產(chǎn)萬噸煤基活性炭項目機器配置方案附工藝流程

1、年產(chǎn)2萬噸煤基活性炭工程的機器配置方案及工藝流程.建設內(nèi)容擬建工程的基本情況見表1。表錯誤！文檔中沒有指定樣式的文字。擬建工程的基本情況簡況說明工程名稱2萬噸/年煤基活性炭建設工程建設性質(zhì)新建建設地點建設單位法人代表投資規(guī)?？偼顿Y人民幣18631萬元，環(huán)保投資約865萬元，占工程總投資的4.6%生產(chǎn)規(guī)模建設一期2萬噸/年煤基活性炭，其中柱狀活性炭1.6X104t/a，原煤破碎活性炭 2000t/a，粉狀活性炭2000t/a。米用氣體活化法生產(chǎn)工藝，主要包括備煤工序、成 型工序、炭化工序、活化工序、成品處理工序。職工人數(shù)工程總定員231人，其中生產(chǎn)工人198人，技術(shù)及行政人員33人工作時間及 工

2、作制度活化車間和配套廢熱鍋爐房工作制度為每年330d，每天24h，4班3運轉(zhuǎn)；原料 制備車間、成品包裝車間工段工作制度為每年300d，每天16h，2班制；炭化車 間、炭化車間廢熱鍋爐房、炭化料篩分工段、成品破碎篩分工段、成品制粉工段、 成品酸洗干燥丁段丁作制度為每年300d，每天24h，3班制占地面積工程總占地133339m2，總建筑面積82346.3 m2，綠化面積16882.3m2， 綠化率12.66%建設周期建設周期為15個月，預計2014年投產(chǎn)生產(chǎn)規(guī)模：建設1條年產(chǎn)活性炭2萬噸生產(chǎn)線。擬建工程的產(chǎn)品方案見表錯誤！文檔中沒有指定樣式的文字。1。表錯誤！文檔中沒有指定樣式的文字。1擬建工程

3、產(chǎn)品方案序號產(chǎn)品名稱產(chǎn)品類別單位產(chǎn)量1柱狀活性炭主產(chǎn)品t/a160002原煤破碎活性炭主產(chǎn)品t/a20003粉狀活性炭主產(chǎn)品t/a2000合計t/a200001、工程組成 擬建工程工程組成見表1.1。表錯誤！文檔中沒有指定樣式的文字。1工程工程組成類 別工程主要設施主 體 工 程原 料 工 段 車 間備 煤 工 序原煤破碎1臺PG400 X 250對輥破碎機，2臺TD-75皮帶運輸機，1個 50m3原煤料倉，1個50m3合格粒徑原煤料倉，1臺YK15353 篩分機，配套1套FSMC4X120B袋式除塵器壓塊炭煤 粉制備1臺ZPG600X400對輥破碎機，5臺皮帶運輸機，1個140m3 原料倉，

4、1個140m3干煤粉料倉，1個20m3混合料倉，3套3R2715 R型雷蒙磨成型車間3臺GFZL-700雙缸雙柱造型壓力機，1臺密封鏈式輸送機，3 臺螺旋給料器炭 化 車 間炭化工序4臺1.5x16m內(nèi)熱式回轉(zhuǎn)炭化爐，4臺GDG-No9回轉(zhuǎn)炭化爐 高壓風機，2臺16000X3000X3000炭化爐尾氣焚燒爐，配套 2臺4t/h炭化爐尾氣廢熱鍋爐，配套4臺FSMC4X60B袋式除 塵器，4臺V=132m3炭化料料倉，4臺皮帶輸送機活 化 車 間活化工序8臺斯列普活化爐，配套2臺活化爐尾氣焚燒爐，配套2臺10t/h 活化爐尾氣廢熱鍋爐，2套燃燒尾氣處理系統(tǒng)，8臺V=132m3 活化料料倉，8臺斗式

5、提升機成 品 后 處 理成品后處理工 序1臺2PG400X250對輥破碎機，2臺2MVS1018篩分機，1個 V=7.5m3鑄石襯里酸洗槽，1個V=48m3堿中和池，1臺3R2715 R型雷蒙磨，1臺PBF650水平真空帶式過濾機，1臺HZG-1500 內(nèi)熱式熱風烘干轉(zhuǎn)爐，1臺V=12m3成品粉炭料倉公 用 工 程給水系統(tǒng)廠內(nèi)設環(huán)狀生產(chǎn)、消防給水管網(wǎng)。生活、生產(chǎn)用水來自工業(yè)園 區(qū)水廠。本工程生產(chǎn)新鮮水用量為1172.6m3/d。排水系統(tǒng)廠內(nèi)采用清污分流制，生產(chǎn)廢水經(jīng)廠區(qū)污水處理站處理后回用 于生產(chǎn)，不外排。生活污水經(jīng)化糞池、隔油池預處理后排入市 政污水處理廠。供熱系統(tǒng)新建燃煤鍋爐房1座，選用2

