中文摘要
高比表面积活性炭由于具有发达的微孔结构和大的吸附容量，被广泛用于燃料气储存、气体分离、超级电容器、催化反应等方面。黑龙江省作为煤炭大省，其丰富的煤炭资源为活性炭产业的发展提供了有利的条件。
本研究以黑龙江三种不同煤种七台河煤、依兰煤和鸡西煤为原料，运用正交实验方法，采用KOH化学活化法在氮气保护下制备高比表面积活性炭，以所得活性炭的碘吸附值为考察指标，比较三种煤制备活性炭的优劣并确定最佳工艺条件。结果表明：经酸洗脱灰的七台河煤，活化温度850℃，炭活化时间120 min，碱炭比5/1为最佳实验条件。在此条件下所得活性炭的碘吸附值已达1946 mg·g-1，比表面达到1721 m2·g-1。
将七台河煤与依兰煤进行配煤实验研究，结果表明：七台河煤与依兰煤配比1/1，碱炭比6/1，活化温度850℃，炭活化时间120 min时活性炭的吸附性能最佳。其主要影响因素依次为原料煤配比、碱炭比、活化温度和炭活化时间。在此条件下所得活性炭的碘吸附值可达1973 mg·g-1，比表面达1735 m2·g-1。
以KOH为活化剂，配煤活化反应速率在800~950℃范围内，对烧失率B为一级反应，由阿仑尼乌斯公式可求出反应活化能为101.4032 kJ·mol-1，指前因子为3.1382×104。配煤制活性炭对苯酚吸附符合Freundlich吸附等温模型，其对苯酚的吸附量随温度的升高而下降，吸附热力学参数△H为-9.6108 kJ·mol-1，△S为-20.0541 J·mol-1·K-1，△G均为负值；其对苯酚的吸附符合二级吸附动力学模型，吸附速率常数k2为1.9515×10-2 g·mg-1·min-1。
关键词：高比表面活性炭；炭活化反应；配煤
Abstract
HSAAC(high surface area activated carbon) is widely used in fuel gas storage, gas separation, catalysis and various chemical processes, because of having more micro-porous and high absorption capacity. As a major coal province of Heilongjiang, rich coal resources for the development of activated carbon industry has provided favorable conditions.
In this disquisition, HSAAC were prepared by KOH activation and N2 protection with orthogonal design from three typical coals of Heilongjiang which were Qitaihe coal, Yilan coal and Jixi coal. The optimum technics conditions were determined by adsorption value of I2. The results was indicated that，the activated carbon of which the absorption value of I2 and BET surface area respectively reached up to 1946 mg·g-1 and 1721 m2·g-1 above, was prepared by Qitaihe anthracite pretreated under the experimental conditions of activated temperature of 850℃, activated time of 120min and ratio of alkali/carbon of 5/1.
Blending coal study of Qitaihe and Yilan coal was also done at the same time, The results showed that the best experiment condition was the two type of coals as 1/1 ratio mixture, ratio of alkali/carbon of 6/1, activated temperature of 850℃, activated time of 120min. The main influence factors in order were the ratio of coal, ratio of alkali/carbon, activated temperature and activated time. On this condition the absorption value of I2 and BET surface area respectively reached up to 1973mg·g-1 and 1735 m2·g-1.
The results also show the reaction rate of burn-off B is first-order reaction used KOH in 800~950℃. According to Arrhenius equation, it is calculated that the apparent activation energy of carbonization-activation reaction is 101.4032 kJ·mol-1, and the pre-exponential factor is 3.1382×104. The adsorption equilibrium of phenol onto
activated carbon based adsorbents can be described in terms of the Freundlich isotherm. Phenol adsorption capacity onto activated carbon decreases with increasing temperature, the adsorption parameters of thermodynamics △H are -9.6108 kJ·mol-1,△S are -20.0541 J·mol-1·K-1,△G are negative. The kinetics of phenol adsorbed respectively onto coal based superfine composite adsorbents fit the second order kinetic model. the velocity constant k2 is 1.9515×10-2 g·mg-1·min-1.
Keywords: HSAAC; carbonization and activation; blending coal
目 录
中文摘要.............................................................................................I Abstract..........................................................................................II 第1章 绪 论 (1)
1.1前言 (1)
1.2活性炭的种类和结构 (2)
1.2.1活性炭的种类 (2)
1.2.2活性炭的结构 (2)
1.3煤基活性炭的制备原料 (4)
1.3.1原料的选择 (4)
1.3.2 配煤制备活性炭 (4)
1.4煤基活性炭的制备工艺 (5)
1.4.1气体活化法 (5)
1.4.2化学活化法 (5)
1.5高比表面活性炭的应用 (6)
1.6高比表面活性炭的研究现状及发展前景 (8)
1.7课题的提出及意义 (8)
1.7.1课题的提出 (8)
1.7.2课题研究的意义及内容 (9)
1.8课题的来源 (9)
第2章 实验部分 (10)
2.1实验原料与试剂 (10)
2.1.1煤种的选择 (10)
2.1.2活化剂的选择 (11)
2.1.3其它试剂 (11)
2.2实验仪器与设备 (11)
2.3实验方法 (11)
2.3.1活性炭制备的工艺流程 (11)
2.3.2 活性炭制备的实验步骤 (12)
2.3.3 活化反应动力学实验 (13)
2.3.4活性炭吸附动力学实验 (13)
2.3.5活性炭吸附热力学实验 (13)
2.4正交实验设计 (14)
2.5产品性能的测试及数据处理 (14)
2.5.1比表面积的测定 (14)
2.5.2碘吸附值的测定 (15)
2.5.3烧失率的计算 (16)
2.5.4扫描电子显微镜（SEM）分析 (17)
2.6本章小结 (17)
第3章 实验结果与讨论 (18)
3.1KOH活化黑龙江典型煤种制备活性炭的实验 (18)
3.1.1活性炭制备实验方案 (18)
3.1.2实验结果及因素分析 (18)
3.1.3工艺参数的影响分析 (20)
3.2KOH活化配煤制备活性炭的实验 (23)
3.2.1配煤制备活性炭实验方案 (24)
3.2.2配煤制备活性炭实验结果及分析 (25)
