Способ охлаждения гранулированного активного угля

 

Союз Советских

Соцмаписткческин

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 779301 (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву (51)М. Кл. (22) Заявлено 02.11,78 (2! ) 2680468/23-26 с присоединением заявки J%

С 01 В 31/08

Государственный комнтет

СССР (23) Приоритет (53 ) УД K 661.183 (088.8) по делам изобретений н открытнй

Опубликовано 15.11.80. Бюллетень J% 42

Дата опубликования описания 15.11,80 (72) Авторы изобретения

А. Д Смирнов, И, Д. Родзиллер, Е. С, Эльясберг и .=. -М;-Евстоковв"",.

ВПТБ

Всесоюзный научно-исследовательский институт водоснабжений; 1каиайЬФдии, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии=- ---- " -- - -"="-(7I) Заявитель (54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО

АКТИВНОГО УГЛЯ

Изобретение относится к технологии получения активных углей и может быть использовано при очистке природной и сточной воды гранулированными утлеродными сорбентами.

Известен способ охлаждения активного угля при выгрузке из печи в воду в открытую емкость. При этом температура сорбента снижается с 800 — 1000 С до 100 С (lj.

Недостатками данного способа являются большие потери утля вследствие интенсивного растрескивания его гранул под действием сил сжатия, возникающих в горячихх частицах при смачивании их водой и разрыва гранул мз-за вскитиния воды в порах угля, а также уменьшение адсорбционной емкости сорбента и непроизвольные потери воды на испарение.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является способ охлаждения гранулированного активного угля путем сухого охлаждения угля в контактном аппарате при свободном падении, где имеет место снижение температуры aicтивного угля с 800 — 1000 С до 100 С с последующей обработкой угля холодной водой 12).

Недостатками способа являются потери актив. ного угля (1,5 — 2%) вследствие его способности к самовозгоранию в кислородосодержашей атмосфере, образование устойчивых агломератов при слипании гранул утля с конденсированны5 ми на их поверхности парами воды, а также длительность процесса (2 — 2,5 ч) из-за обработки в холодной воде.

Цель изобретения — удешевление процесса за счет снижения потерь угля и сокращения продолжительности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что охлаждение ведут водяным паром в две стадии: сначала до 500 — 700 С при свободном падении угля, затем до 300 — 400 С в плотном движущемся слое с последующей обработкой водой при 60 — 100 С с использованием образующегося пара на стадии охлаждения.

Кроме того, охлаждение угля водяным паром ведут в условиях противотока.

Технология способа заключается в следующем.

Активный уголь выгружают из печи с начальной температурой 800 — 1000 C в аппарат с тремя зонами; паровой, зоной сухого угля, зоной

779301 4 до 300 — 400 С. Охлаждение на зтой стадии происходит за 3 — 5 мин Двигаясь сверху вниз, уголь постепенно попадает в воду с температурой 60 — 100 С. В воде происходит его окончательное охлаждение до 60 — 100 С. Весь процесс

S занимает 10 — 20 мин. Охлажденный влажный утоль готов для следующего сорбционного процесса. Пар,образующийся при обработке угля водой, в результате кипения воды используют на стадиях охлаждения, В табл. 1 представлены оптимальные режимные параметры для осуществления процесса.

Таблица 1

Характеристика процесса

Стадии охлаждения

Обработка утля водои

300-400

100-200

500-600

Температура, С

500-700

300-400

800-900

60-100

30-50

0,2-0,3

0,2-0,3

0,1-0,2

Потери угля, %

0,2

0,4

0,4

0,09

0,08

0,15

0,08

Время, ч

0,2

0,15

Из данных табл. 1 следует, что проведение процесса охлаждения гранулированного активного угля в 2 стадии с обработкой водой в предложенных температурных интервалах, приводит к максимальному снижению потерь утля и сокращению продолжительности процесса.

Проведение процесса при иных температурах приводит к увеличению потерь угля и продолжительности процесса.

Пример 1. Активный уголь марки

АГ-3, крупностью 2 — 5 мм, расходом 100 кг/ч после термической регенерации выгружают с температурой 800 С в герметичный аппарат с наклонным дном на 1/3 заполненный водой (уровень воды постоянно регулируют) . Охлаждение угля происходит водяным паром в 2 стадии, На первой стадии при свободном падении

Таблица 2

Характеристики угля

Аà — 3 о охлаждения после охлаждения

0,86

0,87

Емкость по бензолу, см /г

0,34

0,31 мокрого угля. Охлаждение угля ведут в две стадии водяным" йароМ в противотоке.

