Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wegli aktywnych z rozdrobnionych paliw stalych w warstwie flu¬ idalnej oraz reaktor fluidalny do wytwarzania wegli aktyw¬ nych z rozdrobnionych paliw stalych.Dotychczas wegle aktywne otrzymuje sie przez aktywa- 5 cje para wodna, w wysokiej temperaturze, pólkoksu z pa¬ liw stalych w piecach retortowych szybowych lub obroto¬ wych, wzglednie z bardzo rozdrobnionych paliw stalych, o uziarnieniu od 0,1 - 4 mm, w fazie fluidalnej w reaktorach pionowych z wrzaca warstwafluidalna. 10 Sposób wytwarzania wegli aktywnych w warstwie flui¬ dalnej polega na aktywacji rozdrobnionych czastek surow¬ ca, zawieszonych w strumieniu przeplywajacego od dolu do góry nosnika gazowego, ewentualniez dodatkiem paliw gazowych, przy czym proces ten przebiega w kilku fazach, 15 poczawszy od pirolizy, poprzez aktywacje wstepna i kon¬ cowa faze, tj. aktywacje wlasciwa.Opisany sposób nastrecza wiele trudnosci, gdyz wymaga stosowania równomiernego podmuchu nosnika gazowego oraz jednorodnego uziarnienia surowca. W przypadku do- 20 stosowania szybkosci krytycznej gazu do ziaren srednich, otrzymuje sie wegiel aktywny, posiadajacy niezaktywowa- ne w dostatecznym stopniu ziarna mniejsze, natomiast ziarna wieksze sa przeaktywowane.W przypadku dostosowania szybkosci krytycznej gazu 25 do ziarn najwiekszych, ziarna najmniejsze ulegaja calko¬ witemu spopieleniu lub nieprzereagowane przechodza do odbieralnika, a ziarna srednie sa przeaktywowane.W przypadku dostosowania szybkosci krytycznej gazu do ziarn najmniejszych, wówczas ziarna srednie i najwieksze 30 sa niedoaktywowane.Nierównomierny podmuch nosnika gazowego powoduje zatem nizsza jakosc otrzymywanego wegla aktywnego oraz mniejsza wydajnosc procesu.Wada opisanego sposobu i znanych reaktorów, sluza¬ cych do wytwarzania wegli aktywnych jest równiez i to, ze nie mozna wyodrebnic poszczególnych faz zachodzacej pirolizy i aktywacji ziarn surowca, poniewaz obie reakcje odbywaja sie równoczesnie, utrudniajac przebieg samego procesu aktywacji. Przedluzenie zas czasu aktywacji jest niemozliwe, gdyz jest uwarunkowane wysokosciawarstwy fluidalnej.Znane sa z opisów patentowych RFN nr 975099 Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3541025 oraz brytyjskiego nr 1183311 sposoby oraz reaktory fluidalne, w których wy¬ twarza sie wegle aktywne. Znane sposoby polegaja na wprowadzeniu wrzacej warstwy fluidalnej w ruch wirowy w reaktorze cylindrycznym.Temperatura potrzebna do prowadzenia procesu akty¬ wacji, wytwarzana jest przez spalanie wewnatrz komory reakcyjnej dostarczanego paliwa gazowego, plynnego lub stalego, zmieszanego z powietrzem niezbednym do spala¬ nia. Wada tych sposobów jest zageszczenie ziarn surowca przy sciankach cylindrycznego reaktora, co powaznie utrudnia penetracje aktywatora i mozliwosc jego szybkie- go reagowania. Inne znane rozwiazanie, przedstawione w opisie patentowym RFN nr 1.014.531 i Stanów zjedno¬ czonych Ameryki nr 3 565 827, polegaja na prowadzeniu procesu pirolizy i aktywacjiwdwulubwiecej oddzielnych, niezaleznie pracujacych komorach, polaczonych ze soba rura przesypowa, uniemozliwiajaca przeplyw fluidalnej 8895888 958 warstwy. Niedogodnoscia takiego prowadzenia procesu jest brak mozliwosci regulowania przechodzenia ziaren surowca ze strefy do strefy oraz wzajemne oddzialywanie poszczególnych stref, co wplywa niekorzystnie na calosc przebiegu procesu.Wszystkie opisane wyzej sposoby wymagaja stosowania surowca rozdrobnionego, o uziarnieniu