3.2.3扫描电子显微镜（SEM）结果分析 (28)
3.3配煤制备活性炭的动力学考察 (29)
3.3.1活性炭制备活化动力学理论 (29)
3.3.2KOH活化法炭活化反应速率 (30)
3.3.3原料中挥发分对炭活化反应的影响 (32)
3.3.4炭活化温度对反应速率的影响 (34)
3.4配煤制备活性炭吸附动力学及热力学考察 (35)
3.4.1活性炭吸附理论 (35)
3.4.2活性炭吸附速率方程 (39)
3.4.3活性炭吸附等温模型 (42)
3.4.4温度对活性炭吸附性能的影响 (45)
3.5KOH活化反应机理探讨 (46)
3.6本章小结 (48)
结 论 (49)
参考文献 (50)
致 谢 (55)
攻读学位期间发表论文 (56)
第1章绪论
1.1 前言
活性炭是最早发展的炭质材料，我国考古工作者在挖掘湖南长沙马王堆一号汉墓时发现棺椁外面有大量木炭，其作用是用来除去棺椁周围的湿气和浊气，从而对尸体起到了防腐作用，由此可见我国劳动人民在2000多年以前就已经知道并利用了木炭的吸附作用[1]。然而活性炭真正得到利用却仅有几百年多的历史，如今活性炭已经得到了广泛的应用。
传统的活性炭制备材料一般有煤炭、木材、木炭、木屑、椰壳、果壳等。以煤为主要原料可制取的高炭材料主要有活性炭、炭分子筛和碳素材料等。
活性炭是由含碳物质经炭化活化处理后得到的黑色多孔性固体物质，其孔隙结构发达，比表面巨大，具有优异的吸附性能，因此被广泛应用于食品、轻工、造纸、印染、化工、石油、纺织、冶金等工业部门及农业、医药、环保、国防等众多领域中的分离、回收、精制、脱色、催化等化工工艺过程[2]。
中国是世界上煤炭资源丰富的国家之一，黑龙江省一直以来被作为较大的煤炭生产基地，其资源分布广泛，煤种齐全，包括褐煤、长焰煤、无烟煤、气煤、1/3焦煤、肥煤、瘦煤、贫煤等[3]。目前，黑龙江省的资源开发基本上还处于原矿开发阶段，大量的原煤未经洗选就直接输出，其他向外输出的产品也主要是一些“傻、大、黑、粗”的初级产品和原材料产品，精细产品、深加工产品较少，在全国有影响的名优产品和高科技产品更少[4]。除了煤转电、煤炭气化等项目外，基本没有高附加值的产品。因此合理地利用黑龙江省煤炭资源丰富的优势，以其为原料来制备吸附性能优良的活性炭产品，是一条有广阔前景的有效利用煤炭资源的可行途径。
1.2 活性炭的种类和结构
1.2.1 活性炭的种类
活性炭的种类很多，按原料不同可分为煤质炭、木屑炭、石油炭、果壳炭、骨炭、有机废料炭、合成树脂炭、纸浆废液炭等。按其形状可分为粉状活性炭、颗粒活性炭（柱形炭、球形炭、粉碎性炭）、纤维状炭等。按化学药剂种类及活化法不同可分为药剂活化法炭（化学活化法炭）和气体活化法炭（物理活化法炭）。按用途不同可分为液相吸附炭、气相吸附炭、催化剂和催化剂载体炭等。随着研究的深入，出现了各种不同种类的活性炭，如活性炭纤维、炭分子筛、微球炭、成型活性炭、蜂窝活性炭、活性炭膜和炭分子筛膜、泡沫炭等[5]。
1.2.2 活性炭的结构
影响活性炭吸附性能的因素主要有活性炭结构、吸附质化学性质和环境条件等[6]。下面介绍活性炭的结构。
1.2.2.1 微晶结构 活性炭被称为无定形碳。研究表明，作为无定形碳，活性炭结构中含有石墨微晶，这些微晶是尺寸为1～3 nm 的结晶。石墨微晶类似于石墨的二向结构，但又与石墨有所不同，活性炭中的结构一般被称为乱层结构。其区别如图1-1所示。
图1-1 石墨结晶与乱层结构[5]
Fig. 1-1 Plumbaginous crystal and random layer configuration
X 射线衍射分析表明，由于存在有序的石墨结构，活性炭通常具有明显的导
电性。在某种程度上，导电性是与活化温度有关，并在高温下导电性会增强。因
a) 石墨微晶 b) 乱层结构
为在高温情况下氧化物的绝缘性消失，并生成较大的单元晶粒。不同的含碳材料在加热过程中，微晶间的排列有两种不同的方式，一种是基本整齐的排列，称易石墨化炭；一种是杂乱的排列，称难石墨化碳。它们的结构模型见图1-2。
a) 非石墨型结构b) 石墨型结构
图1-2活性炭石墨型和非石墨型结构[5]
Fig. 1-2 The configuration of graphite and non- graphite
1.2.2.2 孔隙结构由石墨晶粒和无定形碳所组成的多相物质决定着活性炭独特的结构。单个微粒间呈现众多的裂缝和孔隙。前苏联学者杜比宁提出了下述的孔隙分类方法：孔隙直径为100~2000 nm时，称大孔；孔隙直径为2~100 nm时，称中孔（或称过渡孔）；孔隙直径为2 nm以下时，称微孔。国际理论与应用化学联合会（IUPAC）的分类与上述方法有所差别，将活性炭的孔隙结构分为：微孔（2 nm以下）、中孔（2~50 nm）和大孔（50 nm以上）[7]。活性炭的孔隙结构模型如图1-3所示。
微孔
中孔
大孔
图1-3活性炭的孔隙结构模型
大孔的内表面能发生多层吸附，在活性炭中，由于它的比例很少，所以大部分只能起着作为被吸附质进入吸附部位的通路作用。但它作为支配吸附速度的因
素，在实际应用中也是非常重要的。过渡孔的作用不是单纯的，在许多情况下和大孔作用相同，作为被吸附质的通路而支配着吸附速度，对不能进入微孔的大分子也起着吸附部位的作用。活性炭的吸附作用大部分是在微孔进行的，吸附量受微孔的支配。微孔的生成，对于微量的重量损失就能形成非常大的比表面积，而比表面积是衡量活性炭性能的一个主要指标。
1.2.2.3 化学结构 在空气中灼烧活性炭时，可得到一定数量的残烬，即通常所称的灰份。原料和不完全洗涤后所残留的活性添加剂或催化剂成为上述无机组分的来源。元素分析表明，在活性炭的碳骨架中还存在一定数量的杂原子，其中的杂原子与碳原子间通过化学键相互联系。在活性炭的结构中还含有不饱和的化学键，活性炭的活性来源于和其它杂原子相连的碳原子所呈现的强烈吸附能力。1.3 煤基活性炭的制备原料
1.3.1 原料的选择
煤炭具有价格低廉、来源广泛的特点，因此近20年来，各国均将煤作为生产活性炭的原料之一。颗粒活性炭与粉状活性炭具有很大的优点，它可以再生，这是煤基活性炭得到发展的重要原因之一。
褐煤、烟煤、无烟煤均可作为煤基活性炭的原料，因其性质各异，要生产优质的多品种活性炭，必须清楚了解原料的性质，从而充分利用当地的煤炭资源生产出理想的活性炭。褐煤、无烟煤孔隙率较高，本身即为污水处理的吸附剂。我国多以无烟煤生产活性炭，其中宁夏的太西煤，低灰、低硫、碳含量高，是生产活性炭的优质原料。目前宁夏已成为我国优质煤基活性炭的生产基地[8]。
1.3.2 配煤制备活性炭
煤基活性炭制备过程中，原料煤是决定其孔结构和吸附性能的主要因素之一。以低变质程度的烟煤为原料生产的活性炭中孔较为丰富，以高变质程度的无烟煤制备的活性炭微孔发达。
采用配煤技术生产活性炭，一方面，可以在一定程度上改善单种煤生产活性
炭的孔结构和吸附性能，从而扩大其应用领域；另一方面，可以在不大幅度增加活性炭生产成本的前提下，在一定范围内改变活性炭的孔结构，提高活性炭的吸附性能。
黑龙江省煤炭资源丰富，品种齐全，借用炼焦工艺中的配煤技术，合理将其应用于活性炭的生产工艺中，是一条前景十分广阔的提高煤炭利用价值的途径。
1.4 煤基活性炭的制备工艺
1.4.1 气体活化法
气体活化法是将原料炭化后用水蒸气、二氧化碳、空气等活化气体或它们的混合物进行高温活化制成活性炭。最常用的是水蒸气活化法[2 ,9 ,10]。
气体活化法可以采用以下几种工艺流程：
（1）将原料直接炭化，然后经过破碎再进行气体活化，制成活性炭。
（2）将原料破碎后不经过磨粉、挤压成型直接进行炭化、活化，制成破碎炭或粉状炭。原料为褐煤、无烟煤等。
（3）将原料磨粉，加粘合剂混合压块，然后进行炭化和活化，制成柱状活性炭。此种方法制得的活性炭强度较大，粒度可以控制在很窄的范围内，故质量较高。
（4）将原料磨粉压块，然后进行破碎、炭化、活化，制成不规则粒状活性炭。此流程适用于以烟煤为原料制造活性炭。
（5）将原料破碎磨粉，加粘合剂混合，在常温常压下造球，然后进行炭化活化，制成球形活性炭。
1.4.2 化学活化法
化学活化法是将含碳材料用化学药品浸渍或掺合后在适当的温度下，经过炭化、活化制取活性炭的一种方法。化学活化法常用的一部分具有催化作用的活化剂列于表1-1。
表1-1常见的化学活化试剂
Table 1-1 The familiar reagent of activation reaction
类 别品 种
酸 类盐酸、磷酸、硝酸、硫酸
碱 类氢氧化钾、氢氧化钠
氧化物氧化钙、氧化钠
氯化物氯化锌、氯化镁
硫化物硫化钾
化学活化法通常是一次同步完成的。化学活化法事先将化学药品添加到原料之中，然后进行一次性的炭活化反应。化学活化法需要的炭活化反应温度远低于气体活化法的活化反应温度，一般范围为400~900℃之间。如用硫酸处理时温度不超过200℃，用磷酸活化时温度为400~600℃之间，用氯化锌活化时在550~700℃下进行[10]。
化学活化法形成活性炭的内部孔隙，并非通过碳本身的氧化反应，而主要是通过化学活化剂的作用。这些活化剂大都是能够在较低温度下，把原料中的氢氧原子通过脱水作用除去而主要留下碳。也就是说，化学药品活化反应时对碳并无明显的脱除作用。化学药品在炭活化时明显影响了有机物的热解过程，使焦油的形成限制在最低程度。
化学活化法制成的活性炭，其产品特性与气体活化法炭存在着显著差异。首先，化学活化法炭的内外均匀性更好；其次，从孔隙结构特点来看，气体活化法炭孔隙主体为大孔与微孔，中孔容积较小，而化学活化法除具有一定大孔、微孔外，还有较多的中孔，因此更适宜于液相中吸附较大分子的物质。例如在净化水质时，能很好地脱除有色物质，达到规定的色度要求。
