摘要：針對活性炭脫色傳統(tǒng)工藝中存在的問題，進(jìn)行原因分析，研制出一種文丘里管加料器，從根本上解決了活性炭加入過程的污染、爆沸和融合速度問題。縮短了脫色時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。
0 引言
活性炭是有著豐富孔隙構(gòu)造和大的內(nèi)比表面積的材料。由于其大的比表面積（500~1000m2/g）、微孔結(jié)構(gòu)、強(qiáng)吸附能力和很高的表面活性，且價(jià)廉易得而成為獨(dú)特的多功能吸附劑。活性炭分為粒狀活性炭和粉末活性炭，粉狀活性炭內(nèi)比表面積較粒狀活性炭大得多，具有更好的脫色效果，因而被廣泛應(yīng)用于各種脫色工藝。但由于粉末活性炭容易產(chǎn)生粉塵飛揚(yáng)，因此也存在二次污染的弊病。本文采用新研制的一種文丘里管加料器，從根本上解決了活性炭加入過程的污染、爆沸和融合速度問題。
1 傳統(tǒng)脫色工藝中存在的問題
為探討活性炭脫色工藝中存在的問題，本文對某化工廠肌醇生產(chǎn)過程中的水解液脫色工藝進(jìn)行研究。肌醇的生產(chǎn)工藝過程主要是：菲汀經(jīng)過加壓水解后，中和去除部分雜質(zhì)，經(jīng)脫色，再經(jīng)離子交換樹脂進(jìn)一步去除部分雜質(zhì)，濃縮結(jié)晶而得。在中和去雜后，得到的水解液為深褐色液體，要在后續(xù)工藝中生產(chǎn)出合格的白色肌醇產(chǎn)品，須對水解液進(jìn)行脫色。傳統(tǒng)工藝中脫色工藝是由操作工人直接往水解液中加入脫色劑粉末活性炭，攪拌，然后升溫到95~100℃，0.5h后過濾。采用此種方式，基本可以達(dá)到水解液脫色的目的，但其中存在以下問題：
(1) 工人直接往水解液中加入粉末活性炭，會(huì)造成大量活性炭粉塵飛揚(yáng)，致使工作現(xiàn)場環(huán)境惡劣，污染十分嚴(yán)重。
(2) 當(dāng)水解釜內(nèi)溫度升至95~100℃時(shí)，常常會(huì)出現(xiàn)爆沸現(xiàn)象，致使高溫水解液四溢飛濺,造成人員傷害,因此該過程會(huì)存在一定的隱患。
(3) 活性炭在和液體接觸過程中，常常會(huì)大量漂浮在液體表面，即使是充分?jǐn)嚢枰膊荒芎芸焓顾退庖哼M(jìn)行充分融合，以達(dá)到盡快脫色的目的，過程中通常需要浪費(fèi)大量的攪拌時(shí)間，因而延長了產(chǎn)品生產(chǎn)周期，造成資源浪費(fèi)。
2 脫色工藝中的問題探討
2.1 粉塵污染
肌醇生產(chǎn)工藝中選擇粉末活性炭作為脫色劑，生產(chǎn)中工人直接加入活性炭時(shí)，活性炭粉塵造成的污染嚴(yán)重。通過分析認(rèn)為，活性炭污染的主要原因是因?yàn)榉勰┗钚蕴窟^細(xì)，采用直接開放式加入，就很容易造成粉塵污染。要解決這個(gè)問題就須解決活性炭粉末直接揚(yáng)塵的問題，也就是要解決直接開放式加入的問題。
2.2 爆沸現(xiàn)象
水解液爆沸是因?yàn)榉勰┗钚蕴勘缺砻娣e過大密度小，活性炭分子之間吸附力比較大，容易形成活性炭“團(tuán)聚”現(xiàn)象，以活性炭團(tuán)的形式漂浮在液體表面，在液體表面形成了整個(gè)覆蓋層。當(dāng)液體溫度升至接近沸騰溫度時(shí)，液體蒸發(fā)出的大量水蒸氣無法通過液體表面的活性炭覆蓋層而得到及時(shí)釋放，因而在蒸汽層和活性炭覆蓋層之間形成了一定的壓力，當(dāng)蒸汽壓力達(dá)到一定程度時(shí)會(huì)沖破覆蓋層，以爆沸的形式進(jìn)行釋放。要解決爆沸問題，就須想法消除活性炭覆蓋層，解決活性炭的表面漂浮問題。