6、臺10t/h燃煤蒸汽鍋爐（1用1 備，型號為 DZL10-1.25-A II，Q=10t/h，P=1.25MPa）供電系統(tǒng)全廠總裝機容量3059kW，工作容量為2868kW，新建10 kV 變電所1座，變電所內(nèi)附2所10/0.4kV車間變電所公共建筑新建綜合辦公樓、食堂、倒班宿舍、浴室等中心化驗室和研發(fā)中 心由氣相吸附分析、液相吸附分析、原料分析、氣體分析、水質(zhì) 分析五個部分組成，同時設置天平室、樣品準備間、樣品間及 更衣室和辦公室、洗手間等附屬輔助設施組成環(huán) 保 工 程廢氣1臺粉碎機室脈沖袋式除塵器、3套雙堿法脫硫除塵設備廢水建設1座污水處理站，主要處理含懸浮物的生產(chǎn)廢水，設計處 理規(guī)模為1

7、30m3/h，采用混凝沉淀+活性炭吸附處理工藝，污水 處理站出水回用于車間沖洗、脫硫除塵補充水、灑水降塵、綠 化等，不外排。生活污水經(jīng)化糞池、隔油池預處理后經(jīng)自建地埋式一體化設備 處理后排入溫宿循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)園污水處理廠集中處理。地下水采用分區(qū)防滲措施，設立地下水監(jiān)控井，制定地下水監(jiān)測計劃噪聲對高噪聲設備米用隔聲、消聲、減振等措施固體廢物廢酸、污水處理站污泥等危險廢物委托有資質(zhì)單位處理，除塵 器收集塵回用于備煤，脫硫廢渣和粉煤灰外售環(huán)境風險設置一座4000m3事故水池綠化綠化面積16882.3m2，綠化率12.66%儲 運 工 程封閉貯煤場新建封閉式貯煤場，占地面積為22036m2，最大儲煤量6

8、352t， 最大儲存期30d，米取灑水抑塵措施庫房新建庫房，主要用于原料及產(chǎn)品儲存儲罐區(qū)1 個煤焦油貯罐(DN4500,H=6500,VN=100m3)一、擬建工程工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié)分析本工程活性炭生產(chǎn)過程主要包括備煤工序、成型工序、炭化工序、活化工序、 成品處理工序?，F(xiàn)詳細介紹如下：1、備煤工序備煤工序主要是對活性炭生產(chǎn)所用的原料煤進行處理以保證后續(xù)工序的正 常運行。在備煤工序，用于壓塊破碎活性炭和柱狀活性炭生產(chǎn)的計量原料煤經(jīng)破 碎、磨粉后，送往成型工序進行成型處理；用于原煤破碎活性炭生產(chǎn)的原料煤被 破碎至合格粒度后送往炭化工序進行炭化。（1）原料煤的破碎依據(jù)本工程選用的生產(chǎn)工藝方案，生產(chǎn)原

9、煤破碎活性炭的原料煤需先經(jīng)過破 碎至合格粒度后再送至炭化工序進行炭化生產(chǎn)，生產(chǎn)壓塊破碎活性炭和柱狀活性 炭的原料煤需先經(jīng)過破碎達到合格粒度再送至磨粉工序，即原煤破碎是本工程生 產(chǎn)的第一道工序。（2）洗精煤的磨粉磨粉是為成型造粒做準備，磨粉工序的要求應該是在工業(yè)條件允許的情況下 盡可能把洗精煤磨得細一些，這樣可以使原料均勻，增大煤粉的外表面積，捏合 時在水和粘結(jié)劑的存在下產(chǎn)生界面化學凝聚，易于成型和提高產(chǎn)品強度。對于本 工程，一般要求煤粉的細度為95%以上通過200目即可完全達到生產(chǎn)工藝要求。2、成型工序成型工序就是在專用的成型造粒設備中對煤粉進行加工，使之具備工藝要求 的性能和形狀。在成型工序

