Niniejszy wynalazek dórbyazy regenera¬ cji chlonnego wegla w kawalkach, stoso¬ wanego do osuwania pewnych materja- lów z mieszanin gazów i par lub z cieczy.Skladniki absorbowane przez wegiel zo¬ staja z niego usuniete przez ogrzewanie lub (traktowanie na goraco obcilazoinegp we¬ gla tak zwamemi gazami plócznemi, po¬ czerni wegiel mozna ponownie stosowac do pochlaniania, W wielu przypadkach, np. przy otrzy¬ mywaniu benzolu z gazu swietlnego lub koksowniczego, taka regeneracja wegla za- pomoca podanej pnostej metody nie nada¬ je sie. Przy kazdem obciazeniu i regenera¬ cji wegla pozostaja w nim pewne skladni¬ ki, których ilosc stopniowo wzrasta, obni¬ zajac w ten sposób chlonnosc wegla. Po wiekszej ilosci okresów pracy wegiel wy¬ maga gruntowniej i istotnej regeneracji.Wiadomo, ze wegiel absorbcyjny, sto¬ sowany do celów odbarwiania, mozna zre¬ generowac, ogrzewajac go w obecnosci ak¬ tywnych gazów, zawierajacych tlen, i spa¬ lajac czesciowo ten wegiel, przyczem pro¬ ces odbywa sie w ten isposób, ze wegiel u- trzymywany jest stale w stanie sproszko¬ wanym w zawieszeniu w atmosferze gazo¬ wej lub tez mialki lub drobnoziairaisty we- giej podczas calego procesu regeneracjijest stale mieszany, np. z&pomoca odpo- wie^ich w^dl^^inpesi^ajacych. j^^l^feamli» ItiCtefanie poddany rege- neracji w sposób powyzszy przy stalem mieszaniu) wegiel ziarnisty, zwlaszcza gru¬ boziarnisty, wówczas iiie daje sie uniknac zmiany wielkosci poszczególnych czaste¬ czek wegla, powodowanej pinzez wzajemne mechanicznie ocieranie sie tych czasteczek przy wysokiej temperaturze. Okazuje sie jednak, ze w wiekszosci wypadków zasto¬ sowania wegla absotfbcyjnego nadzwyczaj wazne jest unikanie tego zmniejszania sie rozmiarów poszczególnych czasteczek we¬ gla. Poza tern powyzszy sposób posiada te wade, ze gazy doprowadzanie do wegla, przed zetknieciem, sie z tym ostatnim, mu¬ sza byc podgrzewane ido stosunkowo wy¬ sokiej temperatury, poniewaz wskutek wy¬ miany ciepla, zachodzacej w calej masie, a wywolanej przez zmieszanie tej masy, trzeba od poczatku cala mase ogrzac za- pomoca tych doprowadzanych gazów .do temperatury regeneracji.Pod tym wzgledem okazalo sie bar¬ dzo korzystne przeprowadzac regeneracje stopniowo strefami, przyczem przy posu¬ waniu sie strefy [regeneracji zachodzi pew¬ ne ochlodzenie dopiero co zregenerowa¬ nych warstw wegla wskutek ogrzewania przez nie doplywajacych gazów i równo¬ czesnie podgrzania warstw wegla, które które maja byc (regenerowane cieplem, za- wartem w gazach odlotowych strefy rege¬ neracji. Powyzszy isposób przeprowadze¬ nia procesu regeneracji jest tylko wtedy mozliwy, gdy traktowanie wegla zacho¬ dzi stosownie do wynalazku z pominieciem stalego wzajemnego przemieszczania po¬ szczególnych czasteczek wegla.Zgodnie z wynalazkiem, regeneracja ta¬ kiego wyczerpanego wegla aktywnego w kawalkach odbywa sie w sposób nadzwy¬ czaj prosty, a mianowicie przez traktowa¬ nie tego wegla mieszaninami gazów i par, zawierajacych wolny tlen, przyczem mie¬ szanie kawalków wegla zostaje