Quy trình sản xuất than hoạt tính

Bài viết sẽ phân tích chi tiết về quy trình sản xuất than hoạt tính theo công nghệ hiện đại và sản xuất theo công nghệ truyền thống, giúp Quý Khách hiểu rõ từng giai đoạn trong quá trình sản xuất than hoạt tính.

I. Tổng quan về than hoạt tính

Trước khi đi sâu vào quy trình sản xuất than hoạt tính phức tạp, vẫn nên tìm hiểu sơ bộ về bản chất của than hoạt tính, hỗ trợ đánh giá đúng tầm quan trọng của từng bước trong quy trình sản xuất, từ đó lựa chọn phương pháp và công nghệ phù hợp nhất cho mục đích sử dụng cụ thể.

1.1. Than hoạt tính là gì?

Than hoạt tính (hay còn gọi là carbon hoạt tính) đại diện cho một dạng carbon xốp đặc biệt với diện tích bề mặt cực lớn. Đây chính là nguyên liệu then chốt trong nhiều ứng dụng công nghiệp và đời sống hàng ngày.

Cấu trúc lỗ xốp ba chiều với hàng triệu lỗ nhỏ li ti, diện tích bề mặt khổng lồ, khả năng hấp phụ vượt trội đối với nhiều loại chất khác nhau, tính ổn định hóa học cao trong môi trường sử dụng.

1.2. Cơ chế hoạt động của than hoạt tính

Nguyên lý hấp phụ vật lý là cơ sở cho hoạt động của than hoạt tính. Bề mặt than mang điện tích âm sẽ hút các phân tử tích điện dương, tạo nên khả năng lọc và làm sạch cao. Than hoạt tính có thể hấp phụ hiệu quả các chất độc, tạp chất, kim loại nặng, khí độc,… Không độc hại, có thể tái sinh, hiệu quả cao.

-> Tìm hiểu chi tiết [Than hoạt tính là gì? Các thông tin chi tiết về than hoạt tính]

II. Quy trình sản xuất than hoạt tính

Quy trình sản xuất có thể giúp Quý Khách đánh giá chính xác chi phí đầu tư, lựa chọn công nghệ phù hợp và dự đoán chất lượng sản phẩm. Những yếu tố khác biệt giữa công nghệ truyền thống và công nghệ hiện đại có ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả kinh doanh và khả năng cạnh tranh trên thị trường.

Sơ đồ tổng quan về quy trình sản xuất than hoạt tính: Nguyên liệu →  Chuẩn bị → Than hóa → Hoạt hóa → Sàng phân loại → Đóng gói

2.1. Lựa chọn và chuẩn bị nguyên liệu sản xuất than hoạt tính

Chuẩn bị nguyên liệu là bước chung cho cả 2 công nghệ (truyền thống và hiện đại). Nguyên liệu sẽ quyết định chất lượng sản phẩm cuối cùng.

Một số loại nguyên liệu sản xuất than hoạt tính cũng khá phổ biến như: Tre xanh, vỏ đậu phộng (lạc), than đá, bã mía, vỏ trấu,… Tuy nhiên, nguyên liệu mà VITEKO đánh giá cao nhất chính là gáo dừa, chất rất lượng tốt, lại có giá thành rẻ, nguồn cung cấp ổn định nhất so với các loại nguyên liệu khác.

Thu gom và tuyển chọn áp dụng tiêu chuẩn chất lượng nghiêm ngặt, không lấy những nguyên liệu kém chất lượng, ưu tiên tính chất đồng đều về kích thước. Tiến hành làm sạch nguyên liệu, loại bỏ tạp chất như đất cát, lá cây

Rửa sạch bề mặt nguyên liệu, kiểm tra chất lượng sau làm sạch. Đảm bảo độ ẩm của nguyên liệu <15%, có thể dùng phương pháp sấy khô, kiểm soát nhiệt độ sấy phù hợp.

