RU2721696C1 - Способ переработки пиролизного кокса с получением активированного угля парогазовой активацией - Google Patents
Способ переработки пиролизного кокса с получением активированного угля парогазовой активацией Download PDFInfo
- Publication number
- RU2721696C1 RU2721696C1 RU2020109337A RU2020109337A RU2721696C1 RU 2721696 C1 RU2721696 C1 RU 2721696C1 RU 2020109337 A RU2020109337 A RU 2020109337A RU 2020109337 A RU2020109337 A RU 2020109337A RU 2721696 C1 RU2721696 C1 RU 2721696C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carbon material
- steam
- activation
- screw conveyor
- spiral
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/30—Active carbon
- C01B32/312—Preparation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
- C10B49/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
- C10B49/02—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge
- C10B49/04—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge while moving the solid material to be treated
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам обработки углеродных материалов, а именно к способам получения активированного угля из угольного остатка, полученного после термохимического процесса пиролиза при переработке органического сырья в установке пиролиза. Способ переработки углеродного материала включает этапы, на которых посредством горизонтального шнека спирального типа подают углеродный материал на вход камеры активации с лопатками, перемещающими углеродный материал по зоне паровой активации, в которой под действием пара, подающегося форсунками в нижней части камеры паровой активации под давлением от 5 до 20 бар и с температурой 900-1000°С, и вращающегося ротора с лопатками углеродный материал перемещается к верхней части камеры паровой активации, откуда разрыхленный углеродный материал по самотечной трубе спускается вниз на вход спирального шнекового транспортера, охлаждаемого водяной рубашкой, при этом шнековый транспортер установлен таким образом, что перемещение материала происходит снизу вверх под углом к горизонтали 28-32°, после охлаждения до 30-50°С активированный углеродный материал подается на выход спирального охлаждающего шнекового транспортера и поступает в бункер-накопитель. Техническим результатом способа является повышение производительности парогазовой активации при меньших массогабаритных характеристиках установки за счет равномерного перемешивания, распределения и нагрева углеродного материала в парогазовой камере, а также малые затраты воды и времени на активацию. 1 ил.
Description
Изобретение относится к способам обработки углеродных материалов, а именно к способам получения активированного угля из угольного остатка, полученного после термохимического процесса пиролиза при переработке органического сырья в установке пиролиза.
При переработке органического сырья в установке пиролиза образуется твёрдый остаток с высоким содержанием углерода со сформированной пористой структурой, но ограниченной минеральными включениями. В процессе парогазовой активации осуществляется раскрытие пор и углеродный материал приобретает высокую адсорбционную способность.
Из уровня техники известны следующие решения.
В патенте РФ №2663144 (опубликовано 01.08.2018) описана зона активации углеродного остатка после переработки органических отходов, примыкающая снизу к реакционной зоне, в которую через верхнюю часть реактора введены дутьевые каналы (в частности, секционированные кольцевой формы) для подачи в нее газифицирующего агента - воздуха, при этом рабочая камера в зоне активации имеет выход в парогазоотводный канал через патрубок отвода парогазовой смеси для транспортирования парогазовой смеси в другой (противофазный) реактор, а ниже зоны активации имеет переменный объем, определяемый подвижным расширительным поршнем, который поддерживает слой топлива, с полым штоком, вход в который со стороны буферной зоны закрыт газовым клапаном, причем шток перемещает расширительный поршень вниз, поддерживая слой топлива в рабочей камере и образуя буферную зону с увеличением ее объема по мере заполнения (аккумулирования) активированным углем, поступающим/перемещающимся из зоны активации, причем скорость перемещения поршня может регулироваться скоростью вращения реактора, а по окончании заполнения буферной зоны реактор переводится в фазу/режим прямого процесса путем его поворота в вертикальной плоскости для обеспечения реверсивного перемещения из его буферной зоны слоя активированного угля, аккумулированного на фазе обращенного процесса газификации.
Известен способ получения активированного угля, включающий термообработку нефтяного кокса в присутствии воздуха, отличающийся тем, что перед термообработкой нефтяной кокс измельчают до крупности менее 100 мкм и смешивают с водой, взятой в количестве 10-15% массы кокса, а термообработку осуществляют при 850-950°C в течение 1-5 ч при подаче воздуха до обгара 30-45% (патент РФ №2034782, опубликовано 10.05.1995).
Наиболее близким аналогом патентуемого способа выбран способ получения активного угля из древесного угля-сырца, включающий термическую обработку, активацию и дробление, при этом термическую обработку ведут до 800-850°C без доступа воздуха со скоростью подъема температуры 40-60 град/мин, а активацию осуществляют водяным паром при соотношении угля-сырца и пара, равном 1:(5-8) (патент РФ №2114057, опубликовано 27.06.1998).