calkowicie usuniete; ilosc wolnego tleniu w tych mie¬ szaninach wynosi mniej anizeli 8%, np. 2 d)o 8% objetosci, a temperatura, w jakiej doprowadza sie je ido wegla, nie powinna znacznie przekraczac 250°C, a najkorzyst¬ niej gdy jest utrzymywana w granicach 120—200°C. W ten .sposób z jednej stro¬ ny, w przeciwienstwie do znanych sposo¬ bów, wedlug których doprowadzanie ga¬ zów uskuteczniane jest przy znacznie wyz¬ szych temperaturach, uinika sie znacznego spalania wlasciwej substancji wegla ak¬ tywnego, a z drugiej strony osiaga sie, bez jakiegokolwiek dodatkowego doprowadze¬ nia ciepla, zupelne utlenienie zanieczy¬ szczen wegla, które maja byc usuniete. We¬ giel absorbcyjniy w kawalkach mozna re¬ generowac w warstwie niejruchomej lub tez w ruchomej, W tym ostatnim wypadku, np. przy ciaglosci procesu,, nalezy jedynie starac sie o to, aby zachodzil jedynie prze¬ suw calej masy, unikajac, w miare mozno¬ sci, przemieszczania wzajemnego poszcze¬ gólnych czasteczek wegla.Stezenie tlenu, jakie trzeba zastoso¬ wac, szybkosc przeplywu gazów, tempera¬ tura wewnatrz warstwy wegla i tempera¬ tura doprowadzanych gazów regenera¬ cyjnych zaleza od gatunku samego wiegla aktywnego i od rodzaju oraz ilosci szko¬ dliwych zanieczyszczen. Naogól stezenie tlenti oraz doprowadzanych gazów regene¬ racyjnych zalezne sa od siebie o tyle, ze np. wyzsze stezenia wymagaja nizszych temperatur i odwrotnie.Do wykonania sposobu wedlug wyna¬ lazku odpowiednie okazaly sie, miedzy in- nemi, mieszaniny powietrza z para wodna z domieszka lub bez domieszki innych ga¬ zów, np. gazów spalania. Regeneracje moz¬ na prowadzic w prostych zbiornikach, w razie potrzeby, w pochlaniaczach, sluza¬ cych do absorbcji. Mozna ja prowadzicpod cisnieniem zwyklem, zwiekazonem al¬ bo znintejszonem, przyazem do warunków cisnienia nalezy dostosowac stezenie tlenu oraz temperature. Wegiel chlonny tak sie rozmieszcza w zbiornikach, iz wypelnia on caly lub wieksza czesc przekroju, dlzie- ki czemu uwalniajace sie przytem cieplo zostaje mozliwie calkowicie wyzyskane.Przy wykonaniu sposobu wedlug wy¬ nalazku, przeznaczony dlo regeneracji we¬ giel w kawalkach w prostym zbiorniku, za¬ bezpieczonym od promieniowania ciepla, traktuje si^Mr spokojnie lezacej warstwie gazami regeneracyjnemi, zawierajacemi tlto i plynacemi np. zdolu do góry. Na¬ lezy przytem tylko najnizej lezaca war¬ stwe wegla, stykajaca sie najprzód z ga¬ zami, doprowadzic db tesnjpeimtury, w któ¬ rej rozpoczyna sie utlenianie tlenem lub mieszanina gazowa, zawierajaca tlen.Skoro utlenianie przy miejiscu wptasfto- wem rozpocznie sie, temperatura wewnatrz warstwy weglowej wzrasta dzieki moc¬ no egzotermicznej reakcji utleniania. Wte¬ dy zawartosc wolnego tlenu w dopro¬ wadzanych gazach mozna tak nasta¬ wic, zeby utlenianiu ulegaly tylko szko¬ dliwe zanieczyszczenia bez znaczniejsze¬ go utleniania samego wegla chlonnego.Niespodzianie okazalo sie, jak to jest wy¬ zej zaznaczone, ze do rozpoczecia proce¬ su regeneracji przewaznie wystarczaja zu¬ pelnie niskie