ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Печи для термической регенерации гранулированных ак1тивных углей из "Сорбционная очистка воды" Печь — основной аппарат для термической регенерации АУ. Обычно используют печи с кипящим слоем, многоподовые, барабанные и шахтные. [c.139] Стремление к реализации оптимальных условий термообработки АУ привело к созданию различного рода печей с внешним нагревом реакционной зоны и полностью синтезируемой и управляемой атмосферой. Это — вертикальные реакторы шахтного типа с плотным движущимся вниз слоем АУ и вращающиеся барабанные горизонтальные реакторы с непрерывным или периодическим режимом работы [137, 142]. В большинстве из них внешний нагрев зоны реактивации осуществляется топочными газами, движущимися по спирали вокруг реактора от горелки к дымовой трубе (рис. IV. 17), реже используют электрический нагрев. [c.139] Возможны и принципиально иные аппараты для термической регенерации АУ. Так (яп. пат. 52-93690), АУ в вертикальном реакторе с плотным слоем можно нагревать непосредственно элек-трическим током, поскольку электрическое сопротивление его достаточно для этого. Уголь загружают в аппарат влажным, а реактиватор (пар) подают в нижнюю зону. Регенерацию ПАУ в потоке инертного газа реализуют в свободном падении в вертикальном реакторе (выгрузка со дна), газ подают противотоком снизу по касательной к оси реактора (яп. пат. 52-20040). [c.140] Печи с кипящим слоем в нашей стране были первыми аппаратами для термической регенерации ГАУ в промышленном масштабе. Они построены и действуют более 10 лет на нескольких промышленных предприятиях [12, с. 93 35]. Печь (рис. IV. 18) состоит из трех камер топочной (02200 мм) активации (02440 мм) и регенерации угля (02650 мм). Распределительная решетка зоны регенерации выполнена из жаропрочного бетона с керамическими фурмами провального типа высотой 50 м и 052 мм с 9 отверстиями 05 мм, площадь отверстий составляет 4% от сечения печи. Сама печь выполнена из шамотного кирпича, теплоизолирована диатомовым кирпичом и имеет металлический кожух. [c.140] Топливом в печи служит природный газ (ПО м ч) воздух (1000 м /ч) подают с 5%-ным недостатком, что снижает проскок кислорода в зону реакции до 0,1—0,2% (об.). Для создания оптимального состава реакционной среды и для снижения температуры газов до 1200 °С к ним добавляют 1800 кг/ч водяного пара (0,3 МПа). В зоне регенерации поддерживается 650— 750 °С (а под решеткой — 900 °С) дымососом создается разрежение - 50 Па. [c.140] Термообработка АА ( /экв = 0,3—3 мм рн = 0,65—0,7 г/см ) в кипящем слое высотой 1,0 м в течение 20—60 мин полностью восстанавливает его сорбционные свойства. Производительность этой печи до 1100 кг ГАУ/ч, потери 10% [12, с. 241]. [c.140] Влажный уголь, загружаемый в печь, имеет в 1,5—2,2 раза большую объемную массу, чем сухой. Это создает определенные сложности при термообработке АУ в печах кипящего слоя возможно падение больших масс угля на решетку и забивание ее, неравномерная обработка АУ по сечению печи. Преодолеть эту сложность и одновременно повысить тепловой к. п. д. установки можно секционированием процесса, с выносом сушки и нагревания угля до 200—300°С на другой под или в иной аппарат. Обычно такая схема предусматривает противоточную обработку сушилка — подогреватель угля — регенератор (всего три ступени). [c.142] Из печей кипящего слоя регенерированный уголь выгружают из верхней части кипящего слоя, куда поднимаются наиболее легкие и наиболее активные частицы АУ. Однако отождествление частиц с наименьшей гидравлической крупностью с наиболее активным сорбентом не всегда правомерно, особенно при многоцикловом использовании полидисперсных АУ. [c.142] Время обработки — более надежный параметр для контроля, а добиться примерно одинакового времени регенерации в печах кипящего слоя можно секционированием рабочей зоны аппарата в горизонтальной плоскости. В таких аппаратах в процессе термообработки уголь движется поступательно или по спирали от входа к выходу слой угля при этом невелик, часто до 100 мм [106, 143]. [c.142] В среднем, расход газов для регенерации АУ в рассматриваемых печах в 3—6 раз выше, чем в многоподовых и барабанных. В связи с этим более жесткие требования предъявляются к содержанию в них кислорода, которого должно быть не более 0,1—0,5% (об.). Достаточно большое количество дымовых газов, образующихся при ТР, должно дожигаться. Поэтому размещение камеры дожига газов в верхней части основной печи сокращает расход теплоты и облегчает ее рекуперацию с целью получения пара или предварительной сушки угля [106]. [c.142] Основной недостаток печей с кипящим слоем — значительное истирание сорбента при обработке. Такие высокопрочные угли, как АА, только за счет механического истирания теряют 5—7% за цикл (из 10—12% общих потерь), а потери углей типа АГ-3 или КАД достигают 20 30%. Кроме того, обработка в печах кипящего слоя требует тщательного соблюдения температуры и расхода