Недостаток известных решений заключается в громоздких конструкциях установок для парогазовой обработки углеродного, длительном времени активации, малом количестве исходного сырья и большом объеме воды для активации.
Техническим результатом патентуемого способа является повышение производительности парогазовой активации при меньших масса-габаритных характеристиках установки за счет равномерного перемешивания, распределения и нагрева углеродного материала в парогазовой камере, а также малые затраты воды и времени на активацию.
Заявленный технический результат достигается за счет осуществления способа переработки углеродного материала, включающего этапы, на которых посредством шнека спирального типа с частотным приводом подают углеродный материал в нижнюю часть камеры активации, в которой под действием пара, подающегося форсунками в нижней части камеры паровой активации под давлением от 5 до 20 бар и с температурой 900-1000°С, и вращающегося ротора с лопатками углеродный материал перемещается к верхней части камеры паровой активации, откуда разрыхленный углеродный материал поступает по трубе самотеком вниз на вход спирального шнекового транспортёра, охлаждаемого водяной рубашкой, представляющей собой соосную трубу, установленную вокруг шнекового транспортёра отвода углеродного материала, при этом шнековый транспортер установлен таким образом, что перемещение материала происходит снизу вверх под углом к горизонтали 28-32°, после охлаждения до 30-50°С активированный углеродный материал подается на выход спирального охлаждающего шнекового транспортера и поступает в бункер-накопитель.
Перемещение углеродного материала внутри комплекса осуществляется шнековыми транспортерами с частотными приводами, регулирующими скорость прохождения материала. Быстрое перемешивание материала в зоне активации осуществляется потоками пара и лопастями ротора. Также характерной отличительной особенностью является отсутствие в установке герметичных шлюзовых затворов, их роль (предотвращение доступа воздуха и пара) играют плотно заполненные спиральные шнековые транспортёры.
Далее решение поясняется со ссылками на фиг. 1, на которой приведена схема переработки углеродного материала.
Полученный в процессе переработки органических отходов посредством пиролиза углеродный (науглероженный) материал (кокс), размерами фракции 2-10 мм с помощью подающих шнековых спиральных транспортёров непрерывно поступает в устройство активации.
Из бункера-хранилища кокс по шнеку 1 поступает на вход 2 горизонтального подающего шнека 3 спирального типа, лимитирующего расход кокса и общую производительность системы. Посредством горизонтального шнека 3 углеродный материал подают в нижнюю часть камеры активации 4. Вращающиеся лопатки 7 и подпор шнека 3 перемещают кокс из нижней части камеры активации 4 в зону 5 паровой активации. Шнек 3 создаёт естественную герметичность камеры 5 паровой активации со стороны подачи.
Через патрубок 8 в камеру нагрева 20 подается перегретый пар давлением от 5 до 20 бар. Камера нагрева 20 нагревает камеру паровой активации 5. Пар из камеры нагрева 20 через форсунки 21 подается в нижнюю часть камеры активации 5. Науглероженный материал за счёт сил, созданных шнеком 3, паром от форсунок 21 и ротором с лопатками 7, с постоянной скоростью движется непрерывным однородном потоком по зоне паровой активации, где под действием водяного пара с температурой 900-1000°С происходит вскрытие пор, находящихся в углеродном материале в закрытом состоянии.
Массовое соотношение углеродного материала и пара, в зависимости от используемого сырья, равно 1: 1.2-1.5. В камере активации науглероженный материал быстро перемешивается непрерывно вращающимся ротором 6 с лопатками 7. Профиль лопаток 7 представляет собой изогнутую закрученную полуспираль с шириной, равной 1/10 от хордовой длины. Вертикально лопатки разнесены равномерно по 4 штуки на высоте, равной одному диаметру, и рассчитаны таким образом, чтобы способствовать движению кокса вверх, и, в то же время, формировать турбулентный поток пара из форсунок 21, способствующий перемешиванию частиц кокса во время их перемещения в верхнюю часть камеры 9 . Кокс поднимается разрыхленным, перемешиваемым слоем. Среднее время прохождения кокса от нижнего уровня камеры активации до выхода из нее составляет 30-60 минут, в зависимости от свойств исходного углеродного материала.
Вместе с паром происходит унос минеральных включений и небольшой части исходного кокса.
Отвод пара 16 осуществляется в верхней части активатора. Для улавливания уносимых с паром частиц применен циклонный фильтр 17, после которого установлена емкость 18 для сбора угольной пыли, откуда она выгружается в буферную емкость и подаётся для подпитки твердотопливной горелки парогенератора. Пар охлаждается в экономайзере (условно не показан). Для компенсации потерь давления в циклоне и экономайзере установлен дымосос 19 на линии отвода пара.