ponizej 1 mm, jednolitego co do wielkosci i o tej samej wilgotnosci.Stwarza to koniecznosc uzycia kosztownych w eksploata¬ cji urzadzen rozdrabniajacych i segregujacych oraz dodat¬ kowego suszenia wzglednie nawilzania surowca.Celem wynalazku jest mozliwosc znacznego przedluze¬ nia czasu aktywacji ziaren najwiekszych surowca, przy równoczesnym zachowaniu krótkiego czasu aktywacji zia¬ ren najnizszych oraz dostosowanie szybkosci krytycznej gazów fluidyzujacych do zmieniajacego sie ciezaru pozor¬ nego ziarn surowca w czasie przebiegu procesu, a ponadto rozsegregowanie ziaren wedlug ich wielkosci na róznych wysokosciach plynacej warstwy fluidalnej.Cel ten zostal osiagniety przez opracowanie sposobu wytwarzania wegli aktywnych z rozdrobnionych paliw stalych w plynacej poziomo warstwie fluidalnej, polegaja¬ cego na prowadzeniu procesu w temperaturach dostoso¬ wanych do poszczególnych jego faz, przy zastosowaniu mieszaniny powietrza i czynnika aktywujacego, której wzajemny stosunek skladników gazowych oraz sprez jest optymalnie dostosowany do poszczególnych faz procesu.Temperature,potrzebna do procesu aktywacji uzyskuje sie bezposrednio w reaktorze, w którym przebiega proces, przez spalanie czesci gazowych i cieklych produktów reak¬ cji. W koncowej fazie aktywacji wprowadza sie mieszanine gazów o najwyzszej procentowej zawartosci czynnika ak¬ tywujacego i o najnizszej zawartosci powietrza, przy czym temperatura warstwy fluidalnej w tej fazie aktywacji jest nizsza od temperatury warstwy w fazie poprzedzajacej.Reaktor fluidalny do wytwarzania wegli aktywnych z rozdrobnionych paliw stalych, wedlug wanalazku, ma pozioma komore reakcyjna, która jest wyposazona w trzy niezalezne ruszty, o zmiennej powierzchni swobodnej, wy¬ znaczajace trzy strefy, oraz w trzy oddzielne dla kazdej strefy, kolektory do doprowadzenia powietrza, czynnika aktywujacego i spalin. Pomiedzy poszczególnymi strefami reaktora moga byc umieszczone dodatkowo progi o zmien¬ nej wysokosci, w celu przedluzenia czasu aktywnosci ziarn surowca oraz ulatwienia utrzymania wymaganej tempera¬ tury w kazdej strefie.Komora reakcyjna ma w przekroju podluznym ksztalt trapezu, którego bok nizszy znajduje sie od strony dozow¬ nika paliwa, a bok wyzszy od strony przesypu gotowego produktu, zas w przekroju poprzecznym ma ksztalt litery V.Sposób, wedlug wynalazku, umozliwia otrzymanie we¬ gli aktywnych w fazie fluidalnej z surowców o duzym rozrzucie uziarnienia. Dzieki utrzymywaniu najkorzyst¬ niejszej temperatury i koncentracji aktywatora uzyskuje sie optymalne warunki do aktywacji wglebnej ziaren su¬ rowca. Odpowiednia konstrukcja komory reakcyjnej o ksztalcie wydluzonym w kierunku poziomym, która w przekroju poprzecznym rozszerza sie ku górze, przy czym wysokosc kazdej nastepnej strefy jest wieksza od poprzedniej, powoduje kolejne przechodzenie ziaren akty¬ wowanego surowca z jednej strefy do drugiej oraz umozli¬ wia przedluzenie czasu przebywania ziarn w komorze reakcyjnej, a tym samym przedluzenie czasu reakcji i uzy¬ skanie wegli aktywnych o wysokiej jakosci.* Reaktor fluidalny, wedlug wynalazku, jest uwidocznio¬ ny w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia reaktor w widoku z boku z czesciowym prze¬ krojem pionowym wzdluz osi podluznej, a fig. 2- reaktor . w przekroju poprzecznym wzdluz linii A - A.Reaktor, wedlug wynalazku, zawiera dozownik surowca 1, polaczony z pozioma komora reakcyjna 2, która poprzez przegrzewacz pary 3 i wymiennik ciepla 4, laczy sie z cy¬ klonem 5 (fig 1 i fig 2). Pod cyklonem 5 umieszczone sa bebny 6, sluzace do odbierania najdrobniejszych frakcji wegla aktywnego, niesionych przez gazy poreakcyjne. Po¬ nadto reaktor jest wyposazony w wentylator podmuchu 7 i wentylator wyciagowy 8 do goracych gazów poreakcyj¬ nych.