RU18172U1 - Установка для получения активного угля - Google Patents

Abstract

1. Установка для получения активных углей, содержащая горизонтально расположенный газификатор с шнеком-ворошителем и обогревательной камерой, топку с двухконтурной горелкой, камеру активации, охладитель с узлами ввода и вывода твердой фазы, каталитический дожигатель, теплообменник, скруббер и дымосос, отличающаяся тем, что нижняя часть тоннеля газификатора в месте его входа в камеру активации снабжена поворотным лотком, верхняя крышка камеры активации снабжена камерой сгорания с горелочным устройством и распылителем воды, размещенным в ее внутреннем объеме, а скруббер снабжен теплообменником, размещенным в его внутреннем объеме.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что вход в распылитель воды соединен с выходом из теплообменника скруббера.

Description

ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

Полезная модель относится к области термической переработки твердых материалов содержащих органику, с целью получения активных углей.

Установка для получения активных углей, содержит горизонтально расположенный газификатор с шнеком-ворошителем и обогревательной камерой, топку с 2-х контурной горелкой, камеру активации, охладитель с узлами ввода и вывода твердой фазы, каталитический дожигатель, теплообменник, скруббер и дымосос. Нижняя часть тоннеля газификатора в месте его входа в камеру активации снабжена поворотным лотком, верхняя крышка камеры активации снабжена камерой сгорания с горелочным устройством и распылителем воды, размеш,енным в ее внутренним объемом, а скруббер снабжен теплообменником, размеш;енном в его внутреннем объеме.

Вход в распылитель воды соединен с выходом из теплообменника скруббера.

Известна установка для получения активных углей, содержаш,ая последовательно соединенные сушилку, пиролизер и активатор с раздельными узлами ввода и вывода твердой и газообразной фаз, охладитель и классификатор с узлами ввода и вывода твердой фазы и котел-утилизатор, снабженный 2-х контурной горелкой. (Свидетельство на полезную модель РФ N 13795 «Установка для получения активного угля.

Недостатком данной установки является то, что поступление тепла, необходимого для обеспечения процессов сушки и термического разложения ( пиролиза ) исходного сырья, обеспечивается только за счет сжигания внешнего топлива, без использования тепла от сжигания горючих газов, выделяюш,ихся при пиролизе. Другим недостатком является необходимость специальной химической подготовки воды, используемой в котле-утилизаторе для приготовления пара, необходимого для процесса активации (газификации).

г;;. о ( s

2..- . ; 4.; 4

МПК 7 с 01 в 31/08 АКТИВНОГО УГЛЯ

Наиболее близкой к заявляемой полезной модели по конструкции основного оборудования, принципу работы и достигаемому результату является установка для переработки отходов, содержащая горизонтально расположенный газификатор с обогревательной камерой снабженный шнеком-ворошителем, размеш;енным по продольной оси его внутреннего объема, соединенного с верхней частью внутреннего объема вертикальной камеры дожигания (активации) и с 2-х контурной горелкой топки, причем вход обогревательной камеры соединен с топкой, а выход с каталитическим дожигателем, выход из которого соединен с газовым объемом теплообменника нижняя часть которого, выполненная в виде вертикального канала, является входным соплом скруббера ударного действия. Камера дожигания используется также для активации полукокса для чего она снабжена каналом для подачи газообразного газифицирующего агента ( паровоздушная или водовоздушная смесь) в ее нижнюю часть.

(Свидетельство на полезную модель РФ № 16193 «Установка для переработки отходов).

Недостатком данной установки является то, что при непрерывной работе шнека-ворошителя, образующийся в газификаторе полукокс поступает в камеру активации так же непрерывно, что, в сочетании с предусмотренной технологией периодической выгрузкой активного угля, приводит к неравномерности его обработки газифицирующим агентом и, как следствие, к усреднению и ухудшению качества конечной продукции.

Другим недостатком установки является то, что поступление необходимого для осуществления процесса активации тепла обеспечивается за счет сжигания части углеродного материала в камере активации, что приводит к потери части готовой продукции и ухудшению ее качества за счет обгара.

Недостатком установки является также отсутствие теплоотвода от скруббера, что повышает расход заполняющей его жидкости за счет испарения.

Настоящая полезная модель предназначена для интенсификации процесса теплообмена и улучшения качества активного угля за счет порционной активации полукокса смесью водяного пара и продуктов сгорания внешнего топлива в течение заданного отрезка времени, а также улучшения экономических показателей за счет внешнего подогрева воды, используемой для приготовления пара и за счет отказа от необходимости ее химической подготовки.

Указанные технические результаты достигаются за счет следующего:

Снабжение нижней части тоннеля газификатора поворотным лотком обеспечивает периодическое поступление в камеру активации определенной порции полукокса, весовая (или объемная) величина которой задается режимом настройки системы поворота лотка.

Снабжение камеры активации камерой сгорания с горелочным устройством и распылителем воды, размещенным в ее внутреннем объеме, позволяет проводить нагрев и активацию высокотемпературной смесью дымовых газов с водяным паром, причем пар одновременно выполняет роль регулятора температурного режима процесса.

Снабжение скруббера теплообменником, размещенным в его внутреннем объеме, позволяет поддерживать на заданном уровне температуру жидкости в скруббере, а использование нагретой воды для получения пара снижает энергозатраты.

Полезная модель поясняется чертежом, рис.1, где изображены продольный разрез предлагаемой установки и поперечное сечение топки.