Углеродный материал, перемещенный к верхней части камеры паровой активации, по самотечной трубе 10, спускается вниз на вход спирального шнекового транспортера 11 под действием силы тяжести. Шнековый транспортёр установлен под углом 28-32° относительно горизонтали, что создаёт достаточную герметичность камеры активации за счёт полного заполнения транспортёра продуктом.
Активированный уголь охлаждается в шнековом транспортере 11 водяной рубашкой 12, образованной двумя соосными трубами вокруг шнекового транспортера 11. Охлаждающая жидкость через патрубок 14 поступает в рубашку 12 и нагретая выводится через патрубок 13 для охлаждения и повторного использования.
При этом шнековый транспортер 11 установлен таким образом, что перемещение материала происходит снизу вверх под углом к горизонтали 28-32°, после охлаждения до 30-50°С активированный углеродный материал подается на выход 15 и поступает в бункер-накопитель для расфасовки в стандартные мешки.
Таким образом, предлагается комплексная система активации углеродного материала, обеспечивающая получение активированного угля из переработанных отходов для дальнейшего его использования в системах фильтрации воды, воздуха, в качестве адсорбента и прочих применений.
Claims (1)
- Способ переработки углеродного материала, включающий этапы, на которых посредством горизонтального шнека спирального типа подают углеродный материал на вход камеры активации с лопатками, перемещающими углеродный материал по зоне паровой активации, в которой под действием пара, подающегося форсунками в нижней части камеры паровой активации под давлением от 5 до 20 бар и с температурой 900-1000°С, и вращающегося ротора с лопатками углеродный материал перемещается к верхней части камеры паровой активации, откуда разрыхленный углеродный материал по самотечной трубе спускается вниз на вход спирального шнекового транспортера, охлаждаемого водяной рубашкой, при этом шнековый транспортер установлен таким образом, что перемещение материала происходит снизу вверх под углом к горизонтали 28-32°, после охлаждения до 30-50°С активированный углеродный материал подается на выход спирального охлаждающего шнекового транспортера и поступает в бункер-накопитель.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020109337A RU2721696C1 (ru) | 2020-03-03 | 2020-03-03 | Способ переработки пиролизного кокса с получением активированного угля парогазовой активацией |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020109337A RU2721696C1 (ru) | 2020-03-03 | 2020-03-03 | Способ переработки пиролизного кокса с получением активированного угля парогазовой активацией |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2721696C1 true RU2721696C1 (ru) | 2020-05-21 |
Family
ID=70803359
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020109337A RU2721696C1 (ru) | 2020-03-03 | 2020-03-03 | Способ переработки пиролизного кокса с получением активированного угля парогазовой активацией |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2721696C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113830856A (zh) * | 2021-10-09 | 2021-12-24 | 华北电力大学 | 一种协同沼液净化的飞灰连续活化装置及方法 |
RU209029U1 (ru) * | 2021-04-20 | 2022-01-28 | Общество с ограниченной ответственностью «СЕВЕРСТРОЙМОНТАЖ» | Установка для получения активированного угля из углеродосодержащего сырья |
CN114890421A (zh) * | 2022-03-21 | 2022-08-12 | 新疆鑫力环保科技有限公司 | 用于制备活性炭的多级变径流化床活化炉及系统 |
RU2785170C1 (ru) * | 2022-08-31 | 2022-12-05 | Общество с ограниченной ответственностью "КАРБОН" | Способ и установка для получения активированного угля из отходов зерноперерабатывающей и лесной промышленности |
WO2024049330A1 (ru) * | 2022-08-31 | 2024-03-07 | Юрий Фёдорович ЮРЧЕНКО | Способ и установка для получения активированного угля |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4008994A (en) * | 1974-05-15 | 1977-02-22 | Japan Gasoline Co., Ltd. | Apparatus and method for regeneration of spent wet active carbon |
RU18172U1 (ru) * | 2000-12-27 | 2001-05-27 | Двоскин Григорий Исакович | Установка для получения активного угля |