temperatury. Jesli, np. przy wprowadzaniu pary wodnej przegrzanej tylko do 1*80°C z dodatkiem okolo 20% powietrza, miejsce wpustowe osiagnie te ten^perature, to wewnatrz warstwy wegla nastepuje szybko zywa reakcja utleniania zanieczyszczen. W warstwie wegla tworzy sie strefa reakcyjna w stosunkowo wyso¬ kiej temperaturze, np. 500—600°C, posu¬ wajaca sie w kierunku przeplywiu gazów.W miare utleniania zanieczyszczen, w pew- nem miejscu strefy reakcyjnej temperatu¬ ra zaczyna stopniowo cofac sie. Przytem zregenerowany wegiel ochladza sie droga wymiany ciepla z plynacemi gazami, pod¬ czas gdy wegiel, znajdujacy sile przed stre¬ fa reakcyjna, zostaje podgrzany przez ga¬ zy spalinowe do temperatury reakcyjnej, przyczem dzieki rozkladowi termicznemu znaczna czesc zanieczyszczen zostaje usu¬ nieta. Po skonczonej regeneracji tempera¬ tura wie wszystkich czesciach warstwy weglowej zrównywa sie samorzutnie z tem¬ peratura doprowadzanych gazów.W celu zapoczatkowania procesu re¬ generacji, mozna wegiel, np. zapomoca po¬ wietrza, podgrzac prawie do temperatury spalania i dopiero wtedy idoprowadizic pa¬ re lub inne gazy rozcienczajace.Przy [regeneracji wegli, które w niskich temperaturach jeszcze nie zaczynaja sie utleniac, mozna pod warstwe wegla chlon¬ nego podlozyc warstwe materjalu latwiej sie utleniajacego, np. wegla obciazonego materjalami o bardlzo niskiej temperatu¬ rze zapalnosci, albo tez mozna materjaly takie ulozyc w czesci materjalu, przezna¬ czonego do regeneracji, lezacej najblizej wpustu gazów.Temperatura wprowadzanych gazów podczas calego procesu regeneracji nie po¬ witana przekraczac granicy, powyzej któ¬ rej rozpoczyna sie utlenienie wegla; moz¬ na ja nawet po rozpoczeciu regeneracji je¬ szcze dalej obnizyc, np. w wypadku uzy¬ cia mieszaniny pary wodlnej z powietrzem, do temperatury, w której para wodna za¬ czyna sie skraplac. Przy zastosowaniu np. mieszanin powietrza i kwasu weglowego, mozna nawet powrócic dlo zwyklej tempe¬ ratury tak, iz z wyjatkiem zapoczatkowa¬ nia procesu regeneracyjnego, mozna cala potrzebna ilosc ciepla pokryc przez cieplo utleniania zanieczyszczen, znajdujacych sie na weglu.Jezeli temperatura doprowadzanych gazów bedzie dochodzila do podanej tem¬ peratury .maksymalnej lub bedzie od niej — 3 —wyzssa, wtediy egroteasmicana reakcje wie- wnatanz waasstwy weglowej nalezy tak ure¬ gulowac, zeby nie przekroczyc tetmperatu- ry, w której sama substancja wegtowia po¬ zostaje jeszcze nietknieta. Naokól ze wzgle- dów ekonomicznych stosuje sie mozliwie wysoka zawartosc tlenu w doplywajacej mieszaninie gazowej, utrzymujac mieszani¬ ne w odjpowiedniio niskiej temperaturze.Proces aiegeneracyjny mozna z latwo¬ scia uczynic ciaglym, np. usuwajac od' do¬ lu, w miare szybkosci reakcji, wegiel zre¬ generowany oraz dopelniajac zbiornik od góry nowym weglem, prze^nacssicwifym do regeneracji W pewnych przypadkach szczególnie korzystnem okazalo sie uprzednie oczy¬ szczenie przeznaczonego do regeneracji wegla aktywnegp przez potraktowanie go odpowiedniemi