柱状活性炭成型技术

    （1）混捏工艺及适用的混捏机械

    当生产粒径≥1.5㎜的柱状条料时，符合细度要求的煤粉(可用单一煤种或多种煤的混合粉体)与符合沥青含量要求和温度要求的高温煤焦油以及水的重量份数比控制在100：（25-45）：（5-20），随粒径的增大，焦油加入量降低，水的加入量可小幅减少。

    当生产粒径≤1.2㎜的柱状条料时，上述三种原料的重量份数比应控制到100：（50-80）：（1-5），且随粒径的减小，焦油用量大幅增加，水的加入量适当减少。

    应当指出的是，当采用的煤种及配比不同时，上述三种原料的最佳混合比应根据试验来最终确定，这一比例是否适当，是通过以下两点来判定的：一是成型压力是否适当；二是对混捏好的煤膏进行经验判定。

    常用的混捏机械有间歇式和连续式两类。间歇式混捏机为一个带蒸汽夹套的，可120°翻转的，带有双层螺旋犁刀式搅拌器的敞口式混捏锅，每次可生产混合煤膏0.5-1.5吨，每锅的有效混捏时间15-30分钟，过程中有时需要间歇地直接用120-150℃蒸汽吹扫混合物料以保证中间部分物料的温度不低于60℃。间歇式混捏机的优点是可以最大限度地保证最终产品质量的稳定性，混捏质量可随时调整，缺点是生产效率低，工人的劳动强度大。间歇式混捏机是最早采用的煤质炭混捏机械，于1980年代被各种连续式混捏设备替代；1990年代中期，因连续式混捏机存在各种问题，部分中小型活性炭厂又重新使用间歇式混捏机，并对搅拌器件进行了各种改进，目前使用间歇混捏机的厂家呈增加趋势。

    连续式混捏设备有双排双螺旋和双排单螺旋混捏机两种，以前者为常见。连续式混捏机生产效率高，但由于调整工艺时存在的时间滞后性，常造成成型料质量波动，另外，由于煤膏会不可避免地粘结到螺旋桨叶之上，当粘结量大（混合工艺不稳定）时会造成大量原料报废，清理时需停机，且耗时较长。如果能改进混合比例控制系统使物料加入流量精确、稳定，连续式混捏机是最具优势的混捏机械。

    （2）成型工艺及成型机械

    混捏好的煤膏应趁热装入成型机的模具缸，选用开孔率和孔尺寸合适的模板，于适当的压力下挤出得到条料，有时为了提高条料的光洁度和强度，还需将条料返回模具缸进行二次挤出。

    成型温度和压力是获得好的成型料的关键工艺参数，一般来说，要求混捏好的煤膏在挤条前的温度应保持60℃以上；成型压力则不仅会影响炭化料的质量，还对最终活性炭的吸附性能产生较大的影响。研究表明，当其它工艺条件不变时，随成型压力的增大，炭化料强度提高，但活化料的碘值呈降低趋势；相同材料、相同工艺制成的炭化料，当由于成型压力不同而导致炭化料密度不同时，密度较小时易于活化，碘值会明显提高。煤质活性炭制造业常采用的条炭成型压力为22-35MPa，且成型料粒径越大，成型压力控制得越低。

    国内的柱状活性炭生产企业全部采用四柱式液压机作为成型机械，行业内称为“压伸机”，由油压控制系统、往复式压伸冲头、可180°旋转的双压伸缸和模盘模具等系统组成，采用间歇式生产方式。曾有企业引入过其它化工行业常用的连续式螺旋挤出机来制造活性炭，但都未取得成功。