目前，应用较多、较成熟的化学活化剂有KOH[11]、NaOH[12]、H3PO4[13]、ZnCl2[14,15]等，其中以KOH为活化剂制得的活性炭的吸附性能最好[16-18]。
1.5 高比表面活性炭的应用
高比表面活性炭作为一种优良的吸附剂，被广泛应用于工业、农业及环境保护领域中，其应用领域从用于食品和医药的脱色与除味、防毒面具，发展到大规
模应用于溶剂精制与回收、空气净化、烟气脱硫、催化剂等领域，近年来又在大容器电容器、天然气储存等领域得到新的应用。
以下从四个方面加以说明。
（1）催化剂 在化工催化工业中，常将高比表面活性炭用作催化剂或催化剂载体。例如，光气制造、烃类的氯化、氧化脱氢、二氧化硫氧化和一些聚合物反应等都采用活性炭做催化剂[19-21]，在乙苯氧化脱氢制苯乙烯的过程中，采用高比表面活性炭作为催化剂，不仅可以显著降低反应温度、减少能耗，而且其转化率和选择性均有大幅度的提高，分别达到80%和90%，高于普通活性炭[22]。有研究表明，以比表面积超过3000 m2·g-1的活性炭作为催化剂Cu的载体，可以使NO转化率提高6倍[23]。
（2）超级电容器 超级电容器被广泛应用于电动汽车的辅助电源及微机存储器的后备电源等方面[24,25]，是一种介于电容器和电池之间的新型储能元件，具有功率密度高、循环寿命长、能量密度高、充放电速度快、安全性好以及无污染等优良特性[26,27]。高比表面活性炭具有比表面积高、导电性好等优点，是制备超级电容器的良好材料。采用高比表面积活性炭作为其电极材料，可以显著提高电容器的电容量，并具有良好的充电性能和循环性能[28]。
（3）气体燃料的储存 以氢气、天然气代替当前各领域使用的汽油、柴油等燃料的途径可用来减少由汽车尾气带来的污染。而气体的储存是利用气体燃料的关键技术，现有储存天然气的方法主要有：高压压缩储存、低温液化储存和吸附储存。高比表面活性炭与储氢合金构成的复合材料可在比较温和条件下储存氢气及天然气的混合物[29]。其中，吸附储存是一种极具潜力的方法，利用高比表面活性炭吸附储存可以大大降低储存压力[30,32]，近几年，高表面活性炭用于氢气的吸附储存，取得了较好的效果[33-35]。
（4）无机离子及有机杂质的吸附 高比表面积活性炭具有丰富微孔结构，因此它对无机离子及有机杂质有着极大的吸附能力，可以用于饮用水净化、贵重金属回收与富集、工业三废处理等领域[36-39]。
此外，高比表面积活性炭还可用于气体的分离精制、药物的精制提纯等方面。
1.6 高比表面活性炭的研究现状及发展前景
高比表面活性炭的应用领域不断扩大，从传统的食品，医药脱色，除味和用于防毒面具，到工业上的大规模应用（如溶剂的精制回收与分离，在有机合成工业中做催化剂和载体，在国防科学上用来防除原子能设施放出的放射性物质等）特别是近年活性炭在环境保护中起到了极其重要的作用，用于污水处理和净化给水，净化空气并除去生产中排除的有害气体。西方一些发达国家在环保方面的人均活性炭需求量已达到每年300～400 g。目前，全世界活性炭年消费超过70万t，并以每年15%的速度递增 [5]。
为了提高煤基活性炭产品性能，满足各种用户对活性炭产品性能的要求，国内外研究了多种新技术、新工艺用以提高煤基活性炭的产品性能。催化活化活性炭生产技术和配煤生产活性炭技术就是近年来随着活性炭生产技术的进步而发展起来的煤基活性炭生产新技术[40]。配煤技术的引入，为活性炭的制备工艺带来了一片广阔的天地。这些技术在国内被广泛推广应用，提高了我国活性炭产品在国际市场的竞争力。
1.7 课题的提出及意义
1.7.1 课题的提出
黑龙江是我国的产煤大省，煤炭产量居全国第4位，不仅煤炭储量丰富，而且煤种齐全，多为低磷、低硫，可以满足发电、冶金、化工、建材、炼焦和动力用煤等各种需求。但煤炭的利用尚处于较低水平，产业效益低，资源优势并未转化成经济优势，开发利用的潜力很大。因此，要使黑龙江煤炭资源优势转化成经济优势，只有进行更高层次的开发才行[7]。
活性炭作为煤的化学加工产品之一，现在已成为一种用途非常广泛的吸附剂。制备活性炭的木质原料由于自然森林的禁伐以及为保持生态平衡而受到限制。因此，研究利用黑龙江省煤炭为原料制备优质的活性炭具有重要的应用价值。一方面，为煤炭资源的非燃料化利用提供了新的增长点，而另一方面，从根本上解决
了破坏自然林烧制木炭制备活性炭的问题。价廉质优的原料，独到的处理措施将使产品获得良好的工业应用前景。
目前普遍使用的煤基活性炭，其比表面积一般为500~1200 m2·g-1，存在灰分高、孔容小、微孔分布过宽、比表面小和吸附性能较差的缺点，己不能满足日益发展的环保、医药、军事等重要领域的需要。因而，急需开发具有高比表面积和优良吸附性能的新型吸附材料。
1.7.2 课题研究的意义及内容
煤基活性炭以特定煤种或配煤为原料，由于煤炭品种多、来源广、价格相对便宜，应用日渐广泛。理论上各煤种如高变质无烟煤、低变质无烟煤、烟煤（气、肥、焦、瘦、贫、弱粘和不粘煤等）、褐煤、泥炭都可作为煤质活性炭的生产原料。但在实际生产中，为了保证用户要求的强度、灰分、粒度及吸附性等综合性能指标，制取煤基活性炭主要采用优质无烟煤。我国活性炭行业目前以煤为原料的则集中于优质无烟煤及不黏结性煤。众多厂家竞相争夺有限的原料资源，造成原料不足，成本提高，价格上扬，供需矛盾日益突出。这不仅造成生产的产品品种单一，而且已造成了原料不足、成本提高、供需矛盾日益突出的局面，并且这种情况随着活性炭行业的不断发展而日益严重。因此，必须在技术上加以改进，开发以配煤为原料的煤基活性炭产品对拓展活性炭原料来源、开发新的活性炭产品无疑具有重要意义。
本试验利用黑龙江省煤炭资源丰富的优势，在研究七台河、鸡西及依兰等地不同煤种的基础上，选择七台河无烟煤、依兰长焰煤配合为原料，采用KOH活化工艺，制备出比表面积超过1500 m2·g-1的高效优质活性炭，以求降低成本，拓宽市场，满足更广泛的应用领域。并从机理及热力学、动力学上对炭活化及吸附过程加以探讨。
1.8 课题的来源
本课题来源于2008年黑龙江教育厅科学技术研究项目：黑龙江省配煤制备高比表面煤基活性炭的研究，项目编号：11531328。
第2章 实验部分
2.1 实验原料与试剂
2.1.1 煤种的选择
实验选取黑龙江省具有代表性的三种煤作为研究对象，分别是七台河无烟煤、依兰长焰煤和鸡西弱黏结性烟煤，其煤质分析见表2-1。三种煤分别记作QM、YM 及JM。
表2-1三种原煤的工业分析和元素分析
Table 2-1 Result of approximate analysis, ultimate analysis of coal samples 煤种M ad A d V d S t.ad C H O N QM 3.33 10.75 10.86 0.41 80.16 5.26 13.12 1.48 YM 3.61 2.72 42.34 0.17 75.28 4.89 17.83 1.89 JM 9.32 2.80 29.01 0.89 83.89 6.28 7.24 2.11 七台河煤炭资源丰富，除烟煤的储量大、品种齐全外，无烟煤的储量也非常可观，近已探明，无烟煤的保有储量为4000万t以上。七台河无烟煤属于无烟煤中变质程度较低的煤种，这对于制备活性炭是十分有利的。若无烟煤煤化程度深，其基本微晶中石墨层状排列比较规则，这对制备活性炭是不利的。所以选用年轻的无烟煤，它既具有含碳量高、挥发分适中的优点，又具有加热不产生煤焦油、物料不黏结、不膨胀、不易形成微晶规则排列的石墨化结构等好处，比较容易制造出优质的活性炭。
依兰煤属低变质程度的长焰煤，由表2-1可知,依兰煤挥发分达40%以上，这是与制造活性炭的一般原料煤的唯一最大不同之处。由煤质资料可知，精选后的依兰煤灰分可达3%左右，能满足生产高档活性炭的要求。
鸡西煤属于弱黏结烟煤，其储量丰富，由表2-1可知，其灰份低，但挥发份含量及硫含量均较高，对活性炭孔隙结构的发展有一定的影响。目前对鸡西煤制备活性炭的研究还较少。
由表2-1可知，七台河煤挥发分含量低、灰分含量高，高灰分不仅降低了煤中
固定碳含量，而且对活性炭的制备也十分不利，因此实验所制备的活性炭必须经过脱灰处理。
2.1.2 活化剂的选择
本实验选用的活化剂为高品质片状KOH（工业纯＞99%）。
2.1.3 其它试剂
苯酚，盐酸（5 %），硫代硫酸钠标准液（0.1 mol/L），碘标准液（0.1 mol/L），淀粉指示剂等。
2.2 实验仪器与设备
本实验采用的设备装置有：球磨机、马弗炉、程度升温控制仪、恒温烘箱、超级恒温水浴、0~200目套筛、JW-04型全自动氮吸附比表面仪、751紫外分光光度计、MX2600型扫描电子显微镜及其它常用设备如干燥器、电炉、天平等。
制备活性炭的装置如图2-1所示。
1－反应器；2－马弗炉；3－升温控制器；
4－流量计；5－减压阀；6－氮气瓶
图2-1 活性炭制备装置示意图
Fig. 2-1 Profile of experimental apparatus for making activated carbon
2.3 实验方法
2.3.1 活性炭制备的工艺流程
实验流程如图2-2所示。
Fig. 2-2The Experiment process of making activated carbon
2.3.2 活性炭制备的实验步骤
（1）将原料煤装入球磨机进行碾磨，至所需粒度，然后筛分，筛上的返回球磨机中，筛下的作为合格原料，干燥备用。
（2）称取粉碎好的煤样放入研钵中，同时加入所需比例的氢氧化钾，物理方法搅拌均匀。
