化學法粉炭用推盤式隧道爐與平板爐作為活化料計重的討論(2)

 

(3)活化料成熟的臨界點:物料在活化溫度為400~ 450~ 500攝氏度的過程中,要經曆多少時間可以成熟(化學法糖用粉狀活性炭產品脫糖100%),活化劑消耗最低呢?在不同的活化溫度下有不同的時間要求,也可以說有很多的溫度、時間成熟點(臨界點),如果再加上不同的物料重,則有溫度、時間、重量三因素形成更多的成熟臨界點。所以在舊工藝生產中主要依靠溫度、時間兩因素來掌握活化臨界點是很難的。如何把多因素活化變為單因素活化,是科研工作者多年來的追求,我們通過了數次的試驗探索,用活化料計重法可以把多因素變為單因素,這樣掌握活化料的成熟臨界點就容易了,因為它已變成單因素了,隻有一個臨界點。

(4)如何計算求得活化料臨界點:通過生產的實踐觀察和試驗研究,不同品種的活性炭有不同的活化成熟臨界點,可以采用活化料計重法來計算活化成熟的臨界點(詳見活化料計重新工藝生產氯化鋅法粉末活性炭)。現以糖用炭為例,按活化料計重新工藝計算活化料成熟的臨界點如下:
假設:活化成熟的臨界點重量-D
木屑原料的絕幹重-Q
糖用炭產品試驗的得率-r
鋅屑比(以絕幹計)-p
則 D= Qr+ Qp(1-n)
經試驗n值為0. 002~0.003 0
為方便上式計算也可簡化為D—Q(r+p)—誤差在2%以下。
已知:木屑重62. Skg(含水率20%),絕幹重為50kg
產品試驗得率A法糖用木質粉末炭采用0. 44
鋅屑比3.1:1則需要用600Be’氯化鋅266. Skg
計算:D =50×(0. 44 +3.1)=50×3.54 =177.0 kg
即進爐的濕物料為62.5+266,5=329kg -,活化料應在臨界值177kg時出爐。
通過以上試驗,出爐活化料應在略低於D值的情況下出料,如176. 5kg出爐,產品質量則可達到雙佳值,A法焦糖脫色力合格,鋅耗低(A法焦糖脫色100%,活性炭的噸產品鋅耗<0.1t)。

(5)活化料計重法生產微鋅耗活性炭試驗和數據:前已述及,在活化過程中氯化鋅並不參與化學反應,並無化合、分解、取代等變化過程,不消耗氯化鋅或消耗微薄。又從氯化鋅法粉末狀活性炭生產的試驗研究過程得知:氯化鋅隻對含纖維植物木屑等,在加熱炭化、活化過程中促進炭微孔結構變化的作用,但氯化鋅在活化溫度下對炭素(木炭)不發生活化作用,而且在成熟的活化料中隻含有粉末活性炭和活化劑兩組分。同時在這過程中氯化鋅受熱揮發去自身少量氣體而已。其實活化過程也可以認識為添加了活化劑的物料連續炭化過程,到物料成炭後產品質量開始達標時,在活化料組分中隻有粉狀活性炭和氯化鋅兩組分,就沒有必要再繼續加溫活化了,因為成炭後氯化鋅對它不起活化作用,此時是成熟期,也是鋅耗最低點(臨界點)。為了驗證以上論點和尋找其臨界點,采用了活化料計重法,對生產氯化鋅法活性炭的質量、鋅耗重複進行了室內試驗研究,現將試驗結果列於表9-2。

表9-2用D值控製出爐活化料重量所得產品質量鋅耗表
項目     進爐物料(g)
 
D值
 
    出爐活化料
 
:g)
 
A法焦糖
 
活化劑
 
  總重 木屑 活化劑 (g) 活化料 溶出物 活性炭 脫色(%) 消耗(%)
  l
2
3
4
5
6
7
8*
9
120
120
120
159. 5
150
160
190. 5
64. 5
64. 5
20
20
20
25
25
25
30
10
10
 58. 1
60. 35
59. 75
75. 3
67. 3
75. 3
88. 2
29. 4
29. 4
65. 75
68. 0
67. 41
84. 86
76. 86
84. 82
99. 68
33. 22
33. 22
65. 2
68. 1
67. 4
84. 5
76.1
84. 3
99. 8
33. 0
33. 5
57. 7
60. 4
59. 4
75. I
66. 4
74. 9
87. 8
28. 9
29. 4
7. 5
7. 7
8. 0
9. 4
9. 7
9. 4
12 -
4.1
4.1
100
100 -
100
100
100
100
100
100 +
100 -
   5. 3
0. 06 +
4. 5
2.1
9.2
4. 2
3. 3
12. 1
o
備注 ①樣品木屑含水率13%;
②活化劑的量指加熱去濕後的稱重;
③活性炭得率按試驗采用0. 44計算(不同批次有差異);
④8*操作失誤。
注:A法焦糖脫色
按標準液肉跟比較
法測定

從表9-2中項目2和9兩試驗數據有零鋅耗出現,但從1—9項目平均數計算鋅耗為4. 3%,看出零鋅耗在生產中是難以實現,從理論上分析也是很難的,因為氯化鋅在生產受熱操作過程中,或多或少總會揮發去一些。但為何試驗中有零鋅耗出現呢?初步分析這原因可能存在有:①產品質量100一%;或是品種差異。②試驗、分析中的正、負誤差(詳待研究)。

采用活化料計重新工藝配置適合的相應設備,是有可能大大地降低氯化鋅消耗,達到微鋅耗生產氯化鋅法活性炭的可能。工藝已經有了,但關鍵在於設備的選型與設計上。

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