10、，用于進行擠壓活性炭生產(chǎn)的原料煤粉要被擠壓成條 狀后破碎再送往炭化工序進行炭化，再經(jīng)烘干后送往炭化工序進行炭化。2.1捏合捏合工序?qū)ψ罱K產(chǎn)品的強度、外觀及產(chǎn)品的得率都有很大影響，其過程是將 煤粉與一定數(shù)量的粘結(jié)劑和水（采用催化活化法時則同時添加一定數(shù)量的催化劑） 在一定溫度下進行充分混合并攪拌一定時間，使加入的粘結(jié)劑和水與煤粉經(jīng)過充 分的浸潤、滲透和分散均勻，煤粉在粘結(jié)劑和水的存在下產(chǎn)生界面化學凝聚成膏 狀物料，具有擠壓變形的可塑性，易于成型和提高產(chǎn)品強度。2.1.1擠條擠條過程是將捏合好的煤膏送入成型機，使物料在高壓下通過一定規(guī)格的模 具，煤膏在高壓下發(fā)生復雜的彈性與塑性變形，最終成條狀被擠

11、出。（1）風干剛成型好的炭條由于溫度較高，并含有一定的水份，質(zhì)地柔軟，強度較差， 所以必須通過一定時間的自然風干使存在于物料內(nèi)部的水份擴散到物料表面并 被蒸發(fā)除去，同時物料被冷卻至常溫。物料在風干過程中由于水份的除去、物料 的冷縮及物料內(nèi)部的界面化學凝聚，使得物料內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密化，從而達到炭條硬 化并提高強度的目的，使物料在運輸儲存及炭化時不發(fā)生碎裂和粉化現(xiàn)象，保證 后續(xù)生產(chǎn)和最終產(chǎn)品的質(zhì)量。風干采用自然堆放法將物料水平鋪放于光潔的水泥地面之上，鋪放厚度為 35cm。風干時間一般為48個小時。3、炭化工序炭化工序是氣體活化法生產(chǎn)活性炭過程中的重要工序之一，該過程是把原料 隔絕空氣加熱，使非碳元素

12、減少，以生產(chǎn)出適合活化工序所需要的碳質(zhì)材料的工 序，是活化前的主要準備與基礎(chǔ)。炭化工序包括成型物料的炭化和炭化尾氣處理 兩部分。3.1成型物料的炭化炭化工序?qū)嶋H上就是物料在低溫條件下的十餾，在該過程中，物料在一定的 低溫范圍內(nèi)和隔絕空氣的條件下逐步升溫加熱，物料中的低分子物質(zhì)首先揮發(fā)， 然后煤及煤焦油瀝青分解和固化。整個炭化過程中物料會發(fā)生一系列復雜的物理 變化和化學變化，其中物理變化主要是脫水、脫氣和干燥過程；化學變化主要是 熱分解和熱縮聚兩類反應。物料在熱分解和熱縮聚反應過程中析出煤氣和煤焦油， 物料中的有機化合物的氧鍵結(jié)合基被破壞，氧元素以h2o、co、co2等氣體析 出，同時形成芳香族

13、化合物和交聯(lián)的高強度碳分子結(jié)構(gòu)固體；在炭化過程中，由 于物料在高溫分解時將氧和氫等非碳物質(zhì)排出，失去氧氫后的碳原子則進行重新 組合，形成具有基本石墨微晶結(jié)構(gòu)的有序物，這種結(jié)晶物由六角形排列的碳原子 平面組成，它們的排列是不規(guī)則的，因此形成了微晶之間的空隙，這些空隙便是 炭化料的初始孔隙。因此，炭化的目的就是使物料形成容易活化的二次孔隙結(jié)構(gòu) 并賦予能經(jīng)受活化所需要的機械強度。對物料炭化的要求就是通過炭化所得的炭 化料外觀要達到一定的規(guī)格和形狀要求，內(nèi)部結(jié)構(gòu)上要具有一定的初孔結(jié)構(gòu)，同 時要具有較高的機械強度。炭化工藝控制的主要操作條件包括炭化溫度、炭化終溫、物料的升溫速度、 加料速度及炭化時間。3

14、.2、炭化尾氣處理成型物料的炭化過程產(chǎn)生炭化尾氣，炭化尾氣的組成主要為兩部分：一部分 為炭化時外加燃料熱源燃燒產(chǎn)生的高溫加熱氣體，主要成分為co2、h2o、n2 及少量的SO2和CO；另一部分為成型物料炭化熱分解時所產(chǎn)生的揮發(fā)物組份， 諸如CO、h2、CH4、烷烴、烯烴、煤焦油等。炭化尾氣中含有少量有毒有害物 質(zhì)，這些氣體直接排入大氣將給周圍環(huán)境造成污染，因此炭化尾氣需要經(jīng)過處理 才能直接排入大氣。目前，炭化尾氣處理采用的方法主要有兩類，一類是焚燒法，一類是電捕集 器法。本工程采用焚燒法處理炭化尾氣。焚燒法是使炭化尾氣進入焚燒爐，在800950C的高溫條件下并有過量空氣 的氣氛中充分燃燒，將可

