煤质活性炭对原煤与配煤的要求以及对煤焦油的确定
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一、煤质活性炭的生产对原料煤及配煤的要求
（一）煤质活性炭的生产对原料煤的要求
1、水分
煤中的水分对活性炭生产有一定影响，水分含量过高不仅对煤炭的破碎、筛分不利，而且增加能量消耗，提高生产成本。褐煤内在水分很高，其次是无烟煤，中等变质程度的烟煤内在水分含量很低。目前我们要求无烟煤水分≤5%。
2、灰分
煤灰分含量高会降低煤的发热量，影响炭化料及活性炭产品的机械强度，影响活性炭的孔隙结构，降低活性炭的吸附能力，使活性炭产品杂质增加，限制了煤质活性炭的应用领域。但是有些矿物质如CaO、MgO、Fe2O2、K2O及Na2O等可以催化煤中碳与水蒸气的反应，加快反应速度，提高活化炉的产量。一般要求灰分≤6%，目前我们要求采用的原煤灰分≤3%。
3、挥发分
无烟煤挥发分含量很低。挥发分含量过高，挥发出的物质容易结焦，堵塞产品通道；过低，不能为活化提供足够的燃料。目前要求挥发份为7-8%。
4、煤的反应性
反应性高的煤在活化和燃烧过程中，反应速度快、效率高。
（二）煤质活性炭的生产对配煤的要求
配煤是改善煤质活性炭产品孔结构，提高活性炭产品吸附性能的一种好方法。
1、单种煤的结焦特性及其在配煤中的作用
肥煤：肥煤属中等变质程度的煤，挥发分范围较广，胶质层厚度大于25mm，受热时产生大量的胶质体，其流动性大，热稳定性好。肥煤在约260℃时有机质开始分解。肥煤具有很强的粘结能力，能将煤粉颗粒很好的粘结在一起，形成机械强度较好的炭颗粒，是配煤中的重要成分。但挥发分高的肥煤，结焦性较差，因此，在选择肥煤作配合煤时，要充分考虑肥煤的粘结能力、挥发分、结焦性等。
弱粘煤：弱粘煤是一种还原程度较弱的低变质程度到中等变质程度的煤。加热时，产生的胶质体较少，结焦性能较好。精选弱粘煤加粘结剂（煤焦油），在特定的工艺条件下制造柱状活性炭在国内已成为现实，其被用作催化剂载体。
焦煤：焦煤具有中等挥发分与中等胶质层厚度，加热时能形成热稳定性很好的胶质体。结焦性能好，在配煤中焦煤可以起到提高干馏固体物料之机械强度的作用。炼焦工业利用焦煤单独炼焦时，能得到块大、裂纹少、机械强度和耐磨强度都高的焦炭。目前尚未有报道利用焦煤制造活性炭。随着活性炭制造研究工作的深入，焦煤作为配合煤会用于活性炭制造工业。
经过研究发现，在生产工艺基本条件相同条件下，煤质活性炭孔结构类型主要由煤本身性质决定：褐煤生产的活性炭碘值不高，但孔容积较高，这说明褐煤生产的活性炭中孔，大孔较多，这种活性炭的脱色能力较强，在某些液相应用领域，实际应用效果较好；由不黏煤、弱黏煤为原料生产的活性炭中孔较发达，适宜生产液相吸附净化用活性炭；以无烟煤为原料生产微孔发达的活性炭，适宜生产优良的气相吸附用活性炭。
2、配煤原理
活性炭制造主要是依据挥发份-粘结性指标的配煤基本概念进行配煤，一般要求配合煤的挥发份在25%-30%这个范围内，特征指数为3-5，根据活性炭特性要求改变单种煤在配合煤中的配合比例。
总之，配煤是改善活性炭产品孔结构，提高活性炭产品吸附性能的一种好方法。但如何配煤，应因地制宜，应根据活性炭产品孔结构及吸附性能的要求，确定配煤的煤种和配煤的比例，切不可盲目照搬，否则不会达到提高活性炭性能，降低生产成本的目的。
需要指出的是配煤技术难以大幅度提高活性炭的吸附性能，只能在一定范围内改善活性炭的吸附性能，降低生产成本。如果生产高吸附性能的活性炭产品，应采用催化活化，煤岩分析等先进的新技术。
经过研究发现，在生产工艺基本条件雷同条件下，煤质活性炭孔结构类型重要由煤自己性子决定：褐煤生产的活性炭碘值不高，但孔容积较高，这说明褐煤生产的活性炭中孔，大孔较多，这种活性炭的脱色能力较强，在某些液响应用领域，现实应用结果较好；由不黏煤、弱黏煤为质料生产的活性炭中孔较发达，适宜生产液相吸附净化用活性炭；以无烟煤为质料生产微孔发达的活性炭，适宜生产精良的气相吸附用活性炭。
混合配比的确定在煤质柱状炭生产中是指煤粉、煤焦油及水三者之间比例关系的确定。实际操作中固定煤粉的加入量，视成型压力的高低来改变煤焦油和水的加入比例。
（1）煤焦油加入量的确定
煤焦油影响炭的活化速度，煤焦油中沥青的含量对活性炭孔隙结构及吸附性能也有一定影响。煤焦油不同，沥青焦产率不同。用沥青焦产率高的煤焦油作粘合剂，制得的炭化半成品颗粒孔隙度小，活化剂与炭颗粒接触面小，活化速度慢，小孔不易扩展。但沥青焦产率太低，也会影响产品的物理化学性能。煤焦油中沥青含量太低，混合煤膏可塑性差，成型阻力大，炭条物性差，容易折断，在炭化过程中短时间内大量挥发分排出易导致炭粒开裂变碎，颗粒强度低，炭化得率低；沥青含量太高，成型时由于发热，物料粘性加大，成型阻力增加，炭条变硬，表面不光滑，容易损坏模具，炭化料水容量低，活化速度慢。出现这两种情况必 须对煤焦油中沥青含量加以调节。对于沥青含量比工艺要求低的煤焦油，应加入适量的煤沥青。煤焦油中沥青含量高于工艺要求，则需加人稀释剂如炭黑油、回收油等，但如果用重油、绿油作稀释剂时，由于它们与煤焦油性质不同，易分层，因此混合时要勤加搅拌，配制温度应保持在60～90℃之间。
煤焦油的加入量与煤粉细度有关，煤粉颗粒相对粗些，煤粉比表面小，煤焦油不易渗透到颗粒内部。为了保证混合料的塑性，这时应减少煤焦油的加入量；反之应适当增加煤焦油的加人量。但应指出，不要认为既然煤粉粗些，可以降低煤焦油的用量，降低生产成本，煤粉就可以任意粗，可是这样将会导致活性炭机械强度下降、吸附性能差的严重后果。
煤焦油的加入量应视原料煤挥发分产率高低略有变化。挥发分产率高的煤，煤焦油加入量应少些；反之应适当增加一些。
总之，煤焦油的加入量要适中。混合料中煤焦油太少其可塑性差，成型困难，炭条易断，表面粗糙；煤焦油过多，炭条易变形，炭化时容易出现结块现象。煤焦油加入量受成型压力的制约，加量少则成型压力大；反之，则成型压力小。煤焦油加入量同时受其粘度的制约，加入量不变，粘度大则成型压力大。确定煤焦油的配比要根据其质量指标、煤粉性能、原料煤的性质、压制炭条直径的大小而定，而重要的是视活性炭产品的物理化学性能而定。一般煤焦油加入量为22％～32％。