Установка для получения активных углей содержит горизонтально расположенный газификатор-1 с узлом ввода отходов-2, шнекомворошителем-3, поворотным лотком-4, каналом-5 для вывода парогазовых продуктов и обогревательной камерой-6 с каналом-7 для вывода продуктов сгорания; камеру активации-8 с камерой сгорания-9, горелочным устройством-10 и распылителем воды-11, охладитель-12 с узлом ввода-13 и вывода твердой фазы-14, топку-утилизатор-15, снабженную 2-х контурной горелкой-16 с контуром-17 для низкокалорийного газа, каналом-18 для топлива и каналом-19 для воздуха; каталитический дожигатель-20; теплообменник-21, скруббер-22 с теплообменником-23 и дымосос-24 с каналом -25 для отвода газов.

Установка работает следующим образом:

Через каналы-18 и 19 в горелку подают воздух и топливо. Образующиеся при сжигании топлива дымовые газы выводятся в обогревательную камеру- 6, проходя через которую они отдают часть тепла на нагрев сырья через стенки газификатора .

Исходное сырье загружают во внутренний объем газификатора через узел ввода- 2 и оно перемещается вдоль продольной оси газификатора шнеком-ворощителем-3 в виде рыхлого подвижного слоя, что обеспечивает хорошие условия теплообмена. Прогреваясь, по мере продвижения из менее нагретой в более нагретые зоны газификатора, сырье первоначально подвергается сушке а затем, по мере прогрева, из него начинают выделяться газообразные продукты термического разложения (пирогаз), которые вместе с парами воды через канал- 5 поступают во внешний контур-17 двухконтурной горелки- 16, конструкция которой обеспечивает сжигание низкокалорийных газов за счет их предварительного смешения с горячим окислителем. Горючие компоненты пирогаза сгорают совместно с топливом, необходимым для поддержания процесса.

Образующийся в качестве конечного продукта пиролиза твердый остаток (полукокс) непрерывно подается тем же шнеком-ворошителем- 3 на поворотный лоток-4 где он накапливается в виде определенной порции. При достижении определенного веса (или объема) этой порции лоток опрокидывается и полукокс проваливается во внутренний объем камеры активации-8.

В размеш;енную на крышке камеры активации камеру сгорания-9 поступают дымовые газы - газообразные продукты сгорания топлива, сжигаемого в горелочном устройстве-10. Одновременно в поток дымовых газов через распылитель-11 подается вода (или водяной пар) , количеством которой регулируется температура образуюп1,ейся парогазовой смеси . Смесь водяного пара с дымовыми газами является активирующим агентом.

Подача активирующего агента на поверхность полукокса в виде «острой струи обеспечивает его перевод в состояние взвешенного слоя, что создает условия для интенсивного тепло- и массопереноса. Порция полукокса нагревается и газифицируется в течение заданного времени без добавления свежего материала в результате чего, в качестве конечного продукта, получается высокопористый активный уголь. Порция готового активного угля периодически выводится из камеры активации в охладитель-12 через узел ввода-13, откуда после охлаждения выводится через узел вывода-14.

Газообразные продукты сгорания продуктов пиролиза (дымовые газы) из обогревательной камеры-6 через канал-7 выводятся в каталитический дожигатель-20 где в режиме полного окисления осуществляется сжигание окиси углерода и остаточных концентраций органических компонентов, что предотвращает прохождение вторичных реакций.

После каталитического дожигателя газы поступают в жаротрубный теплообменник-21 где, отдав часть тепла на нагрев воды, циркулирующей в межтрубном пространстве, через вертикальный канал подаются в виде «острой струи на поверхность жидкости, заполняющей скруббер-22. Дымовые газы освобождаются от мелкой пыли, дополнительно охлаждаются, отдавая тепло через жидкость и размещенный в ней теплообменик-23 сырой воде, идущей далее на приготовление пара и через дымосос- 24 и канал- 25 выбрасываются в атмосферу.

Поскольку нижняя выходная часть теплообменника выполнена в виде вертикального канала, являющегося одновременно входным соплом «мокрого скруббера ударного действия, исключается необходимость в газоходе, соединяющем эти аппараты, что уменьшает опасность образования пылеконденсатных пробок, увеличивает перепад температур и повышает коэффициент теплоиспользования.

Таким образом, совокупность указанных существенных признаков обеспечивает интенсификацию процесса теплообмена и улучшение качества активного угля за счет порционной активации полукокса смесью водяного пара и продуктов сгорания внешнего топлива в течение заданного отрезка времени, а также улучшает экономические показатели за счет внешнего подогрева воды, используемой для приготовления пара и за счет отказа от необходимости ее химической подготовки.

Источники информации:

1.Свидетельство на полезную модель РФ № 13795 «Установка для получения активного угля.

2.Свидетельство на полезную модель РФ № 16193 «Установка для переработки отходов.

Авторы:

Г.И.Двоскин А.Д.Старостин И.В.Молчанова

Claims (2)

1. Установка для получения активных углей, содержащая горизонтально расположенный газификатор с шнеком-ворошителем и обогревательной камерой, топку с двухконтурной горелкой, камеру активации, охладитель с узлами ввода и вывода твердой фазы, каталитический дожигатель, теплообменник, скруббер и дымосос, отличающаяся тем, что нижняя часть тоннеля газификатора в месте его входа в камеру активации снабжена поворотным лотком, верхняя крышка камеры активации снабжена камерой сгорания с горелочным устройством и распылителем воды, размещенным в ее внутреннем объеме, а скруббер снабжен теплообменником, размещенным в его внутреннем объеме.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что вход в распылитель воды соединен с выходом из теплообменника скруббера.