。煤瀝青有三種：中溫煤瀝青、高溫煤瀝青和改質煤瀝青。

    （3）制粉

     將所有選出的原煤按既定比例混合后破碎至粒度小于2mm，將既定比例的煤瀝青摻入混合煤中，磨制成細度適當的混合粉體，備用。

    2、輥壓成型及粗破碎、篩選工序

     上述制好的混合粉體均勻加入對輥式壓型機的進料系統中，于一定的輥壓下成型為塊狀、片狀、棒狀或丸狀型料，調整進料速度和輥壓、輥速，使壓型料均勻、致密地制造出來。型料的機械抗碎裂強度用來表征成型工序的工藝是否適當，具體檢測方法是：從距地面2米高度處使型料自由跌落，收集碎裂后的型料，用2.0mm分樣篩篩選，當＜2mm的碎料量不超過供測試用型料塊總重的20%時，可認為工藝是適當的。

     型料用輥式或棒攪式破碎機粗破碎，并篩選出粒徑2～10mm，最好是4～10mm的破碎型料進入后繼工序。細小的破碎型料返回工序再次磨粉，返回料的比例應不超過總物料的40%，可根據返回料比例判定破碎裝置的工藝參數是否適當。

     當輥壓成型機的模具為壓丸狀，且粒徑為4～15mm時，壓丸型料可不經破碎，篩去粉料后直接進入后繼工序進行處理。

    3、炭化工序和活化工序

     控制方法與原煤直接破碎炭相同。

    4、其它相關問題

     （1）強制性預先氧化處理對干法壓型活性炭最終性能的影響。當采用煙煤，尤其是具膨脹性和強結焦性的煙煤為主要原料時，一般均需在炭化工序之前加入強制氧化工序對壓型料進行預先處理，以降低其膨脹性和結焦性。大量研究結果表明，即使采用的煙煤原料不具強膨脹性和結焦性時，預先氧化處理亦是有利的，不僅可使最終活性炭的吸附性能提高5～15%，還可使活化速率提高，單位時間的產品得率可提高8～12%。也就是說，預先氧化可在短時間內低成本、高得率地制得更高性能的煙煤為主原料型干法壓型活性炭產品。

     （2）各工序副產的粉狀物料的再利用問題。在干粉壓型炭制造過程的中間環節如氧化工序和炭化工序會不可避免地產生大量的粉狀物料，由于這些粉料已經經受了一定的熱處理過程，與原煤性能產生了很大的差距，故這些粉狀物料的處理一直是令活性炭行業頭疼的難題。經過大量實驗證明，氧化和炭化工序產生的粉料可用作柱狀活性炭的配料，由于這些粉料一般系由煙煤產生的，物性介于標準煙煤和標準無煙煤之間，孔結構性能則與煙煤相似，故用作柱狀炭的配合原料時，可生產出具一定粗微孔和細中孔的特種柱狀炭產品。