^ Komora reakcyjna 2 dzieli sie na strefy A, B, C, pod którymi umieszczone sa trzy niezalezne ruszty 9, 10 i 11 o zmiennej powierzchni swobodnej oraz kolektory 12, 13 i 14. Do kazdego z kolektorów 12,13 i 14 jest doprowadza¬ ny przewód powietrza z przepustnica regulacyjna 15 oraz przewód z przegrzana para wodna z zaworami 16, regulu¬ jacymi doplyw pary. Dlugosc rusztów 9, 10 i 11 pod strefami A, B, C wyznaczaja dlugosc kazdej strefy. Za ostatnia strefa C znajduje sie przesyp 17, polaczony za posrednictwem urzadzenia wyladowczego 18zodbieralni- kiem 19.Komora reakcyjna 2 ma w przekroju podluznym ksztalt trapezu, którego bok nizszy znajduje sie od strony dozow¬ nika paliwa 1, a bok wyzszy odstrony przesypu 17 gotowe¬ go produktu, zas w przekroju poprzecznym ma ksztalt litery V. Sposób wytwarzania wegli aktywnych, wedlug wynalazku, polega na tym, ze wysuszony do wilgotnosci ponizej 20% ciezarowych surowiec, na przyklad trociny drzewne w postaci ziarnistej lub wlóknistej, podaje sie za pomoca dozownika 1 do strefy A komory reakcyjnej 2, gdzie utrzymywana jest temperatura od 700 do 1000°C. Od dolu do strefy A wprowadza sie poprzez ruszt 9 o powierz¬ chni swobodnej, równej 4 % i kolektor 12 mieszanine powietrza i czynnika aktywujacego, to jest pary wodnej w stosunku 20 : 1, o sprezu okolo 70 mm H20. 40 W strefie A nastepuje piroliza paliwa, która zachodzi dzieki cieplu, powstajacemu w wyniku spalania czesci produktów paro-gazowych.Surowiec zawieszony w fazie fluidalnej przechodzi w kierunku strefy B, w której utrzymywana jest tempera- 45 tura 900 - 1300°C. Od dolu poprzez ruszt 10 o powierzchni swobodnej równej 3 % i kolektor 13wprowadza sie miesza¬ nine powietrza i pary wodnej w.stosunku 10 :1, o sprezu, wynoszacym okolo 50 mm H20. W stcefie B odbywa sie czesciowa aktywacja ogrzanych do wysokiej temperatury 50 ziaren wegla drzewnego, które nastepnie przechodza do strefy C, gdzie utrzymywana jest temperatura 800 - 1100°C. Poprzez ruszt 11 o powierzchni swobodnej 2 % i kolektor 14 wprowadza sie mieszanine powietrza, pary wodnej i goracych gazów spalinowychwstosunku0,5:0,5: 55 1,0 o sprezu, wynoszacym 35 mm H20.Nizsza temperatura, panujaca w strefie C niz w strefie B ma bardzo korzystny wplyw na przebieg procesu akty* wacji, poniewaz schlodzone ziarna wegla drzewnego wchlaniaja gazy aktywujace, co przyspiesza proces akty- 60 wacji wewnetrznych partii ziaren. Otrzymany w strefie C wegiel aktywny przedostaje sie za pomoca przesypu 17 poprzez urzadzenie wyladowcze 18 do odbieralnika 19.Gazyporeakcyjneodprowadzane sa zgórnej czesci reak¬ tora do przegrzewacza pary 3, z któregopoprzez wymienik 65 ciepla 4 oraz cyklon 5 sa kierowane do dalszego wykorzys-88958 tania jako goracy i slaby gazgeneratorowy.Najdrobniejsze frakcje wegla aktywnego, niesioneprzez gazy poreakcyjne sa odbierane w bebnach 6, znajdujacych sie pod cyklonem . Powietrze, potrzebne do prowadzenia procesu w sposób ciagly, wprowadzane jest za pomoca wysokopreznego we¬ ntylatora 7. Gazy spalinowe pobierane sa jako czesc gora¬ cych gazów poreakcyjnych. Powietrze, kierowane do ko¬ lektorów 12,13 i 14 ogrzewa siew wymienniku ciepla 4 do temperatury 250-500°C, w zaleznosci od jego sprawnosci cieplnej. PL