УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВИРОВАННОГО УГЛЯ

Полезная модель относится к области энергетики и химической промышленности, в частности к устройствам для получения активированного угля из бурых углей.
Известно устройство для получения активного угля из твердых топлив, содержащее камеру активации, расположенную в камере окислительной газификации и соединенную трубопроводом с реактором-карбонизатором, котел-утилизатор, соединенный трубопроводом с камерой активации и камерой окислительной газификации, сушилку, соединенную с реактором-карбонизатором и камерой окислительной газификации (патент РФ 2051094, МПК С01В 31/08, опубл. 27.12.1995).
Известное устройство имеет ряд существенных недостатков:
низкую производительность работы, обусловленную низкой температурой продуктов сгорания в камере окислительной газификации, малой скоростью омывания тепловыми потоками наружной поверхности камеры активации и соответственно малой теплопередачей от камеры окислительной газификации к камере активации;
уменьшенным выходом годного активного угля за счет того, что часть твердого топлива идет на процесс окислительной газификации, что увеличивает потребление твердого топлива;
загрязнение окружающей среды, обусловленное неполным сгоранием твердого топлива, образованием пыли и выходом ее в атмосферу.
Наиболее близким по техническим характеристикам к заявляемому является устройство для переработки твердого топлива, которое представляет собой слоевой аппарат шахтного типа, выполненный комбинированным - из верхнего, среднего и нижнего поясов. Верхний пояс состоит из загрузочного люка, выпускного патрубка газа, гидрозатвора и электротермического устройства. Средний пояс состоит из цилиндрического корпуса и водяной рубашки. Нижний пояс выполнен в виде усеченного конуса и состоит из выгрузочного устройства, колосниковой решетки, устройства подвода воздуха и/или охлаждающего газа и термоэлектрических датчиков (патент RU 2299901 МПК С10В 49/00, опубл. 27.07.2005). Изобретение предназначено для получения из угля среднетемпературного кокса, углеродных сорбентов, энергетического или технологического газа, не содержащего конденсируемых продуктов пиролиза.
Известное устройство малоэффективно в работе, имеет низкий уровень надежности устройства розжига, малый выход готовой продукции в единицу времени, управление расходом воздуха посредством термоэлектрических датчиков не позволяет корректно управлять технологическим процессом.
Задача полезной модели состоит в устранении указанных недостатков обеспечивающих достижение заявленного технического результата.
Техническим результатом является повышение эффективности и надежной работы устройства.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для получения активированного угля, выполненным в виде слоевого аппарата шахтного типа, снабженного термоэлектрическими датчиками, на верхнем поясе корпуса расположены загрузочный и ревизионный люки, взрывные клапаны, выпускной патрубок охлаждающего газа и дизельные горелки розжига, средний пояс состоит из цилиндрической камеры пиролиза с водоохлаждаемым корпусом, а на нижнем поясе расположены колосниковая решетка, подколосниковый конус, патрубки подвода воздуха и охлаждающего газа, и датчик расхода воздуха, установленный с возможностью управления процессом подачи воздуха.
Для достижения технического результата верхняя часть устройства оборудована дизельными горелками розжига, которые обеспечивают более высокий уровень надежности и более быстрый период розжига верхнего слоя угля по сравнению с электротермическими устройствами. Устройство дополнительно снабжено взрывными клапанами обеспечивающими снижение риска повреждения оборудования при детонации генераторного газа и ревизионным люком облегчающим этап разравнивания верхнего слоя угля. В нижней части устройства размещен датчик расхода воздуха, для эффективного управления процессом пиролиза изменением подачи дутья.
Устройство для получения активированного угля представлено на фигуре.
Устройство условно можно разделить на три части. Верхний пояс состоит из загрузочного люка 1, расположенного в центре, выпускного патрубка генераторного газа 2, выпускного патрубка охлаждающего газа 3, образующего после процесса карбонизации, ревизионного люка 4, для осмотра и разравнивания угля после загрузки, взрывных клапанов 5, дизельных горелок розжига 6. Средний пояс состоит из цилиндрической камеры пиролиза с водоохлаждаемым корпусом 7. Нижний пояс состоит из колосниковой решетки 8, приспособления подвода воздуха и/или охлаждающего газа 9, разгрузочного конуса 10. Поворотная колосниковая решетка 8 пластинчатого типа состоит из шести секций, каждая из которых представляет собой вал с расположенными на нем колосниками. По высоте корпуса 7 расположены термоэлектрические датчики 11. На приспособлении подвода воздуха и/или охлаждающего газа 9 установлен датчик расхода воздуха 12. Теплообменник 13 представляет собой замкнутую систему, в которой вода охлаждается, проходя через воздушно-отопительные агрегаты и калорифер, циркулируя по кругу за счет циркуляционных насосов.
Устройство работает следующим образом: колосниковая решетка 8 переводится в положение «закрыто», уголь класса крупности 5-20 мм загружается через загрузочный люк 1. После окончания загрузки верхний слой разравнивается через ревизионный люк 4, и закрываются загрузочный и ревизионный люка. На 5-7 минут включаются дизельные горелки розжига 6, по истечении времени, определенного, технологической инструкцией, горелки отключаются и по приспособлению 9 начинают подачу воздуха.
Для подачи воздуха на газификацию угля используется дутьевой вентилятор. Одним из основных параметров, определяющих режим работы устройства, является расход воздуха. Для его фиксации используются датчик расхода воздуха 12 и задвижка стальная клиновая.
В течение 30 минут расход воздуха увеличивается маленькими диапазонами до выхода в номинальный режим, который определяется поперечным сечением камеры пиролиза 7. В дальнейшем, получая сигналы от датчика 12, расход воздуха поддерживается в номинальном режиме. Датчик расхода 12 контролирует расход воздуха для сравнения с экспериментально определенным оптимальным расходом воздуха для прохождения пиролиза исходного сырья в единицу времени с получением продукта с максимальными характеристиками. Управление процессом пиролиза осуществляют изменением подачи дутья.
По термоэлектрическим датчикам 11 контролируется место положения фронта реагирования. В момент приближения фронта реагирования к колосниковой решетке 8, в соответствии с показаниями термоэлектрических датчиков 11, прекращается подача воздуха через приспособление 9.
Перед выгрузкой температуру активированного угля необходимо снизить с температуры 870-940°С до 70°С. С этой целью устройство для получения активированного угля переводят в режим охлаждения посредством принудительной циркуляции охлаждающего газа по контуру «устройство - теплообменник». После окончания охлаждения, колосниковая решетка 8 переводится в положение «открыто» и активированный уголь выгружается через разгрузочный конус 10. В качестве охлаждающего газа используется собственный технологический газ или продукты его сгорания.