15、燃氣體及有害物質(zhì)全部燃燒成CO2后排入大氣。焚燒 爐可用煤氣加熱也可用煤加熱，燃燒產(chǎn)生的熱量通過廢熱鍋爐進行回收產(chǎn)生蒸汽。 這種方法投資少，操作簡單，可以將對環(huán)境有害的物質(zhì)徹底脫除，不留環(huán)境隱患， 同時可以產(chǎn)生工程生產(chǎn)所需要的蒸汽。焚燒法處理炭化尾氣流程示意圖見圖2-1。天然氣天然氣蒸汽焚燒爐焚燒尾氣+余熱鍋爐焚燒尾氣小脫硫裝置林凈化右土炭化煙囪 焚燒尾氣煤i炭化爐| 一炭化尾氣*圖2-1焚燒法處理炭化尾氣流程示意圖4、活化工序活化工序是活性炭生產(chǎn)過程中最關(guān)鍵的工序，它直接影響到活性炭的性能、 成本和質(zhì)量，活化工序也是活性炭生產(chǎn)過程中操作復雜、投資較大的核心部位。氣體活化法的活化工序是用活化氣

16、體和碳發(fā)生氧化還原反應，侵蝕炭化物的 表面，同時除去焦油類物質(zhì)及未炭化物，使炭化料的微細孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達的工序。 由于炭化料在生產(chǎn)過程中已經(jīng)具備了基本的孔隙結(jié)構(gòu)和一定數(shù)量的比表面積，但 是距活性炭所要求的技術(shù)指標相差甚遠。活化就是在保持炭粒一定強度的前提下， 通過工藝措施使炭化料具有發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，達到活性炭所要 求的技術(shù)性能。根據(jù)工程確定的活性炭生產(chǎn)方法，本工程活性炭生產(chǎn)方法確定為氣體活化法。 氣體活化法生產(chǎn)煤基活性炭，無論采用什么設備，其基本原理都是一致的，即采 用水蒸汽、煙道氣（主要成分為CO2）或其混合氣體等含氧氣體作為活化劑，在 高溫下與炭接觸發(fā)生氧化還原反應進行活化，生

17、成一氧化碳、二氧化碳、氫氣和 其它碳氫化合物氣體，通過碳的氣化反應（“燒失”）達到在碳粒中造孔的目的。 其主要化學反應式如下： TOC o 1-5 h z C+2H2O 2H2+CO218kcalC+H2O H2+CO31kcalCO2+C 2CO41kcal從上述三個化學反應式可以看出，三個反應均是吸熱反應，即隨著活化反應 的進行，活化爐的活化反應區(qū)域溫度將逐步下降，如果活化區(qū)域的溫度低于 800C，上述活化反應就不能正常進行，所以在活化爐的活化反應區(qū)域需要同時 通入部分空氣與活化產(chǎn)生的煤氣燃燒補充熱量，或通過補充外加熱源，以保證活 化爐活化反應區(qū)域的活化溫度?；罨磻獙儆跉夤滔嘞到y(tǒng)的多相反

18、應，活化過程中包括物理和化學兩個過程， 整個過程包括氣相中的活化劑向炭化料外表面的擴散、活化劑向炭化料內(nèi)表面的 擴散、活化劑被炭化料內(nèi)外表面所吸附、炭化料表面發(fā)生氣化反應生成中間產(chǎn)物 （表面絡合物）、中間產(chǎn)物分解成反應產(chǎn)物、反應產(chǎn)物脫附、脫附下來的反應產(chǎn)物由炭化料內(nèi)表面向外表面擴散等過程。目前的研究表明，活化反應通過以下三個階段最終達到活化造孔的目的。第一階段是炭化時形成的但卻被無序的碳原子及雜原子所堵塞的孔隙的打 開，即高溫下，活化氣體首先與無序碳原子及雜原子發(fā)生反應。第二階段是打開的孔隙不斷擴大、貫通及向縱深發(fā)展，孔隙邊緣的碳原子由 于具有不飽和結(jié)構(gòu)，易于與活化氣體發(fā)生反應，從而造成孔隙的不斷擴大和向縱 深發(fā)展。第三階段是新孔隙的形成，隨著活化反應的不斷進行，新的不飽和碳原子或 活性點則暴露于微晶表面，于是這些新的活性點又能同活化氣體的其它分子進行 反應，微晶表面的這種不均勻的燃燒就不斷地導致新孔隙的形成?；罨に?/p>