（3）将掺入氢氧化钾的样品放入镍坩埚，置于马弗炉中。
（4）通入氮气驱赶系统内空气，30 min后以10℃/min的升温速度加热，至
煤基活性炭的定向制备与再生研究 煤基活性炭的定向制备与再生研究 摘要：对煤基活性炭生产过程中炭化与活化的机理展开了详细的分析和论述，同时分析了制备过程中影响质量的因素，并且具体分析了活性发电极材料的定向制备。介绍了活性炭再生以及评价方法，为煤基活性炭的快速发展提供参考。 关键词：煤基活性炭；炭化；活化；再生 中图分类号： TQ424.1 文献标识码： A 文章编号： 引言：活性炭又叫多孔炭，是一种具有高度发达的孔隙结构和极大表面积的人工炭材料，其物理化学性质稳定，耐酸碱，能经受水湿、高温及高压，不溶于水和有机溶剂，使用失效后可以再生，是一种循环经济性材料。并且活性炭的制备原料十分广泛，主要分为木质类和煤质类原料。木质类原料主要有果壳，农作物秸秆及纸浆废液等；煤质类原料主要有褐煤，无烟煤，焦炭煤及石油，石油沥青焦等。 一、煤基活性炭的生产 1、炭化 煤基活性炭的生产工艺中，炭化的主要目的是使煤分子结构中的含氧官能团断裂并使得自由基芳环进行分解聚合，从而可以增加碳的含量，为活化过程中需要形成的孔隙碳结构进行培育。煤基活性炭的炭化过程，简单的说就是在隔绝空气，不加入化学品的条件下热解。炭化过程首先是包括氢、氧等大部分的非碳元素经过分解之后，以气态的形式释放，之后一些自由的碳元素互相结合，形成有序结构，也就是石墨微晶单元形式，然后，那些无序的碳就可以填充进去，经过活化之后形成发达的空隙结构活性炭。 2、活化 煤基活性炭的活化过程就是利用水蒸气和二氧化碳等对碳进行 弱氧化的过程。活化过程分为化学活化法和物理活化法，所谓化学活化法是将化学药剂与含碳的物质进行混合，然后结合炭化进行活性炭的生产；而物理活化法是利用水蒸气和二氧化碳、氧气等与含碳物质
煤质活性炭在水处理中的应用方式 煤质柱状活性炭用于有毒气体的净化，废气处理，工业和生活用水的净化处理，溶剂回收等方面。并且广泛应用于工农业生产的各个方面，如石化行业的无碱脱臭（精制脱硫醇）、乙烯脱盐水（精制填料）、催化剂载体（钯、铂、铑等）、水净化及污水处理；电力行业的电厂水质处理及保护；化工行业的化工催化剂及载体、气体净化、溶剂回收及油脂等的脱色、精制；食品行业的饮料、酒类、味精母液及食品的精制、脱色；黄金行业的黄金提取、尾液回收。 煤质柱状活性炭用于饮用水深度处理时，通常有以下几种方式： 1.活性炭砂滤料双层滤料滤池，即用煤质柱状活性炭代替原有砂滤池中的部分砂滤料。炭一砂双层滤料滤池。通过炭层的吸附与砂层的过滤作用，可有效去除水中有机污染物。同时还可以除氨（NH4 双层滤料过滤过滤时，上层是无烟煤滤料，下层是石英砂，承托层滤料是鹅卵石（起承托作用，非过滤粒径或非过滤材料）。同理，三层滤料过滤过滤时，为了提高滤池出水水质，过滤器内的滤床设立单层滤料。将大颗粒而相对密度小的无烟煤滤料分布在上层；中颗粒中相对密度的滤料石英砂分布在中间层；小颗粒大相对密度的磁铁层滤料在下层，这样的滤料称为三层滤料池。这么设计特别适合于滤料脏了以后的反冲洗，滤料会自动分层，密度较小的在上层，密度较大的在下层。 2.用煤质柱状活性炭替换砂滤池中全部砂滤料，使起吸附兼过滤的作用。 3.快滤池后的单独活性炭池。即在砂滤池后面设置GAC滤池，进行二次过滤。砂滤池主要截除矾花。活性炭池吸附有机物、酚和嗅昧。与上两种工艺相比，单独活性炭池基建费用较高。但能
利用较多的活性炭吸附，降低运行费用，易更换活性炭，能更有效地去除TOC、挥发性有机物和特种有机物等。 4.生物活性炭（BAC）法工艺，指经臭氧预处理的水的活性炭吸附过程。 臭氧与颗粒活性炭相结合的臭氧生物活性炭净水处理工艺（BAC法），包括三个过程：臭氧氧化、活性炭吸附和生物降解。BAC法能高效去除水中的有机物，延长活性炭使用寿命。
活性炭的生产方法及工艺 作者：易择活性炭 上文我们分享了目前市场上有哪些活性炭：按材质分主要有煤质活性炭、木质活性炭、果壳活性炭、椰壳活性炭等；按形状分类有不定型颗粒炭、柱状活性炭、蜂窝活性炭、粉末活性炭等。 那么活性炭是如何生产的？是经过怎样的生产工艺得到的呢？这次我们以煤质活性炭的生产过程为例，来聊聊活性炭的生产方法和工艺。 01原料选择 按原理来说，所有的煤炭都可以生产制作成活性炭。但因不同的煤质生产的出来的活性炭品质有很大差异，为了更好的适应市场和让资源得到合理的利用，目前国内煤质活性炭的生产原料，主要采用山西大同地区的弱粘结性烟煤和宁夏的太西无烟煤。 此外，新疆烟煤也适宜制作活性炭。近几年受新疆地区煤层开发和经济发展的影响，现在采用新疆烟煤生产活性炭的厂家也越来越多。另外陕西神木地区也有部分企业使用当地烟煤生产活性炭，但活化出来的产品吸附值普遍较低，碘吸附值主要在400-700mg/g（国标87标）。 02炭化活化工段 “活性炭是一种含碳材料经过炭化、活化处理后的炭质吸附剂”，据此句定义可知生产活性炭有两个必备的工段，就是炭化和活化。 炭化是活性炭制造过程中的主要热处理工艺之一，常采用的设备主要有流态化炉、回转炉和立式炭化炉。
煤质活性炭通常炭化的温度在350-600℃。在炭化过程中大部分非碳元素——氢和氧因原料的高温分解首先以气体形式被排除，排除了原料中的挥发分和水分，而获释的元素碳原子则组合成通称为基本石墨微晶的有序结晶生成物，使得炭颗粒形成了初步孔隙，具备了活性炭原始形态的结构。原料经过炭化之后，我们称之为炭化料，炭化料已经具备了一定的吸附能力，但吸附能力极低，经检测一般炭化料碘吸附值只有200mg/g左右。 活化方法根据活化剂的不同分为物理活化法（也称气体活化法）和化学活化法。 煤质活性炭常用的活化方法是物理活化法，以水蒸气、烟道气（水蒸气、CO2、N2等的混合气）、CO2或空气等作为活化气体、在800-1000℃的高温下与炭化料接触进行活化（实际生产过程中最常使用烟道气）。 活化过程通过开放原来闭塞的孔隙、扩大原有孔隙和形成新的孔隙三个阶段达到造孔的目的。活化主要是通过活化炉设备进行活化反应造孔，当下主流有斯列普炉（SLEP）、斯克特炉（STK）、耙式炉、回转炉，目前在国内斯列普炉是使用最多的气体活化法炉型。 03成品工段 成品工段主要是根据应用需要制作成粒度不同的产品，对于颗粒炭，主要有破碎、筛分和包装三个过程。 破碎设备通常是采用双辊式破碎机，通过调节双辊之间的间隙大小，控制产品的粒度大小，以提高合格粒度筛分的得率。 筛分设备通常采用振动筛，将破碎后的物料筛分成粒度较大、合格和粒度较大的三种。在实际生产过程中往往会在振动筛上加多层筛网筛出几种粒度范围内的产品，最后将粒度合格的产品进行包装销售。工业应用中通常采用500kg/包和25kg/包的方式进行包装。另外在生产过程中，对于特殊用途的产品也会用去石机和除铁机以降低产品的灰分。 对于粉末活性炭，主要是通过磨粉和包装两个过程。磨粉现在基本上大多工厂都是采用雷蒙磨设备生产，通过调节磨机的分析器可以生产出粒度为200目和325目的成品粉炭。 04深处理工段 针对某些特殊用途的产品，会将成品炭再进行酸洗、碱洗、水洗等深加工处理。
1.煤质活性炭主流生产工艺及产污分析 （1）生产工艺流程 煤质活性炭生产工艺主要工序为破碎磨粉、成型、炭化、活化、成品处理等。 回转炉炭化、斯列普炉活化工艺流程是国内煤质活性炭生产的主流工艺,主要分布在宁夏、山西,约占全国煤质活性炭生产企业总数的7２%。 图1 活性炭生产工艺流程图 合格的原料煤入厂后,被粉碎到一定细度(一般为200目)，然后配入适量黏结剂(一般为煤焦油）在混捏设备中混合均匀，然后在一定压力下用一定直径模具挤压成炭条,炭条经炭化、活化后,经筛分、包装制成成品活性炭。 （2）生产过程中的排污节点、污染物排放种类、排放方式
破碎磨粉工序排放颗粒物（煤尘）,排放方式主要是有组织排放。 成型工序排放颗粒物(煤尘）、挥发性有机物,多以无组织形式逸散。 炭化、活化工序排放的主要污染物为颗粒物、SＯ2、NO X、苯并[a］芘（B ａP)、苯、非甲烷总烃（ＮMＨＣ）及氰化氢(ＨCN），排放方式为有组织排放。具体详见下表。 表１煤质活性炭污染物排放方式、排放种类、行业特征污染物 (３）无组织排放 煤质活性炭工业生产过程无组织排放节点有混捏成型工序、煤焦油储罐区、炭化工序车间门窗处、成型料晾晒场等。排放的污染物为挥发性有机物和一氧化碳。 污染末端治理 （1）磨粉、混捏、成品筛分包装工序粉尘治理 活性炭行业磨粉、混捏、成品筛分包装工序产生粉尘污染,磨粉工序生产设备内产生的粉尘经旋风除尘器及布袋除尘器收集，并作为原料回用，除尘效率98%以上。新建和大型企业成品筛分包装工序有回收设施回收，规模较小企业存在无组织排放现象。混捏工序无组织废气无处理措施,通过标准制定，引导企业