2.2. Sử dụng công nghệ sản xuất than hoạt tính cũ (Lò đứng)

Công nghệ sản xuất than hoạt tính theo phương pháp truyền thống vận hành dựa trên hệ thống lò đứng có đặc điểm kỹ thuật và quy trình đặc thù. Hệ thống bao gồm hai lò riêng biệt: Một lò thực hiện quá trình than hóa nguyên liệu, một lò khác dùng để hoạt hóa sản phẩm sau than hóa.

Toàn bộ quy trình diễn ra theo phương thức gián đoạn, đòi hỏi sự can thiệp thủ công ở nhiều công đoạn. Thời gian hoàn thiện một mẻ sản xuất thường kéo dài từ 8 đến 12 ngày, phụ thuộc vào loại nguyên liệu và điều kiện vận hành cụ thể.

2.2.1. Quá trình than hóa (Lò đứng)

Than hóa là giai đoạn đầu tiên trong cách sản xuất than hoạt tính. Đây là quá trình then chốt quyết định chất lượng sản phẩm.

• Chuẩn bị lò: Gia nhiệt đến 400-500°C
• Nạp nguyên liệu: Cho gáo dừa vào lò qua đường hộp khói
• Thời gian: 50-60 phút, lò xoay 2-3 vòng/phút
• Năng suất: 500kg/giờ
• Điều kiện: Môi trường yếm khí, cắt nguồn oxy
• Cháy âm ỉ: 8-12 ngày liên tục
• Sản phẩm: Than thô có độ hoạt tính thấp

Mục đích của quá trình than hóa là để loại bỏ hơi nước trong nguyên liệu, phân hủy chất hữu cơ thành carbon, tạo cấu trúc carbon ban đầu, chuẩn bị cho giai đoạn hoạt hóa.

2.2.2. Quá trình hoạt hóa (Lò đứng)

Hoạt hóa là giai đoạn quan trọng nhất tạo nên đặc tính hấp phụ của than hoạt tính.

• Chuẩn bị lò hoạt hóa: Đốt lò đạt 800°C
• Chuẩn bị hơi nước: Lò hơi đảm bảo áp suất quy định
• Nạp than thô: Cho than từ lò than hóa vào lò hoạt hóa
• Phản ứng: Cn + H2O → C(n-1) + H2 + CO - O
• Nhiệt độ hoạt hóa: 800-950°C
• Thời gian: Điều chỉnh theo chất lượng mong muốn
• Cấp nhiệt: Liên tục do phản ứng thu nhiệt

Quá trình hoạt hóa giúp tạo lỗ xốp trong cấu trúc carbon, tăng diện tích bề mặt đáng kể, phát triển hệ thống lỗ micro và meso, hoàn thiện tính chất hấp phụ của than.

2.2.3. Xử lý sau hoạt hóa (Lò đứng)

Giai đoạn hoàn thiện sản phẩm than hoạt tính:

• Làm nguội: Tự nhiên, thời gian dài
• Vận chuyển: Từ lò hoạt hóa ra khu vực xử lý
• Nguy cơ: Dễ lẫn tạp chất, đất cát khi vận chuyển

2.2.4. Nhược điểm khi sản xuất bằng công nghệ cũ (Lò đứng)

Hạn chế của phương pháp sản xuất than hoạt tính truyền thống:

• Thời gian dài: 8-12 ngày/mẻ sản xuất
• Chất lượng không đồng đều: Lẫn tạp chất khi chuyển lò
• Hiệu suất thấp: Năng lượng tiêu hao nhiều
• Khó kiểm soát: Nhiệt độ không ổn định

2.3. Sử dụng công nghệ sản xuất than hoạt tính hiện đại (Lò ngang)

Công nghệ sản xuất than hoạt tính bằng lò ngang hiện đại tối ưu hơn so với phương pháp truyền thống. Hệ thống sử dụng lò xoay nằm ngang, được thiết kế với cánh đảo bên trong nhằm đảo trộn nguyên liệu đồng đều trong suốt quá trình xử lý.

