ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Оптимизация процесса термической регенерации грануJ лированных активных углей из "Сорбционная очистка воды" При очистке воды отработанный уголь на регенерацию подают в мокром виде. При сушке угля вместе с влагой десорбируется значительная часть (до 30—70%) загрязнений, что способствует дальнейшему восстановлению сорбционной активности АУ. Интенсификация стадии сушки АУ обычно повышает количество десорбирующихся загрязнений. Наоборот, подача в печь сухого угля увеличивает его обгар на 5—10% за счет хемосорбированного кислорода и воздуха в порах сорбента. Поэтому интенсивная сушка угля (особенно ее заключительная стадия, i7 0,05—0,10 г НгО/г АУ) является первым и обязательным этапом регенерации. [c.132] Нелетучие органические загрязнения разлагаются за 1—2 мин на угле при нагревании до 500—700° С. Этот процесс идет эффективнее и быстрее в нейтральной и слабовосстановительной среде и лимитируется темпом нагревания материала. Увеличение температуры сорбента до 700—1000°С способствует перестройке структуры вторичного углерода сорбата, стабилизирует его свойства, что упрощает его реактивацию, особенно в случаях сорбата со сложным переменным составом. Эту фазу обработки АУ также целесообразно осуществлять в среде с низкой реакционной способностью. В противном случае газификация вторичного углерода опережает стабилизационные процессы и контроль над ней ослабевает. Перекристаллизация вторичного углерода, начинаясь при 650—700 °С, должна быть закончена за 3—5 мин при температуре не выше 1020—1070 °С во избежание избыточной графитизации угля. [c.132] Этап обработки сорбента, определяющий его основные свойства,— это реактивация, т. е. образование новой активной поверхности путем выборочного окисления вторичного углерода сорбата и части исходного сорбента. Основным реактивирующим агентом служит водяной пар с добавками углекислого газа, окиси углерода и водорода для ингибирования процесса. Температура обработки АУ из бурого угля, лигнина и торфа 600—900°С, из каменного угля 700—1000°С. Наиболее вероятная оптимальная схема процессов термической регенерации АУ приведена на рис. IV. 13. [c.132] ДЛЯ ЭТОГО используются методы математического планирования экспериментов. [c.133] На конечный результат ТР влияют кратность использования АУ (tt) содержание сорбата на АУ Г и доля в нем нелетучих соединений влажность подаваемого в печь угля Вло время пребывания угля в печи Тр и обработки угля при температуре выше 150°С Ттр концентрации кислорода и паров воды в зонах печи с температурой выше 250°С, а углекислого газа — выше 400°С температурный профиль регенератора по твердой и парогазовой фазам нагрузка на регенератор по твердой и парогазовой фазам гидродинамические условия контакта угля и газов. Наиболее значимые факторы температура обработки tp, удельный расход водяного пара q (г НгО/г АУ) и время Ттр. [c.133] Представление об эффективности процесса ТР и цели исследования меняются по мере накопления информации, что требует коррекции параметра оптимизации (ПО) (см. стр. 106). На первых этапах исследования стремятся найти такие режимы обработки угля, когда регенерированный сорбент имеет максимальную емкость (Эа- -тах), а потери его минимальны (П О). Более полную информацию дает использование в качестве ПО объема воды, обработанной сорбентом (Эр- тах), и себестоимости такой обработки (Эс — 0). [c.133] Высокотемпературная регенерация угля АГ-3 на пределе графитизации (980—1050°С) вначале приводит к значительной доактивации сорбента — в 2—3 раза по сравнению с новым углем, — но дает весьма неустойчивые, колеблющиеся значения емкости сорбента кроме того, в дальнейшем происходит уменьшение Эа (п 3 Эа = 10—20%)- Доактивация АУ связана со столь большими потерями вещества (П = 20—40%, п=1), что после третьей регенерации остается лишь 10—40% угля. [c.135] Нарушение герметичности печей, работающих иод разрежением, приводит к подсосу воздуха. При обработке в плотном слое допустим проскок 0,3—1% (об.) Ог, а в кипящем слое — лишь 0,1—0,2% (об.). Есть данные, что увеличение концентрации углекислого газа и водорода в регенерирующих газах относительно концентрации углекислого газа и водяного пара также способствует увеличению эффективности регенерации [140]. Изменения в режиме термообработки оказывают большее влияние на свойства регенерированного угля по сравнению с изменением свойств исходного угля и сорбата. Так, буроугольные и битуминозные ГАУ на разных станциях с 52 = 600 и 1150 м /г и емкостью 310 и 230 мг/г после 5—6 регенераций в одинаковом режиме имели = 500—650 и /т, а емкость 410—350 мг/г [141]. [c.136] В процессе термической обработки отработанного угля возможны неполная деструкция сорбата и окисление исходного углерода сорбента, приводящие к изменению его пористой структуры и сорбционных свойств. Информация об изменении свойств АУ в процессе их многократного использования в циклах сорбция— регенерация чрезвычайно важна, так как в некоторых случаях они нежелательны, а в других, наоборот, целесообразны и управляемы. В то же время прогнозирование многоциклового процесса лишь на основании однократной регенерации АУ осложнено неравномерностью изменения свойств восстановленного сорбента от цикла к циклу, особенно при п 3. Более того, значения Эа и потерь угля П в первом цикле регенерации, видимо, не могут служить надежным критерием оценки многоциклового использования сорбента. Так, в первой регенерации угля КАД и активированного антрацита Эа = 80—90 и ПО— 130% П = 13 и 15%, а на четвертом цикле Эа = 150 160 и 60—70%, 11 = 23 и 9%, т. е. выводы по п = 1 были бы неверны. [c.136] Нет соответствия между изменением йодного мелассового числа АУ после их регенерации и сорбционной емкостью ГАУ по ХПК. [c.136] ПР —прочность по МИС-60-8 объемная плотность АУ, см /г О—суммарные потерн массы угля Эр — относительное количество воды, очищаемое на образце угля, X Э .—относительная себестоимость термообработки. [c.137] Подробно изучено изменение свойств серийного угля АГ-3, используемого для доочистки бытовых сточных вод с ХПК = = 35—55 мг/дм при его термической регенерации (рис. IV. 16) [62]. Во всех изученных режимах в первом цикле обработки происходит увеличение объема микропор АУ на 25—35% и переходных пор на 30—70% за счет обгара сорбента. При низких температурах обгар приводит к увеличению объема микропор и доактивации сорбента. Повышение температуры до 965 °С вызывает непропорциональный рост доли переходных- пор. За счет уменьшения толщины стенок пор при обгаре АУ снижается прочность его гранул на 2—3% за цикл. [c.137] Влияние температуры на процесс обработки различно для Эр и Эс и осложнено условиями компенсации потерь сорбента. [c.138] Вернуться к основной статье