第34卷第2期煤 炭 学 报V o.l34 N o.2 2009年2月J OURNAL OF C H I N A COAL SOC I ETY F eb. 2009 文章编号:0253-9993(2009)02-0252-05 煤基活性炭电极材料的制备及电化学性能 张传祥1,2,张 睿1,成 果1,谢应波1,詹 亮1,乔文明1,凌立成1 (1 华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海 200237;2 河南理工大学材料科学与工程学院,河南焦作 454000) 摘 要:以太西无烟煤为原料、KOH为活化剂制备高比表面积的活性炭.采用N2吸附法对活性炭的比表面积、孔容和孔径分布进行了表征,并评价了其用作超级电容器电极材料的电化学特性.在碱炭比为4 1,800 条件下活化1h制备的活性炭比表面积达3059m2/g,总孔容为 1 66c m3/g,中孔率63%.该活性炭在3m ol/L KOH电解液中的比电容为322F/g,大电流密度 下充放电时的比电容保持率高,漏电流仅有0 06mA,是理想的超级电容器电极材料. 关键词:活性炭;超级电容器;比表面积;比电容 中图分类号:TQ536 9 文献标识码:A Preparation and electroche m ical properties of coal based activated carbons Z HANG Chuan x iang1,2,Z HANG Ru i1,C HENG Guo1,X I E Y i n g bo1, ZHAN L iang1,Q I A O W en m ing1,LI N G L i cheng1 (1 S t a t e K e y La boratory of Che m ic a lE ng ineeri ng,E ast China University of Sc i ence and Technol ogy,Shangha i 200237,Ch i na;2 School o f M ateri a l S cie nce and Engineeri ng,H e nan P olytec hn ic Un i versit y,Jiaozuo 454000,Ch i na) Abst ract:Anthracite fr o m Ta i x iCoa lM i n e w as activated by KOH to prepare h i g h perfor m ance activated carbons as electr odes for e lectric doub le layer capacitors(EDLCs).The effect of preparation para m eters on the properties o f acti v ated car bons w as i n vesti g ated and t h e ir EDLC properties w ere m easured i n3m ol/L KOH aqueous so lution. The surface area of t h e AC sa m ple prepared w ith KOH/coal ratio of4 1at800 for1h reaches3059m2/g,and its pore volum e is1 66c m3/g,i n w hich the m esoporosity is63%.The as prepared acti v ated carbons exh i b it lar ge capacitances(322F/g)and lo w leakage current(0 06mA). K ey w ords:activated car bon;super capac itor;spec ific surface area;specific capac itance 电化学电容器(EDLC)又称超级电容器(super capac itor),是介于充电电池和电容器之间的一种新型的储能器件,具有功率密度大、循环寿命长、可快速充放电,安全和无污染等特点,是一种高效、实用和环境友好的能量储存装置[1-2].在便携式仪器设备、数据记忆存储系统、电动汽车电源、应急后备电源等许多领域都有广阔的应用前景及独特的应用优势[3-7].高比表面积活性炭因具有比表面积大、化学稳定性高以及导电性好等优点,一直是制造双电层电容器电极的首选材料.从容量、功率密度、阻抗等方面考虑,作为理想的电极材料,不仅要有高的比表面积,而且要有合理的孔径分布[4].煤作为高比表面积活性炭的前驱体具有以下优点[8-13]:首先,在煤中碳是主要元素,无烟煤的碳含量可达到90%;其次,煤 收稿日期:2008-02-24 责任编辑:柳玉柏 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50672025);国家自然科学基金重点项目(50730003);上海市 登山行动计划 基础研究重点项目(06J C14018) 作者简介:张传祥(1970 ),男,河南台前人,副教授,博士研究生 E-m ai:l zcx223@163 co m;联系人:张睿,男,山西静乐人,副教授.Te:l021-********,E-m ai:l z hangru i davi d@ecust edu c n
煤质活性炭生产工艺 无烟煤活性炭采用优质无烟煤为原材料，成品无烟煤活性炭从外观上一般分为颗粒活性炭、柱状活性炭、蜂窝活性炭、粉末活性炭等，有时可根据客户需求另行加工。 一、活性炭生产过程表述： 1.原料初选： 选用优质无烟煤，用螺旋洗料机将原材料进行反复水洗，去除材料中杂质，将水洗过的原材料经过晴天晾晒，为炭化作准备； 2.炭化阶段： 生产活性炭一般需要2台回转炉，一台炭化用，一台活化用。先将炭化炉升温，温度达到达到150℃左右，材料内的水分几乎蒸发完毕；炭化炉温度达到400℃时，木质材料有机物急剧地进行热分解，炉温达到在500-700℃左右时为高温煅烧阶段，煅烧过程中生成液体产物已经很少，排出残留在木炭中的挥发性物质，高温煅烧是炭化阶段最重要的环节，直接决定了木炭的固定碳含量，优良的炭化料固定碳含量一般在85%以上。炭化料出炉初步进行生化检测，检测其水分、固定炭含量、灰分与碘值等， 3.活化阶段： 将活化炉升温，将炭化过的原料进入到活化炉，高压注入水蒸汽、二氧化碳、空气（主要是氧）或它们的混合物（烟道气）为活化介质，在高温下（600～900℃左右，活化段温度）进行活化，炉内温度为电脑显示控制，活化的温度与时间长短会对活性炭的碘值有直接的影响。活性炭活化阶段是生产活性炭最关键的一环，直接决定了活性炭的品质，即碘值。 4.活化好的炭避免与空气接触，直接进入经冷却塔冷却，待活性炭的温度降到100摄氏度左右为冷却完毕，此时可表观活性炭的成色，以质地均匀，乌黑密实的炭为上乘，此时进行生化指标检测，根据活性炭的国家标准检测方法检测，确定活性炭成品的质量指标。 5.用皮带输送机送往破碎机粉碎，利用排风机的吸力将输送带上活化料吸入破碎机中，重量较大的沙石等杂质留在除杂机上被除去，粉碎后的细炭由风力吸入分离器中，粗炭由分离器返回破碎机中再碎，合格炭随风力送往旋风或震动筛中分离，旋风分离器排出的气体再经袋滤器捕集细炭粉之后排空，由旋风分离器与振动筛分离的炭，可直接作为成品出售。若用户对活性炭纯度要求较高，则上述所
煤质柱状活性炭采用优质煤为原材料,经过炭化→冷却→活化→洗涤等一系列工序研制而成。 其外观普遍为黑色圆柱状煤质柱状活性炭，不定形煤质颗粒煤质柱状活性炭，又称破碎炭。 圆柱形煤质柱状活性炭又称柱状炭，一般由粉状原料和粘结剂经混捏、挤压成型再经炭化、活化等工序制成。 也可以用粉状煤质柱状活性炭加粘结剂挤压成型。具有发达的孔隙结构，良好的吸附性能，机械强度高，易反复再生，造价低等特点； 用于有毒气体的净化，废气处理，工业和生活用水的净化处理，溶剂回收等方面。 煤质柱状活性炭是一种多孔性的含碳物质，其高度发达的孔隙结构使它具有庞大的表面积，所以很容易与空气中的有毒有害气体（有害杂质）充分接触，这种高度发达的孔隙结构——毛细管构成了一个强大吸附力场。 从而赋予了煤质柱状活性炭所特有的吸附性能。当这些有毒、有害气体(杂质)碰到毛细管时煤质柱状活性炭孔周围强大的吸附力场会立即将有毒、有害气体（杂质）分子吸入孔内，达到净化空气的作用。 但不是所有的煤质柱状活性炭都能吸附有害气体，只有当煤质柱状活性炭的孔隙结构略大于有害气体分子的直径，能够让有害气体分子完全进入的情况下（过大或过小都不行），才能达到最佳的吸附效果。 目前市场上主要有竹炭和乌金炭类工艺品，乌金炭价格极贵，碘吸附指标仅为650毫克/克左右；
官网地址：https://www.doczj.com/doc/485276881.html, 竹炭类产品碘吸附指标也仅为700毫克/克左右，与这两类产品相比，而果 壳类煤质柱状活性炭碘吸附指标达到1000～1200毫克/克左右，果壳类煤质柱 状活性炭具有价格低、吸附效果好、性价比好等特点。 废水的处理方法很多，主要有化学沉淀法、电解法和膜处理法等。 柱状活性炭可由许多种含炭物质制成，这些物质包括木材、锯屑、煤、焦 炭、泥煤、木质素、果核、硬果壳、蔗糖浆粕、骨、褐煤、石油残渣等。 其中煤及椰子壳已成为制造活性炭最常用的原炓。 活性炭的制造基本上分为两过程，第一过程包括脱水及炭化，将原料加热， 在170至600℃的温度下干燥，並使原有的有机物大約80％炭化。 第二过程是使炭化物活化，这是经由用活化剂如水蒸汽与炭反应来完成的， 在吸热反应中主要产生由CO及H2组成的混合气体，用以燃烧加热炭化物至适 当的溫度（800至1000℃），以烧除其中所有可分解的物质，由此产生发达的微 孔結构及巨大的比表面积，因而具有很强的吸附能力。 煤质柱状活性炭是一种多孔性的含炭物质，它具有高度发达的孔隙构造， 是一种极优良的吸附剂，每克活性炭的吸附面积更相当于八个网球埸之多。而 其吸附作用是藉由物理性吸附力与化学性吸附力达成。 其組成物质除了炭元素外，尚含有少量的氢、氮、氧及灰份，其結构则为 炭形成六环物堆积而成。由于六环炭的不规则排列，造成了活性炭多微孔体积 及高表面积的特性。 煤质柱状活性炭：适合应用于电厂原水净化、自来水净化.尤其在化工污水 的过滤净化处理以及电厂锅炉采用苦咸水的氯根处理方面,有很好的处理效果 理.
