煤基活性炭壓塊機系統優化改造方法探討

邊戰華

摘 要：活性炭是一種具有豐富孔隙結構和巨大比表面積的炭質吸附材料，其廣泛應用于工業、農業、國防、交通、環境保護等領域，隨著社會發展和人民生活水平的不斷提高，尤其是近年來國家加強環境保護力度，國內外市場對活性炭的需求量日益擴大，逐年增長。而壓塊活性炭作為煤基活性炭一種主要類型產品，其生產應用也在不斷擴展。壓塊機系統為壓塊活性炭生產核心裝備，其設備運行效率、安全性、產品得率、能耗等直接關系企業安全生產及經濟效益。基于此，本文主要對壓塊機系統的優化改造方法進行了研究探討。

關鍵詞：煤基活性炭 壓塊機系統 改造方法

中圖分類號：TD424 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）11（c）-0102-02

壓塊活性炭生產工藝起源于國外，應用比較普遍，該工藝在國內應用始于20世紀90年代后期，近幾年來隨著國內外對壓塊炭產品需求量的不斷上升，國內廠家紛紛上馬壓塊炭生產系統，產業得到較快發展，其產品具有中孔較發達，非常適用于水廠凈化水（液相）處理。

壓塊活性炭生產過程主要有磨粉、成型、炭化、活化等工序。其中成型工序主要是對磨粉后的原料進行干法造粒，生產設備為壓塊機系統。由于技術、工藝制造等多方面原因，國內廠家制造的壓塊機系統存在不能很好匹配強制喂料機，無法實現連續穩定運行，易噴粉，達不到設計能力等諸多問題，因此根據生產需要對其進行系統優化改造具有十分突出的現實意義。

1 壓塊活性炭生產工藝

該生產工藝流程為：具有一定的黏結性的一種或按一定比例配比的兩種煤加少量添加劑（一般加瀝青），磨成煤粉（要求80%以上通過300目）后，利用干法高壓成型設備（壓塊機）對混合均勻的粉料進行壓塊；破碎篩分后，合格粒度壓塊料經炭化、活化過程得到活化料，再經破碎篩分得到市場需要規格活性炭成品，篩下粉料通過磨粉制成粉狀活性炭副產品。工藝流程如圖1所示。

2 壓塊機系統存在問題

（1）料倉下料不暢，強制喂料機給料不足。

（2）壓塊炭系統不能連續穩定運行。

（3）無排氣功能，煤粉出現架橋及外噴現象。

3 優化改造方法

優化改造方法1：改變喂料模式，滿足壓機需要。

由于原壓塊系統緩沖料倉體積小，且料倉下料不暢，造成強制喂料機中煤粉不能連續供給到壓塊機，壓塊機不能正常生產運行。

改造方法：將緩沖料倉去掉，直接用DN400鋼管代替。

按照DN400管進喂料機截面單位小時內最大通過量為Q=πR2×V×3600（流速單位為m/s），在通過強制喂料機進口的流速V=gt、S=1/2gt2（S為從刮板到進口的距離為4m），經計算得DN400料管最大流量為Qmax=40m3/h，煤粉的堆比重為0.43，換算成質量單位為17.2t/h，而壓塊機的設計能力為7.5t/h，所以采用DN400鋼管供料完全能夠滿足壓塊機所需原量。改造后壓塊系統如圖2所示。

優化改造方法2：增加自動跟蹤聯鎖程序，實現壓塊機工況連續穩定運行。

原強制喂料機與壓塊機控制系統為各自控制，由操作人員手動設置參數生產運行。但手動調節強制喂料機頻率無法使壓塊機的工況達到穩定，壓塊機的電流高低變化幅度大，壓塊機無法實現連續穩定的運行。

改造方法：將強制喂料機與壓塊機進行聯鎖調試。

設定壓塊機運行電流高低限，強制喂料機的頻率根據壓塊機的電流進行變化，當電流超過上限時，強制喂料機降低給料頻率；當電流低于下限時，強制喂料機升高給料頻率。目前以0.1Hz/3s的速度設定，即壓塊機電流連續低于下限3s后，喂料機頻率升高0.1Hz，反之則降低0.1Hz，通過實際運行驗證，效果較好，實現了壓塊機連續穩定運行。

優化改造方法3：實現排氣功能，解決煤粉架橋及外噴現象。

原強制喂料機無排氣功能，在煤粉輸送進強制喂料機過程中，有部分氣體夾帶進來，因無法排除，時間一長，且負荷大時，極易形成煤粉架橋，影響壓塊機正常運行，嚴重時設備內憋壓，造成煤粉外噴，污染作業環境并產生安全問題。

改造方法：在強制喂料機上部開口引直管至四樓輸煤刮板機內，如圖2所示。

通過在在強制喂料機上部開口引直管至四樓輸煤刮板內，將壓塊機在壓制煤粉過程中擠出的氣體及時、有效地排出壓塊機壓腔，同時氣體進入四樓輸煤刮板機內，由于輸煤刮板機為密閉結構，防止了煤粉架橋及氣體夾帶煤粉外噴現象。

4 結語

與國內其他廠家“定量給料”生產模式相比，減少了一道匹配程序，解決了喂料問題，實現了壓塊系統“自動取料”，生產更容易進行控制。解決了喂料機與壓塊機的相對匹配，與更新前相比，壓塊機生產負荷調整范圍更廣。解決了壓塊機的恒定工況運行，提高了穩定性，降低了勞動強度，同時消除了潛在的安全隱患，使壓塊系統運行更加可靠。

參考文獻

[1] 梁大明.中國煤質活性炭[M].北京：化工工業出版社，2008.

[2] 郭俊春.煤基活性炭生產技術工藝及發展[J].生物化工，2018，4（5）：134-136.

[3] 趙晶.煤基活性炭的制備及其吸附廢水中有機物的應用[J].山西化工，2018，38（5）：200-201，204.