活性炭活化爐的工作原理

時間：2020-12-29作者：咸陽鴻峰窯爐設(shè)備有限公司瀏覽：216

活性炭活化爐的工作原理，活性碳活化爐采用水蒸汽、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(yīng)進(jìn)行活化，生成一氧化碳、二氧化碳、氫氣和其它碳?xì)浠衔餁怏w，通過碳的氣化反應(yīng)(“燒失”)達(dá)到在碳粒中造孔的目的。其主要化學(xué)反應(yīng)式如下：

C+2H2O 2H2+CO2—18kcal ①

C+H2O H2+CO—31kcal ②

CO2+C 2CO—41kcal ③

上述三個化學(xué)反應(yīng)均是吸熱反應(yīng)，即隨著活化反應(yīng)的進(jìn)行，活性炭活化爐的活化反應(yīng)區(qū)域溫度將逐步下降，如果活化區(qū)域的溫度**800℃，上述活化反應(yīng)就不能正常進(jìn)行，所以在活化爐的活化反應(yīng)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(yīng)區(qū)域的活化溫度。

活化反應(yīng)屬于氣固相系統(tǒng)的多相反應(yīng)，活化過程中包括物理和化學(xué)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(kuò)散、活化劑向炭化料內(nèi)表面的擴(kuò)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(yīng)生成中間產(chǎn)物(表面絡(luò)合物)、中間產(chǎn)物分解成反應(yīng)產(chǎn)物、反應(yīng)產(chǎn)物脫附、脫附下來的反應(yīng)產(chǎn)物由炭化料內(nèi)表面向外表面擴(kuò)散等過

活化反應(yīng)通過以下三個階段較終達(dá)到活化造孔的目的。

**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(yīng)。

*二階段是打開的孔隙不斷擴(kuò)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(yīng)，從而造成孔隙的不斷擴(kuò)大和向縱深發(fā)展。

*三階段是新孔隙的形成，隨著活化反應(yīng)的不斷進(jìn)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(jìn)行反應(yīng)，微晶表面的這種不均勻的燃燒就不斷地導(dǎo)致新孔隙的形成。

活化工藝控制的主要操作條件包括活化溫度、活化時間、活化劑的流量及溫度、加料速度、活化爐內(nèi)的氧含量等。

炭化料經(jīng)破碎篩分，篩選合格炭粒作為活化原料，太粗的炭粒返回破碎篩分，太細(xì)的炭粒返回作為燃料使用，合格炭粒由斗提機(jī)提升到活化爐爐**部加入爐內(nèi)，借助炭化料的重力緩慢加入，炭每隔一定時間加入活化爐的爐內(nèi)，與送入的過熱蒸汽反應(yīng)，炭在逐步下降過程中被蒸汽加熱干燥，實現(xiàn)活化，最后經(jīng)冷卻由較下端卸料口隔一段時間卸出。水蒸氣先經(jīng)預(yù)熱至300～400℃送至活化管內(nèi)作為活化介質(zhì)，與炭化料并流由上而下，在流動過程中不斷與炭粒接觸，經(jīng)過一系列活化反應(yīng)，在活化管下部燒失炭變成水煤氣，水煤氣與活化炭一同進(jìn)入冷卻段后在分離管內(nèi)被分離出來，由下連煙道送到底部活化管外爐膛燃燒，由二次空氣管吸入空氣以滿足燃燒需要，燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔?，通過蓄熱室將熱量傳遞給格子陣進(jìn)行熱交換，維持爐溫，使活化反應(yīng)繼續(xù)不斷地進(jìn)行。

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