煤质活性炭生产工艺公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
煤质活性炭生产工艺 无烟煤活性炭采用优质无烟煤为原材料，成品无烟煤活性炭从外观上一般分为颗粒活性炭、柱状活性炭、蜂窝活性炭、粉末活性炭等，有时可根据客户需求另行加工。 一、活性炭生产过程表述： 1.原料初选： 选用优质无烟煤，用螺旋洗料机将原材料进行反复水洗，去除材料中杂质，将水洗过的原材料经过晴天晾晒，为炭化作准备； 2.炭化阶段： 生产活性炭一般需要2台回转炉，一台炭化用，一台活化用。先将炭化炉升温，温度达到达到150℃左右，材料内的水分几乎蒸发完毕；炭化炉温度达到400℃时，木质材料有机物急剧地进行热分解，炉温达到在500-700℃左右时为高温煅烧阶段，煅烧过程中生成液体产物已经很少，排出残留在木炭中的挥发性物质，高温煅烧是炭化阶段最重要的环节，直接决定了木炭的固定碳含量，优良的炭化料固定碳含量一般在85%以上。炭化料出炉初步进行生化检测，检测其水分、固定炭含量、灰分与碘值等， 3.活化阶段： 将活化炉升温，将炭化过的原料进入到活化炉，高压注入水蒸汽、二氧化碳、空气（主要是氧）或它们的混合物（烟道气）为活化介质，在高温下（600～900℃左右，活化段温度）进行活化，炉内温度为电脑显示控制，活化的温度与时间长
短会对活性炭的碘值有直接的影响。活性炭活化阶段是生产活性炭最关键的一环，直接决定了活性炭的品质，即碘值。 4.活化好的炭避免与空气接触，直接进入经冷却塔冷却，待活性炭的温度降到100摄氏度左右为冷却完毕，此时可表观活性炭的成色，以质地均匀，乌黑密实的炭为上乘，此时进行生化指标检测，根据活性炭的国家标准检测方法检测，确定活性炭成品的质量指标。 5.用皮带输送机送往破碎机粉碎，利用排风机的吸力将输送带上活化料吸入破碎机中，重量较大的沙石等杂质留在除杂机上被除去，粉碎后的细炭由风力吸入分离器中，粗炭由分离器返回破碎机中再碎，合格炭随风力送往旋风或震动筛中分离，旋风分离器排出的气体再经袋滤器捕集细炭粉之后排空，由旋风分离器与振动筛分离的炭，可直接作为成品出售。若用户对活性炭纯度要求较高，则上述所收集的活性炭，还必须经过酸洗、水浇和脱水处理，以除去活性炭中铁盐和灰分等杂质，然后活性炭还需烘干，使含水率降至≥10%，即为活性炭成品。 二．以下是我公司生产工艺图 三．以下是我公司生产设备图
活性炭的制备 1 活性炭的制备原料 (1) 2 活性炭的制备方法 (1) 3 煤基活性炭的制备方法 (2) 4 煤基活性炭中的粘结剂 (3) 1 活性炭的制备原料 活性炭的结构特性依赖于前躯体的性质、原料的炭化、活化和化学的调整条件[22]。选择合适的原料是影响活性炭性质的一个重要因素，活性炭可用各种类型的碳质材料来制备，来源非常广泛，大体可以分为以下几类： ①有机高分子聚合物，如萨兰树脂、酚醛树脂、聚糖醇等； ②植物类，主要是利用植物的坚果壳或核，如核桃壳、杏核、椰壳等； ③煤及煤的衍生物，如各种不同煤化度的煤及其混合物。 原料的选择一般以低灰分、高含碳量以及尽可能低的挥发分为最佳。较好的原料主要是煤（褐煤、长焰煤、烟煤、无烟煤）、木材、果壳。由于煤来源广泛、价格低廉、制备工艺相对简单而应用较多。煤的主要成分是碳，表面化学性质活泼，孔隙率高、比表面积大，其多孔结构有利于制成活性吸附材料。在以煤为原料制备活性炭的技术开发方面，德国、日本、美国、俄罗斯和中国已做了大量的研究工作，并取得了一定成果。 2 活性炭的制备方法 活性炭的制备方法主要可以分为：碳化法、活化法、碳沉积法、热收缩等方法。碳化法是将碳质原料置于惰性气氛中，以适当的热解条件得到碳化产品的方法。其基本原理是基于加热过程中各基团、桥键、自由基和芳环等复杂的分解聚合反应，表现为碳化产物的孔隙发展、孔径的扩大和收缩。在碳化过程中，碳质原料中的热不稳定组分以挥发分形式脱出，从而在半焦上留下孔隙。碳化法适用于高挥发分原料，是所有其他方法的基础。影响碳化过程的主要因素是升温速率、碳化温度与恒温时间。采用的升温速率一般在5～15°C/min，碳化温度多在500～
机电一体化在煤基活性炭生产上的应用 煤基活性炭生产行业的发展日渐蓬勃，其技术也被越来越关注。本文先从机电一体化技术单独分析开始，在介绍其功能原理的同时又简要分析了其技术优势。又从煤基活性炭生产工艺开始，探究出了其发展存在的问题，最后介绍机电一体化运用到煤基活性炭生产链上的种种优越性。 标签：机电一体化；煤基活性炭；特征模型；匹配对接 0 引言 随着全球科技的高速发展，各科类行业的交织发展在很大深度上得到推进，这也间接导致能源工程与机械工程行业在技术与设备方面进行改革的必要。经济全球化的来到，有关机构早已感受到改革趋势的紧迫性，要想在市场上稳固的立足，只能通过技术改造和生产模式转型。煤基活性炭作为一种优良的吸附性产品，在其生产过程中，运用机电一体化替换纯人力操作生产具有超前的优越性。 1 机电一体化的技术优势与应用现况 机电一体化作为一种新型科技机械技术，它的主要特性是指在传统的机械设备里引入电子计算机控制系统，使得普通机械生产设备变得智能化、系统化。从另外一个角度讲，机电一体化是把光学、信息学、微观加工学以及微机电一体化的新型技术。机电一体化不管是在数控领域、机器领域、还是集成制造领域都取得了很大的成效。 1.1 功能原理与应用解析 所谓机电一体化系统，原理上讲就是将机器、电子与通讯等独立功能与特性技术相结合为一体的高级综合系统，一款机电一体化系统的核心组成要素是总集成系统与子系统的对接接口设计。大多数机电一体化设备的总性能是由多个子设备的功能特性的协同效应来组成的，这就是机电一体化系统的总系统功能。对于机电单元件功能剖析，需要逐步探究机电对接特性来解决相关问题。而解决这类问题的一般思路就是将各个单元控件作为整体与相关功能部件融合，在充分考虑接口适配器的时候建立机电一体化接入口特性模型（见图1）来解析其功能特性。 1.2 技术优势 机电一体化技术具有的安全性高，不管是从监视、警报还是自我保护方面，都具备其独特的优越性，最大程度上降低安全系数；得益于机电一体化的高强数字处理与控制的特点，以及超高的灵活性，保证了其生产效率与质量；系统化运行模式对产品的加工与质量检测监控能够在最短时间内发现问题并做出正确的处理，保证流程的持稳运行。
煤基活性炭生产用斯列普活化炉生产工艺探讨 肖宏生,张文辉 (煤炭科学研究总院北京煤化学研究所,北京 100013) 摘要:讨论了煤基活性炭生产用斯列普活化炉合理工艺的控制,探讨了降低煤基活性炭生产成本、提高活性炭质量的途径。 关键词:斯列普活化炉;工艺 中图分类号:T Q 424 1 文献标识码:A 文章编号:1006 6772(2001)01 0057 04 收稿日期:2001-01-10 作者简介:肖宏生(1965-),男,辽宁庄河人,工程师,长期从事活性炭产品开发和工程设计工作。 煤基活性炭是中国产量最大的活性炭产品,据统计,1999年中国煤基活性炭产量超过9万t,其中产品80%出口。中国煤基活性炭生产主要采用斯列普活化炉,斯列普活化炉是活化炉的一种,由于其具有生产能力大、产品质量均匀稳定、产品的吸附指标高、能同时生产多种规格活性炭、正常生产时不需外加热源、炉子使用寿命长等特点,因而被国内煤质活性炭厂广为采用。自20世纪50年代,中国从前苏联引进设计能力为1000t/a 斯列普活化炉后,经过国内几代科研人员的不断改进和重新设计,目前,斯列普活化炉已发展成设计能力为300t/a 、500t/a 、800t/a 、1000t/a 4个系列。其中500t/a 斯列普活化炉因其造价较低,产出较为合理,国内煤质活性炭厂多采用此炉型,但是国内活性炭厂500t/a 斯列普活化炉工艺控制存在一定差别。 斯列普活化炉工艺参数控制的合理与否直接关系到活化炉的产量、产品质量及炉子的使用寿命。斯列普活化炉工艺参数控制包括炭化料、加料与卸料、活化温度、蓄热室顶部温度、燃烧室温度、通 入活化炉的蒸汽压力与流量、通入活化炉的空气压力与流量、炉内压力、加热半炉氧含量、加热半炉与冷却半炉切换周期。 本文根据笔者多年经验就500t/a 斯列普活化炉的合理工艺参数的控制、生产成本的降低和产品质量的提高进行了探讨。 1 炭化料质量对斯列普活化炉操作的影响 炭化料是加入活化炉进行活化的原料。炭化料的质量直接影响活性炭的质量、产量及炉子的使用寿命。对炭化料的要求主要包括炭化料的热稳定性、强度、灰熔点、灰分含量、堆积重、粒度、挥发分、水分及水容量。 炭化料的热稳定性要好,其在高温下不能碎裂及有结块性。炭化料若有结块性,其在活化炉的补充炭化带就会结块堵塞活化炉的产品道;炭化料若在高温下碎裂,则会使料层致密,活化介质不易穿透料层,造成活化不均匀,产品的吸附指标难于提高,活化料中常有过烧现象即白点或白条。另外,由于炭化料的碎裂容易导致活化炉产品道膨料造成