Toàn bộ quy trình vận hành theo cơ chế khép kín, từ giai đoạn nạp nguyên liệu đến khi thu được thành phẩm, giúp kiểm soát chất lượng tốt hơn. Thời gian sản xuất được rút ngắn đáng kể nhờ khả năng duy trì nhiệt độ và dòng khí ổn định, đồng thời mức độ tự động hóa cao giúp giảm phụ thuộc vào lao động thủ công một cách đáng kể.

2.3.1. Than hóa và hoạt hóa đồng thời (Lò ngang)

Ưu điểm của công nghệ than hoạt tính hiện đại chính là thực hiện xử lý đồng thời hai giai đoạn.

• Lò xoay thiết kế đặc biệt: Có cánh đảo tăng khả năng tiếp xúc
• Nhiên liệu: Đốt ngoài trời, nhiệt độ 800-900°C
• Chất xúc tác: Hơi nước hoạt hóa
• Cơ chế cánh đảo: Múc than lên và dội xuống
• Tăng hiệu quả: Than và hơi nước đi ngược chiều nhau
• Tiếp xúc tối ưu: Hai pha khí-rắn tiếp xúc hoàn hảo

Nguyên lý hoạt động của giai đoạn than hóa và hoạt thóa:

• Nguyên liệu được nạp liên tục vào đầu lò
• Cánh đảo khuấy trộn đều nguyên liệu
• Than hóa xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn
• Hoạt hóa diễn ra ở vùng nhiệt độ cao
• Sản phẩm ra liên tục ở đầu kia

2.3.2. Ưu điểm công nghệ lò ngang hiện đại

Lợi ích vượt trội khi áp dụng cách điều chế than hoạt tính hiện đại:

• Rút ngắn thời gian: Từ nguyên liệu đến thành phẩm trong 1 quy trình đơn giản
• Chất lượng cao: Hạn chế tạp chất, đất cát
• An toàn tuyệt đối: Hoạt hóa bằng hơi nước, không hóa chất
• Năng suất cao: Sản xuất liên tục, không gián đoạn
• Tiết kiệm năng lượng: Tối ưu hóa nhiệt

III. Những câu hỏi thường gặp trong quy trình sản xuất than hoạt tính

Q1. Có thể tự sản xuất than hoạt tính tại nhà không?

Trả lời: Cách tạo ra than hoạt tính tại nhà hoàn toàn khả thi, tuy nhiên hiệu quả cũng như chất lượng sẽ hạn chế hơn so với quy trình sản xuất công nghiệp.

-> Tìm hiểu nội dung hướng dẫn chi tiết [Cách làm than hoạt tính tại nhà]

Q2. Loại nguyên liệu nào phù hợp nhất để sản xuất than hoạt tính?

Trả lời: Các nguyên liệu chế tạo than hoạt tính bao gồm: Tre xanh, vỏ đậu phộng (lạc), than đá, bã mía, vỏ trấu,… Nhưng với VITEKO, gáo dừa là nguyên liệu có chất rất lượng tốt, lại có giá thành rẻ, nguồn cung cấp ổn định nhất so với các loại nguyên liệu khác.

Q3. Than hóa than hoạt tính là gì?

Trả lời: Than hóa là giai đoạn đầu tiên trong quy trình than hóa và hoạt hóa than hoạt tính, có vai trò then chốt quyết định chất lượng sản phẩm cuối cùng.

Q4. Hoạt hóa than hoạt tính là gì?

Trả lời: Hoạt hóa là giai đoạn quan trọng nhất biến than thô thành than hoạt tính với khả năng hấp phụ cao.

Mọi thông tin chi tiết về quy trình sản xuất than hoạt tính đã được VITEKO đề cập trong nội dung trên, nếu như vẫn còn điều gì thắc mắc, Quý Khách có thể bình luận hoặc liên hệ trực tiếp đến chúng tôi qua hotline 093 345 5566 để được hỗ trợ giải đáp nhanh nhất!