газов, так как осаждение угля на решетку может вызвать выход печи пз строя. [c.142] В нашей стране выпускаются многоподовые печи диаметром до 7 м [12, с. 248] для обжига колчедана, сжигания отходов н других целей их можно приспособить для термической регенерации АУ. [c.143] Средняя многоподовая печь с Н = 5 м и 01,5 м имеет пять горелок, дающих по 210 000 кДж/ч (с подачей 340 воздуха и 54 кг/ч пара). Ббльщая часть многоподовых печей оборудуется газовыми горелками, но есть опыт работы горелок и на жидком топливе (0,22 кг/кг АУ) [103]. [c.144] При регенерации 800 кг/ч угля в многоподовой печи (см. рис. IV. 19) с загружаемым в аппарат отработанным сорбентом вводится 240 кг/ч органических веществ (сорбата) и 700 кг/ч воды (Вло==47%). На I и II подах адсорбент сушится, температура угля 90°С, а газов —450 и 565 °С. На III под подается дополнительно 1100 м ч воздуха, средняя температура газов 920 °С, уголь нагревается с 90—100 °С до 870 °С, сорбат на нем разлагается и карбонизуется. Температура угля на всех остальных подах (IV—VII) поддерживается на уровне 870°С, а газов— 920 °С. Для этого на IV, V н VI подах расположены горелки, потребляющие 73 ы /ч природного газа и 700 ш /ч воздуха туда же подается по 175 кг/ч водяного пара на VII поде расположена горелка на 80 ш /ч газа и 760 м /ч воздуха с добавкой 190 кг/ч пара. Состав газов на подах IV—VI [в % (об.)] N2 — 51,5 Н2О —37,2 Нг —6 СОг —4,7 и СО—1. В процессе реактивации угля окисляется и переходит в газовую фазу часть вещества сорбента — по 29 кг/ч на IV, V и VI подах и 32 кг/ч — на VII поде. В результате обработки получается 775 кг/ч вновь активного угля. В дымовую трубу сбрасывается 7500 мУч отработанных газов с температурой -- 450°С, содержащих [в % (об.)] N2 — 46,8 Н2О —43,8 На-4,3 СО2 —3,3 СО — 0,7. Многоподовые печи, так же как и печи с кипящим слоем, занимают меньшую площадь, чем барабанные. Однако это их преимущество становится сомнительным, если учесть площадь, занимаемую всем дополнительным оборудованием в схеме обработки угля. Многоподовые печи весьма дороги, сложны в изготовлении, наладке и эксплуатации. [c.144] Печи с вращающимся барабаном с успехом используют для термической регенерации углей. Обусловлено это тем, что вращающиеся барабанные печи широко применяются в химической промышленности, они просты в эксплуатации, длительно работают на газовом и жидком топливе и с электронагревом. Чаще находят применение печи с вращающимся барабаном и прямым нагревом угля (рис. IV. 20). [c.144] С целью облегчения ревизии и ремонта барабанных печей целесообразнее использовать откатные топки. Для обеспечения герметичности вращающихся стыков, особенно стыка выгрузки регенерированного угля, их тщательно уплотняют. Применяют два типа уплотнений лабиринтное и контактное (создаваемое двумя трущимися точеными кольцами, одно на печи, другое закреплено на топке). К одной из тыльных сторон печи присоединяют стационарную пыльную камеру, цель которой — улавливание выносимых из печи частиц угля. Скорость газов в печи — не более 2 м/с. Время пребывания угля в печи зависит от угла естественного откоса угля, длины печи. Как правило, произведение частоты вращения печи п на угол наклона барабана I равно ш==2—4. Степень заполнения барабана печи углем 10—15%. [c.145] Барабанные вращающиеся печи недороги, но имеют недостатки. Один из них — трудность регулирования температурного профиля по длине печи вследствие крайнего положения топки и наличия только одной горелки. Кроме того, большого внимания требует герметизация вращающихся стыков. [c.146] Уголь в печь загружают питателями различного типа, одно временно играющими роль запорных устройств и гидрозатворов Загружаемый в печь влажный уголь налипает на стенки аппа ратов и вращающиеся детали дозаторов (шнеки, звездочки) Для очистки дозаторы дополняют механизмом побуждения сор бента к движению вибрацией или сдувом воздухом. Секторные и лопастные вращающиеся питатели применяются для дозирования лишь предварительно подсушенного до сыпучего состояния угля. [c.146] Наибольшее распространение для дозирования и подачи углей в регенерационные печи получили шнековые питатели с малой частотой вращения и постоянным шагом. При сильном налипании материала эффективны двухвальные шнеки. Шнек и материал, заполняющий его и на.ходящийся в приемном бункере, обеспечивают хорошую герметизацию печи. Герметизация печи улучшается при такой конструкции питателя, когда на конце этого приспособления имеется часть без шнека, т. е. в этой области часть угля не перемешивается. При подборе материалов для изготовления питателей необходимо учитывать абразивные и коррозионные свойства угля, а также низкую прочность гранул сорбента. [c.146] Регенерированный горячий уголь выходит из печи, пересыпаясь через порог в течку. Небольшое количество (1—3%) мелкой фракции АУ выносится газами из печи и отделяется в расширительной и дымовой камерах или в циклоне. [c.146] Вернуться к основной статье