煤质柱状活性炭介绍 煤质柱状活性炭选用优质无烟煤为原料，采用先进工艺加工精制而成。外观为黑色柱状颗粒。有孔隙率发达、比表面积大、吸附力强、机械强度高、易反复再生、造价低等特点。 广泛用于有毒气体净化、废气处理、工业和生活用水的净化处理、溶剂回收等方面。 煤质柱状活性炭的应用 煤质柱状活性炭用于有毒气体的净化，废气处理，工业和生活用水的净化处理，溶剂回收等方面。广泛应用于工农业生产的各个方面: 1. 如石化行业的无碱脱臭（精制脱硫醇）、乙烯脱盐水（精制填料）、催化剂载体（钯、铂、铑 等）、水净化及污水处理； 2.电力行业的电厂水质处理及保护； 3.化工行业的化工催化剂及载体、气体净化、溶剂回收及油脂等的脱色、精制； 4.食品行业的饮料、酒类、味精母液及食品的精制、脱色； 5. 黄金行业的黄金提取、尾液回收； 6. 环保行业的污水处理、废气及有害气体的治理、气体净化； 7. 以及相关行业的香烟滤嘴、木地板防潮、吸味、汽车汽油蒸发污染控制，各种浸渍剂液的制 备等。 ?煤质柱状活性炭主要技术参数 ?执行标准GB/T 7701.4-1997
注意事项： 1、柱状活性炭在运输过程中，防止与坚硬物质混状，不可踩、踏，以防炭粒破碎，影响质量。 2、柱状活性炭储存应储存于多孔型吸附剂，所以在运输储存和使用过程中，都要绝对防止水浸，因水浸后，大量水充满活性空隙，使其失去作用。 3、防止焦油类物质在使用过程中，应禁止焦油类物质带入活性炭床，以免堵塞活性炭空隙，使其失去吸附作用。最好有除焦设备净化气体。 4、防火活性炭在储存或运输时，防止与火源直接接触，以防着火、活性炭再生时避免进氧并再生彻底，再生后必须用蒸汽冷却降至80℃以下，否则温度高，遇氧，活性炭自燃。
年产10万吨煤质活性炭生产线项目建议书 中国活性炭技术咨询公司 二OO年六月二十日
编制：*****（高级经济师）
目录 1、总论--------------------------------------------------5 1、1概述-------------------------------------------------5 1、2研究工作的范围---------------------------------------7 2、需求预测和建设规模------------------------------------8 2、1需求预测---------------------------------------------8 2、2建设规模和工艺流程-----------------------------------10 3、原料、燃料状况----------------------------------------13 3、1原料、辅助材料和燃料的种类和数量---------------------13 3、2原料来源和供应运输条件-------------------------------13 4、建设条件和厂址选择-------------------------------------14 4、1交通运输和水、电、汽的供应条件-----------------------14 4、2厂址选择的建议---------------------------------------15 5、设计方案-----------------------------------------------15 5、1项目构成---------------------------------------------15 5、2总平面布置-------------------------------------------17 5、3技术来源和生产方式-----------------------------------17 6、环境保护-----------------------------------------------18 7、企业组织、劳动定员和人员培训---------------------------19 7、1企业组织----------------------------------------------19
文章编号:１００１-９７３１(２０１７)０１-０１２４４-０５ 褐煤基活性炭和无灰煤基活性炭性能对比研究? 樊丽华１,２,王晓柳１,侯彩霞１,２,孔碧华１,梁英华１,２ (１．华北理工大学化学工程学院,河北唐山０６３００９; ２．河北省环境光电催化材料重点实验室,河北唐山０６３００９) 摘要:以褐煤和褐煤基无灰煤为原料,采用KO H直接活化法制备了高比表面积活性炭,对比了褐煤基活性炭和无灰煤基活性炭的灰分含量,比表面积,孔径结构及电化学性能.结果表明,褐煤和无灰煤在相同制备条件下可分别获得灰分为５．６１％和０．４９％的高比表面活性炭,将两种活性炭用于以３mol/L KO H为电解液的双电层电容器中,单电极质量比电容分别为１８２．４０和３３７．３８F/g.对比发现,对原料脱灰,可从根本上降低活性炭灰分,改变活性炭孔径结构.无灰煤基活性炭比褐煤基活性炭更适用于双电层电容器的电极材料,其充放电性能二倍率特性均优于褐煤基活性炭. 关键词:褐煤基活性炭;无灰煤基活性炭;灰分;孔结构;电化学性能 中图分类号: TQ４２４文献标识码:A DOI:１０．３９６９/j．issn．１００１-９７３１．２０１７．０１．０４４ ０ 引言 双电层电容器(electric double la y er ca p acitor, EDLC)是一种公认的二有效的电力储存设备,具有电容量大二充放电过程简单二循环寿命长等诸多优点[１-４],属于低碳经济的核心产品[５].目前对EDLC的研究重点是寻找价格低廉,性能优异的电极材料.活性炭(ACs)是现阶段工业化使用最多的电极材料[６-７].常用的活性炭原料有:果壳[８]二石油焦[９]二煤[１０]等.我国褐煤资源丰富,占全国煤炭储量的１６％,以褐煤为原料制备EDLC用活性炭电极材料,是褐煤资源化利用的重要途径之一. Graz y na等[１１]以灰分为９％的褐煤为原料,使用蒸汽活化法,制备了比表面积１１１０m２/g的未脱灰活性炭,此活性炭在６mol/L KO H电解液的EDLC中,其比电容仅为１３０F/g;Xin g等[１２]以灰分为３．７０％的印尼褐煤为原料,采用微波活化法制备活性炭,经HCl 酸洗除灰后,在以３mol/L KO H为电解液,５０mA/g 电流密度下的EDLC中比电容可达３７０F/g.Li 等[１３]用脱灰后的内蒙古褐煤为原料,使用ZnCl２活化法制得活性炭.此活性炭用HCl溶液酸洗除灰,在６mol/L KO H电解液,５００mA/g电流密度下,比电容为２０７．５F/g.对比发现,经脱灰处理后,活性炭的电化学性能有了明显的提高,并且对原料进行脱灰处理,电容器可在大电流密度下保持较高比电容. 对活性炭原料脱灰,可从根本上减少活性炭的灰分,降低活化剂的用量[１４-１５].无灰煤(HPC)制备工艺是对煤样进行脱灰最有效的方法,所得无灰煤具有无灰二无水二高挥发分二孔隙发达二固定碳含量高等[１６]优 点,为制备EDLC用活性炭提供了有利条件.Zhao 等[１７]以烟煤基无灰煤为原料,制备了无灰煤基活性 炭,但其比电容仅为４３．９F/g,且该小组仅考察了制备条件对无灰煤基活性炭性能的影响,并未考察原料煤基活性炭与无灰煤基活性炭之间的差异,也未明确灰分对活性炭结构及性能的影响.为研究脱灰对活性炭结构二电化学性能的影响,本文采用KOH活化法,分别以鄂尔多斯褐煤和由鄂尔多斯褐煤萃取所得的无灰煤为原料制备褐煤基活性炭和无灰煤基活性炭,分析脱灰对活性炭比表面积及孔结构的影响,并在３mol/L KO H电解质溶液中,研究脱灰对活性炭电化学性能的影响. １实验 １．１实验原料 实验采用鄂尔多斯褐煤和褐煤基无灰煤为原料,工业分析及元素分析结果见表１所示.活化剂:氢氧化钾(KO H),分析纯;粘结剂:６０％聚四氟乙烯(PT-FE);导电剂:乙炔黑. １．２活性炭的制备及双电层电容器的组装 将褐煤破碎二细磨过２００目标准筛,采用溶剂萃取法制备褐煤基无灰煤;采用KO H直接活化法制备活性炭. 将原料煤与KO H按质量比１?３的比例在适量蒸馏水中混合均匀,静置一段时间,放入真空管式炉 ４４２１ ０２０１７年第１期(４８)卷 ?基金项目:国家自然科学基金-煤炭联合基金重点资助项目(U１３６１２１２);国家自然科学基金资助项目(２１５０６０４７);河北省教育厅重点资助项目(ZD２０１４０１６);华北理工大学研究生创新资助项目(２０１５S０７) 收到初稿日期:２０１６-０６-１７收到修改稿日期:２０１６-１０-１２通讯作者:侯彩霞,E-mail:caixiasmile＠１６３．com 作者简介:樊丽华(１９７１－),女,河北宽城人,教授,硕士生导师,主要从事煤化工新技术及下游产品开发.