RU2191157C1 (ru) * | 2001-10-11 | 2002-10-20 | Уминский Анатолий Аркадьевич | Способ непрерывной переработки углесодержащего сырья и установка для его осуществления |
JP2004168608A (ja) * | 2002-11-21 | 2004-06-17 | Tsukishima Kikai Co Ltd | 木質系バイオマスから活性炭を得るシステム |
RU2296709C1 (ru) * | 2005-09-16 | 2007-04-10 | Алексей Викторович Матвеев | Установка получения гранулированного углеродного сорбента |
CN102530939A (zh) * | 2012-02-28 | 2012-07-04 | 宜兴市昌华过滤器材有限公司 | 一种活性炭回收装置及其回收工艺 |
-
2020
- 2020-03-03 RU RU2020109337A patent/RU2721696C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4008994A (en) * | 1974-05-15 | 1977-02-22 | Japan Gasoline Co., Ltd. | Apparatus and method for regeneration of spent wet active carbon |
RU18172U1 (ru) * | 2000-12-27 | 2001-05-27 | Двоскин Григорий Исакович | Установка для получения активного угля |
RU2191157C1 (ru) * | 2001-10-11 | 2002-10-20 | Уминский Анатолий Аркадьевич | Способ непрерывной переработки углесодержащего сырья и установка для его осуществления |
JP2004168608A (ja) * | 2002-11-21 | 2004-06-17 | Tsukishima Kikai Co Ltd | 木質系バイオマスから活性炭を得るシステム |
RU2296709C1 (ru) * | 2005-09-16 | 2007-04-10 | Алексей Викторович Матвеев | Установка получения гранулированного углеродного сорбента |
CN102530939A (zh) * | 2012-02-28 | 2012-07-04 | 宜兴市昌华过滤器材有限公司 | 一种活性炭回收装置及其回收工艺 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU209029U1 (ru) * | 2021-04-20 | 2022-01-28 | Общество с ограниченной ответственностью «СЕВЕРСТРОЙМОНТАЖ» | Установка для получения активированного угля из углеродосодержащего сырья |
CN113830856A (zh) * | 2021-10-09 | 2021-12-24 | 华北电力大学 | 一种协同沼液净化的飞灰连续活化装置及方法 |
CN114890421A (zh) * | 2022-03-21 | 2022-08-12 | 新疆鑫力环保科技有限公司 | 用于制备活性炭的多级变径流化床活化炉及系统 |
RU2785170C1 (ru) * | 2022-08-31 | 2022-12-05 | Общество с ограниченной ответственностью "КАРБОН" | Способ и установка для получения активированного угля из отходов зерноперерабатывающей и лесной промышленности |
WO2024049330A1 (ru) * | 2022-08-31 | 2024-03-07 | Юрий Фёдорович ЮРЧЕНКО | Способ и установка для получения активированного угля |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2721696C1 (ru) | Способ переработки пиролизного кокса с получением активированного угля парогазовой активацией | |
Qureshi et al. | A technical review on semi-continuous and continuous pyrolysis process of biomass to bio-oil | |
US11447402B2 (en) | Process for production of synthesis gas using a coaxial feed system | |
CA1151397A (en) | Apparatus and method for processing organic materials into more useful states | |
RU2392543C2 (ru) | Способ и устройство переработки бытовых и промышленных органических отходов | |
US20100275514A1 (en) | Biomass gasification/pyrolysis system and process | |
CN101395254A (zh) | 从废料制备合成气的方法和设备 | |
CN105399095A (zh) | 一种用于碱活化法制备高比表面积活性炭的装置及方法 | |
CN104293365A (zh) | 整体热解-烟气联合循环的生物质多联产装备和方法 | |
CN101646752A (zh) | 用于可燃材料的可变功率气化的方法和装置 | |
CN102259857B (zh) | 采用浮选和炭化由粉煤灰制备活性炭的工艺 | |
CN103725298A (zh) | 一种自流化大功率连续干馏制取生物质燃气的装置及工艺 | |
CN87102450A (zh) | 并流煤气化工艺及设备 | |
RU2725434C1 (ru) | Способ термической деструкции сыпучей органики в вертикальном реакторе газификации | |
WO2013011520A1 (en) | Charcoal generation with gasification process | |
RU2632812C2 (ru) | Установка термохимической переработки углеродсодержащего сырья | |
US20140110242A1 (en) | Biomass converter and methods | |
CN104973598A (zh) | 一种活性炭生产装置 | |
US11060034B2 (en) | Process and reactor for continuous charcoal production | |
RU2688568C1 (ru) | Способ переработки органического сырья с получением синтетического высококалорийного газа в установке высокотемпературного абляционного пиролиза | |
RU2321612C1 (ru) | Способ и установка для получения активированного угля | |
RU2721695C1 (ru) | Способ переработки органического сырья с получением синтетического топливного газа в установке высокотемпературного абляционного пиролиза гравитационного типа | |
RU88669U1 (ru) | Установка для производства древесного угля | |
RU2014882C1 (ru) | Способ получения адсорбента | |
RU206450U1 (ru) | Установка для непрерывного пиролиза угля |