2.3 融合速度
活性炭和水解液接觸過程中，充分?jǐn)嚢瑁咭膊荒芎芸斐浞秩诤希a(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因仍和活性炭比表面積過大有關(guān)。活性炭比表面積過大，造成了活性炭分子不能盡快地分散到水解液中，活性炭層長時(shí)間停留在液體表面而不能與液體充分融合，從而影響了脫色的速度。要解決這一問題,，就要提高活性炭分子在水解液中的分散速度，以達(dá)到盡快脫色的目的。
3 解決脫色過程中存在的問題
針對以上問題，波濤活性炭廠家通過多年生產(chǎn)銷售活性炭的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出一種文丘里管加料器的使用方法，從根本上解決了活性炭加入過程的污染、爆沸和融合速度問題。
文丘里管加料器是根據(jù)文丘里管的原理制成的。文丘里管加料器直接設(shè)置在水解液面下，水解釜中高速攪拌旋轉(zhuǎn)的水解液通過文丘里管產(chǎn)生一定負(fù)壓，負(fù)壓口與外面的活性炭加料槽相接，活性炭由于負(fù)壓的作用被吸入水解液中，同時(shí)與高速流動(dòng)的水解液在文丘里管喉頸處充分混合接觸，達(dá)到充分融合的目的。
文丘里管加料器構(gòu)造如圖1所示。
文丘里管加料器在使用過程中，解決了脫色過程中的爆沸現(xiàn)象，使活性炭與水解液得到了充分混合，也解決了活性炭揚(yáng)塵污染問題，收到了良好的效果。為此，波濤小編建議使用于所有粉末狀物料的加料中。
從對人體危害大的物料使用中（劇毒、易飛揚(yáng)），發(fā)現(xiàn)由于文丘里管加料器中的加料槽是敞開的，雖然下面有負(fù)壓抽吸敞開的加料槽還是有小部分飛揚(yáng)，這對于劇毒的物料是不允許的。通過把加料槽加蓋，進(jìn)行試驗(yàn)，物料揚(yáng)塵解決了，但物料的加料速度不順暢。這是因?yàn)榧由w后，隨著加料槽物料的流動(dòng)加料，在加料槽的上面形成了負(fù)壓，造成了物料流動(dòng)不暢，要解決此問題須在加料槽的上面補(bǔ)氣，破壞負(fù)壓，為此在加料槽的上方增設(shè)放空口，經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)行后，還是偶爾會(huì)從放空口飄逸出物料粉末（劇毒），經(jīng)分析是由于進(jìn)入文丘里加料器中的流體的流速是有波動(dòng)的，從而造成負(fù)壓的起伏，導(dǎo)致了放空口偶有粉塵外溢的現(xiàn)象，經(jīng)過技術(shù)攻關(guān)，把放空口通向釜內(nèi)，既解決了壓力平衡問題，又解決了粉末外溢的難題。
4 結(jié)論
文丘里管加料器投入使用后，由于采取了液面下加入的辦法，從根本上解決了活性炭加料過程中的粉塵污染問題，同時(shí)也使脫色過程中的爆沸現(xiàn)象得到了消除，并提高了活性炭在水解液中的融合速度。在生產(chǎn)中應(yīng)用這種脫色新工藝，縮短了脫色時(shí)間，保證了生產(chǎn)，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，并且文丘里管加料器適合于所有粉末狀物料的加料工藝。