活性炭的生产工艺 木质材料炭化过程发生什么变化？ 木材、木屑、树根、果核和果壳等木质材料的炭化，是把它放在炭化设备内加热，进行热分解。在热解过程，发生一系列复杂化学反应，产生很多新生产物，木质材料发生了变化。根据热分解过程的温度变化和生成产物的情况等特征，炭化过程大体上可分为如下四个阶段。 1. 干燥阶段 这个阶段的温度在20—150摄氏度，热解速度非常缓慢，主要是木材中所含水分依靠外部供给的热量进行蒸发，木质材料的化学组成几乎没有变化。 2. 预炭化阶段 这个阶段的温度为50—275摄氏度，木质材料热分解反应比较明显，木质材料化学组成开始发生变化，其中不稳定的组分，如半纤维素分解生成二氧化碳、一氧化碳和少量醋酸等物质。 以上两个阶段都要外界供给热量来保证热解温度的上升，所以又称为吸热分解阶段。 3. 炭化阶段 这个阶段的温度为75—400摄氏度，在这个阶段中，木质材料急剧地进行热分解，生成大量分解产物。生成的液体产物中含有大量醋酸、甲醇和木焦油，生成的气体产物中二氧化碳含量逐渐减少，而甲烷、乙烯等可燃性气体逐渐增多。这一阶段放出大量反应热，所以又称为放热反应阶段。 4. 煅烧阶段 温度上升450—500摄氏度，这个阶段依靠外部供给热量进行木炭的煅烧，排出残留在木炭中的挥发性物质，提高木炭的固定碳含量。这时生成液体产物已经很少。 应当指出，实际上这四个阶段的界限难以明确划分，由于炭化设备各个部位受热量不同，木质材料的导热系数又较小，因此，设备内木质材料所处的位置不同，甚至大块木材的内部和外部，也可能处于不同热解阶段。 炭化对原料的要求 炭化的原料很多，薪材、森林采伐剩余物、森林抚育时消除的杂木、木材加工厂的剩余物，如木屑等都可以进行炭化。除木屑为粒状，需采用特殊炭化炉炭化外，其他原料多以木段为主，都适合大多数炭化炉或炭窑炭化原料的要求。 炭化原料树种可分为三类：第一类为硬阔叶材，如水青冈、麻栎、苦槠、榆等；第二类为软阔叶材，如杨、柳、椴等；第三类为针叶材，如马尾松、南亚松、湿地松等。要生产出高质量的木炭，以适合冶金工业和二硫化碳工业等工业部门使用，炭化原料应选用硬阔叶材，而针叶材常用来生产松木炭，用于制造活性炭。 炭化材最好大小均匀，一般要求直径不大于0厘米，若直径太大，应把它劈开，劈裂线长度要求小于12厘米。炭化材的长度以炭化炉或炭窑的高度决定，若大材不劈开，因木材的导热性差，炭化时产生的气体混合物，由木材内部通向外部，所需通过的路径很长，炭化时间也长。会导致木材机械强度下降。 供炭化的薪材多属萌芽林，故最好在秋冬季采伐，此时，树木处于休眠阶段，树液停止流动，根部贮存物质，不受损害，利于来年萌芽更新；而且秋季天气晴朗，相对湿度小，木材含水量低，伐下的薪材易干燥，可缩短炭化时间，减少燃料消耗，生产的木炭裂缝少，质量高。此外，腐朽木、病害枯死的木的木材，均不宜作炭化原料，因为腐朽木材炭化时，木炭疏松、易碎和容易自燃，大大降低木炭质量。
煤质活性炭的制作工艺及应用范围 煤灰的成分比较复杂，它是煤中无机物转化而来的产物，它的含量与成煤原始植物和成煤环境有关。煤灰中还有少量的碱金属K2O，Na2O等。煤灰中各成分的熔化温度不同，不能以单一的矿物温度来衡量煤灰的熔融温度。煤灰实际上是各种矿物成分的复合物，它是以硅酸盐和硅铝酸盆的形式存在。煤灰的成分很复杂，因此，没有确切的熔化温度。只能用温度特征来表示煤灰的熔融特征。 煤的灰熔融性对锅炉燃烧及煤质活性炭的活化过程是重要的煤质参数。煤的灰熔点过低，在炉昆上容易结碴，影响燃烧的正常进行。若用灰熔点低的煤生产煤质活性炭，在活化过程中，碳化料容易在火化道蓖上爬碴，生瘤，影响活性炭的质量和活化炉的寿命。 【煤的燃点影响煤质活性炭的质量】 煤与氧作用使煤体温度升高，当温度达到一定程度时，煤开始着火燃烧，此温度称为煤的燃点。但目前实验室测得的煤炭燃点，只是相对值，它是将NaNO2与煤样按一定比例混合，在燃点测试装置中按规定的升温速度加热，使其爆燃，爆燃的温度即为煤的燃点。显然，这种方法测出的燃点低于实际煤的燃点。 煤的燃点受煤的种类影响较大，如泥炭的燃点(225~280℃)，褐煤(250~450℃)，无烟煤(440一500℃)，焦炭的燃点较高(700~750℃)。不同的煤质燃点不同。水分大、含氧量高、挥发分高的煤及黄铁矿含量高的煤燃点均较低，易自燃。温度、煤岩组分、煤的粒度也是影响煤炭燃点的因素。 在活性炭生产中，着火点高的煤制备的碳化料，在碳化中不易被氧化，在活化炉中，温度容易控制，有利于活性炭的质量。 【活性炭制作化学活化和物理活化】 活性炭是一种既传统又现代的材料。随着人类社会的不断发展，活性炭己经在食品、医药、化工、环保等诸多的领域得到了广泛应用;应用数量也不断递增。近几年来，全球对活性炭的使用量年年增长。我国活性炭产量己经居世界前列，但是我国生产的活性炭性能一般，性能优良活性炭主要还是依靠进口。 制备活性炭的原料非常丰富，如煤、果壳、稻壳、石油焦、树脂、沥青、废旧轮胎等。其中，果壳类原材料来源广泛、成本低廉，并且具有优质的天然结构，利于形成发达微孔结构，己经得到越来越多的关注。活性炭制备方法主要分为两大类:化学活化法和物理活化法。化学活化是通过化学试剂如KOH、Zncl2等与碳材料发生一系列的交联或缩聚反应，进而创造出丰富微孔;物理活化是利用空气、二氧化碳、水蒸气等氧化性气体在高温下与碳材料内碳原子反应。化学活化优点是活化时间短、活化温度低。但是，大量化学试剂的使用提高了制备成本，高温下对设备有较强腐蚀作用，在洗涤过程中需要大量水，这些废水经过复杂处理工艺后才能达到环保排放要求。正是这一原因，目前，在工业上大多采用水蒸气活化来制备活性炭。
年产2万吨煤基活性炭项目的机器配置方案及工艺流程一.建设内容 拟建项目的基本情况见表1。 表错误！文档中没有指定样式的文字。拟建项目的基本情况 生产规模：建设1条年产活性炭2万吨生产线。 拟建项目的产品方案见表错误！文档中没有指定样式的文字。-1。 1、项目组成 拟建项目项目组成见表1.1。
一、拟建项目工艺流程及产污环节分析
本项目活性炭生产过程主要包括备煤工序、成型工序、炭化工序、活化工序、成品处理工序。现详细介绍如下： 1、备煤工序 备煤工序主要是对活性炭生产所用的原料煤进行处理以保证后续工序的正常运行。在备煤工序，用于压块破碎活性炭和柱状活性炭生产的计量原料煤经破碎、磨粉后，送往成型工序进行成型处理；用于原煤破碎活性炭生产的原料煤被破碎至合格粒度后送往炭化工序进行炭化。 （1）原料煤的破碎 依据本项目选用的生产工艺方案，生产原煤破碎活性炭的原料煤需先经过破碎至合格粒度后再送至炭化工序进行炭化生产，生产压块破碎活性炭和柱状活性炭的原料煤需先经过破碎达到合格粒度再送至磨粉工序，即原煤破碎是本项目生产的第一道工序。 （2）洗精煤的磨粉 磨粉是为成型造粒做准备，磨粉工序的要求应该是在工业条件允许的情况下尽可能把洗精煤磨得细一些，这样可以使原料均匀，增大煤粉的外表面积，捏合时在水和粘结剂的存在下产生界面化学凝聚，易于成型和提高产品强度。对于本项目，一般要求煤粉的细度为95%以上通过200目即可完全达到生产工艺要求。 2、成型工序 成型工序就是在专用的成型造粒设备中对煤粉进行加工，使之具备工艺要求的性能和形状。在成型工序，用于进行挤压活性炭生产的原料煤粉要被挤压成条状后破碎再送往炭化工序进行炭化，再经烘干后送往炭化工序进行炭化。 2.1捏合 捏合工序对最终产品的强度、外观及产品的得率都有很大影响，其过程是将煤粉与一定数量的粘结剂和水（采用催化活化法时则同时添加一定数量的催化剂）在一定温度下进行充分混合并搅拌一定时间，使加入的粘结剂和水与煤粉经过充分的浸润、渗透和分散均匀，煤粉在粘结剂和水的存在下产生界面化学凝聚成膏状物料，具有挤压变形的可塑性，易于成型和提高产品强度。 2.1.1挤条 挤条过程是将捏合好的煤膏送入成型机，使物料在高压下通过一定规格的模具，煤膏在高压下发生复杂的弹性与塑性变形，最终成条状被挤出。 （1）风干 刚成型好的炭条由于温度较高，并含有一定的水份，质地柔软，强度较差，所以必须通过一定时间的自然风干使存在于物料内部的水份扩散到物料表面并被蒸发除去，同时物料被冷却至常温。