rozpoiszozalnakamiL, nada- jaoemi sie do usuniecia z nieigo pewnych zanieczyszczen przez rozpuszczenie.Jesli szkodliwe iskladiniki skladaja sie czesciowo z sdbstancyj nieorganicznych, które przez utlenienie nie daja sie przepro¬ wadzic w zwiazki lotne, to przed albo po wlasciwym procesie regeneracji pozadane jest traktowanie kwasami lub alkaljami o- raz nastepujace po niem przemywanie woda.Opisany powyzej nowy sposób regene¬ racji uszkodzonego wegla chlonnego w ka¬ walkach stanowi, w porównaniu z dotych¬ czas stasowianetmi sposobami., znaczny po¬ step techniczny, polegajacy na tern, ze re¬ generacje mozna uskutecznic w bardzo prostej aparaturze pmzy malym nakladzie energji cieplnej.Osiaga sie to z jednej strony przez za¬ stosowanie przeznaczonego do regeneracji wegla aktywnego w kawalkach w zwartej masie, wskutek czego energja cieplna, u* walniajaca sie przy egzotermicznie prze¬ biegajacym procesie regeneracji, utrzymy¬ wana fest w mozliwie malej parzestrzemie dzieki czemu moze byc barda© dobrze wy¬ zyskana, a poza tem unika sie prawie zu¬ pelnie istnat, powstajacych pnzez roztarcie ziarn, które sa nieuniknione, gdy materjal przy pracy porusza sie, a z drugiej strony przez doprowadzenie mieszanin o niskiej temperaturze i zawierajacych niewielkie ilosci wolnego tleniu, zostaje nietylko zmniejisizoine zuzycie energji cieplnej, ale równoczesnie zmniejszone zostaje niebez¬ pieczenstwo spalania sie wegla aktywnego wskutek przekroczenia najwyzszej dopu¬ szczalnej temperatury potrzebnej do prze¬ biegu utleniania, przyczetm ulatwione zo¬ staje odpowiednie prowadzenie i kontrola procesu regeneracji.Opisany sposób, jak to jest na wstepie wyjasnione, przeprowadza sie szczególnie skutecznie, stosujac iniesizaniny gazowe, zawierajace wolny tlen. Jednakze mozna stosowac równiez i inne gazy lub mieszani¬ ny gazowe, uzywane do otrzymywania "wie- gla aktywnego. Jako takie sluza np. para wodna, kwas weglowy, amoiajak, gazy spa¬ linowe i tym podobne.Przyklad. Wegiel aktywny w kawal¬ kach, który przez dluzsze uzycie w urza¬ dzeniu do otrzymywania benzenu wi ga¬ zowni stracil okolo 4/s swej aktywnosci, zostal potraktowany w prostym zbiorniku w warstwie wysokosci 1 m przegrzana pa¬ ra wodna* az wegiel w miejscu wilotowem dla pary ogrzal sie do ISO^C. Obecnie do¬ dano do pary okolo 25% powietrza. Skut¬ kiem utlenienia skladników, znajdujacych sie na weglu, temperatura natychmiast sie podniosla. W miejscu wlotowem gazów wytworzyla isie strefa reakcyjma, w które} przez obnizenie zawartosci tlenu do 15% objetosciowych osiagnieto i utrzymano tem¬ perature 500—600°C 'Przy dalszym prze¬ biegu procesu regeneracji temperature do¬ prowadzanej mieszaniny pary m powie¬ trzem taregulowano na lOft—lilQ°C. Skoro* streLa reakcyjsna o wysotóejf temperaturze - 4 _przesunela isie przez cala warstwe weglo¬ wa i temperatura wegla wszedzie zrówna¬ la sie znowu z temperatura doprowaidzanej mieszaniny gazowej, dawna aktywnosc we¬ gla zostala przywrócona prawie calkowicie.Spalenie samego wegla bylo znacznie mniejsze od;.5%. PL