На первой стадии уголь оХлаждаетСя водяным паром с температурой 400 — 500 С. При свободном падении утля на первой стадии высока скорость тепло- и массообмена и уголь успевает за 0,2 — 1 с охладиться до 500 — 700 C

Дальнейшее постепенное Охлаждение утля происходит паром с температурой 200 — 300 С в плотном движущемся слое. Для этого уголь

- опускается на ранее выпавший уголь. В плотном слое уголь сорбирует пар и охлаждается с

Суммарный объем пор, см /г за 0,2 — 1 с уголь охлаждается до 500 С, а температура пара при этом повышается с 400 до

700 С. Расход пара составляет 20 кг/ч. На второй стадии в плотном слое уголь движется со

3S скоростью 0,6 м/ч и охлаждается до 300 С, температура пара повышается с 200 до 400 С.

Обработку утля осуществляют водой с температурой 60 С, часть воды нагревается и переходит в пар, который используют на первой и

41 второй стадиях охлаждения. Влажный уголь с температурой 70 С выгружают из нижней части аппарата при помощи шнека. Количество угля на выходе 99,4 кг, т.е. потери его при охлаждении паром и обработке водой составляют 0,6%

45 фракционный состав угля не изменился (2-5 мм), а весь процесс протекает в течение 1О мин.

В табл; 2 представлена характеристика угля до и после охлаждения.

779301

Продолжение табл. 2

АГ-3

Характеристики угля о охлаждения (после охлаждения

0,43

0,45

Насыпной вес, г/см

85,6

Прочность по МИС вЂ” 60 — 8

Объем переходных пор, см /г

86,5

0,12

0,10

1, Способ охлаждения гранулированного активного утля, включающий обработку последнего водой, отличающийся тем, что, с целью удешевления процесса за счет снижения потерь утля н сокращения продолжительности процесса, охлаждение ведут водяным паром в две стадии: сначала до 500 — 700 С при свободном падении утля, затем до 300 — 400 С в плотном движущемся слое, а обработку водой ведут при 60 — 100 С с использованием образуюше1 гося пара на стадии охлаждения.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что охлаждение утля водяным паром ведут в условиях противотока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции Х 2270204, кл. С 01 В 31/08, 1975, 2. Авторское свидетельство СССР N" 387199, кл. С 01 В 31/08, 1972 (прототип). ль Г. Евсюкова

Щепанская Корректор М. Пожо

Заказ 7954/31 Тираж 565 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/!

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Пример 2. Процесс осуществляют аналогично примеру при следующих параметрах: расход угля 100 кг/ч, крупность угля (Аà — 3)

2 — 5 мм, температура угля, выгружаемого из печи 1000 С, температура угля после первой зп стадии охлаждения 700 С, температура водяного пара повышается с 500 до 800 С, расход пара

20 кг/ч, температура угля после второй стадии охлаждения 400 С, скорость движения угля на второй стадии 0,6 м/ч, температура пара повы- эч шается с 200 до 500 С, расход пара 20 кг/ч, температура воды для обработки угля 90 С, температура угля после охлаждения 100 С, потери активного угля 0,8%, время всего процесса 20 мин.

Пример 3. Процесс осуществляют аналогично примеру 1 при следующих параметрах: расход утля 100 кг/ч, крупность утля (Аà — 3)

2 — 5 мм, температура угля, выгружаемого иэ печи 900 С, температура угля после первой стадии охлаждения 600 С, температура водяного пара повышается с 450 до 750 С, расход пара

20 кг/ч, температура угля после второй стадии охлаждения 350 С, скорость движения угля на второй стадии 0,6 м/ч, температура пара повышается с 200 до 450 С, расход пара 20 кг/ч, температура воды для обработки угля 80 С, температура угля после охлаждения 90 С, потери угля 0,7%, время всего процесса 15 мин.

Предложенный способ по сравнению с извест- 4> ным обеспечивает удешевление процесса за счет снижения потерь гранулированного активного угля с 1,5 — 2 до 0,5 — 0,8;, т.е. в 2 — 3 раза вследствие предотвращения самовозгорания угля и растрескивания его гранул в процессе

Составите

Редактор О. Колесникова,Техред А. двухстадийного охлаждения прн отсутствии 1сислорода и малых скоростях водяного пара, а также сокращение продолжительности процесса с 2 — 2,5 ч до 10-20 мин, т,е. в 6 раэ за счет совмешения охлаждения и обработки водой в одном аппарате и обработки в горячей воде с температурой 60 — 100 С, Экономический эффект от реализации предложенного способа ориентировочно составляет 800 тыс. р./год для предприятий со средней производительностью по углю

10 т/сут).

Формула изобретения