УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВНОГО УГЛЯ

Полезная модель относится к области термической переработки органосодержащего сырья, например, такого как уголь, нефтяные продукты, сланец, торф, дерево, растительные продукты, отходы животных, отходы промышленности и коммунального хозяйства, в целях получения активного угля и разных видов жидкого и твердого топлива, которые можно использовать для производства электрической энергии, в теплоэнергетике, в сельском хозяйстве, в деревообрабатывающей промышленности, в химической промышленности и других промышленных отраслях.
Из патента RU 92861 U1, 14.12.2009 г. известна установка для получения активного угля, в которой материал перемещается в корпусе сквозь области сушильной камеры, пиролиза, активации и охлаждения. Области разделены между собой при помощи теплоизоляционных и газонепроницаемых перегородок. Области соединены переходным трубопроводом для равномерного передвижения сырья из камеры в камеру, причем рабочей средой в камере активации является предварительно подогретый водяной пар, подаваемый в камеру из парогенератора через пароперегреватель с температурой 850°C, а рабочей средой в камере пиролиза является углекислый газ из баллонов, нагреваемый до 600°C электрокаллорифером (RU 92861 U1, 14.12.2009 г.).
Недостатками известной конструкции являются высокая энергоемкость процесса и низкая производительность за счет выгорания до 83-85% твердой фазы.
В основе настоящей полезной модели лежит задача по созданию установки, которая обеспечивает повышение выхода активного угля и снижение энергозатрат.
Технический результат, достигаемым всей совокупностью признаков предложенной установки для получения активного угля, заключается в утилизации части несконденсировавшегося пиролизного газа, полученного в реакторе охлаждения и конденсации парогазовой смеси углеводородов, сжигаемого в реакторе активации угля в кипящем слое для перегрева части водяного пара, полученного в сушильном шнековом реакторе.
Технический результат достигается тем, что полезная модель содержит сушильный шнековый реактор, пиролизный шнековый реактор, реактор охлаждения и конденсации парогазовой смеси углеводородов, реактор активации угля и шнековый реактор охлаждения активного угля, при этом сушильный шнековый реактор, пиролизный шнековый реактор, реактор активации угля и шнековый реактор охлаждения активного угля совмещены последовательно в горизонтальной плоскости при помощи фланцевых соединений.
Реактор активации угля оснащен горелкой для сжигания части несконденсировавшегося пиролизного газа, полученного в реакторе охлаждения и конденсации парогазовой смеси углеводородов.
Реактор активации угля оснащен фланцевым патрубком для ввода водяного пара, полученного из сушильного шнекового реактора.
Оснащение реактора активации угля горелкой и фланцевым патрубком позволяет использовать часть несконденсировавшегося пиролизного газа, полученного из реактора охлаждения и конденсации парогазовой смеси углеводородов, который сжигается в реакторе активации угля для предварительного подогрева водяного пара, полученного из сушильного шнекового реактора.
Полезная модель поясняется чертежом, где представлена принципиальная схема установки.
Предложенная установка (10) для получения активного угля состоит из сушильного шнекового реактора (1), в котором интегрирован шнековый конвейер (1.1). К сушильному шнековому реактору пристроен вывод (1.2) водяного пара. К сушильному шнековому реактору (1) при помощи фланцевого соединения (на чертеже не показано) присоединен пиролизный шнековый реактор (2), причем это соединение осуществлено в горизонтальной плоскости. В пиролизном шнековом реакторе (2) интегрирован шнековый конвейер (2.1). Приблизительно в половине длины пиролизного шнекового реактора (2) к нему присоединен реактор (3) охлаждения и конденсации парогазовой смеси углеводородов. К выводу из пиролизного шнекового реактора (2) присоединен реактор активации угля (4), к которому при помощи фланцевого соединения (не показано на чертеже) присоединен шнековый реактор охлаждения активного угля (5), причем это соединение выполнено в горизонтальной плоскости. Внутри шнекового реактора охлаждения активного угля интегрирован шнековый конвейер (5.1). Внутри реактора активации угля (4) интегрирована горелка для сжигания части несконденсировавшегося пиролизного газа (6). К реактору активации угля (4) пристроен фланцевый патрубок (7) для подвода водяного пара.
Передвижение сырья и его обработка указаны следующими линиями:
А - передвижение входного органосодержащего сырья,
B - несконденсировавшийся пиролизный газ,
C - водяной пар,
D - твердый пиролизный продукт – полукокс,
E - активный уголь.
Установка для получения активного угля работает следующим образом.
Входное органосодержащее сырье (А), такое как, например, уголь, нефтяные продукты, сланец, торф, дерево, растительные продукты, отходы животных, отходы промышленности и коммунального хозяйства, подают ленточным, скребковым, цепочным или шнековым конвейером в бункер сушильного шнекового реактора (1) (на чертеже не показан), теплоизолированного от окружающей среды. Интегрированным шнековым конвейером (1.1) сушильного шнекового реактора (1) сырье перемещают сквозь рабочее пространство сушильного шнекового реактора (1) в пиролизный шнековый реактор (2). Шнековым конвейером (2.1) сырье перемещают внутри пиролизного шнекового реактора (2). Водяной пар С выходит из сушильного шнекового реактора 1 и отводится выходом водяных паров (1.2) на утилизацию.
Пары углеводородов в состоянии газопаровой смеси, выходящей из пиролизного шнекового реактора (2), входят в реактор (3) охлаждения и конденсации паровой смеси углеводородов. Часть несконденсировавшегося пиролизного газа В перемещается в горелку 6 для сжигания части несконденсировавшегося пиролизного газа. Часть водяного пара С из выхода (1.2) водяных паров сушильного шнекового реактора (1) направляют сквозь фланцевый патрубок (7) для ввода водяного пара к обогреву на 850°С с использованием температуры сгорания части несконденсировавшихся пиролизных газов (В) в горелке (6) для сгорания части несконденсировавшегося пиролизного газа. Твердый пиролизный продукт - полукокс (D) в качестве результата-выхода из пиролизного шнекового реактора (2) с температурой от 600 до 900°С поступает через фланцевое соединение в реактор (4) активации угля, шнековым конвейером (5.1) в шнековый реактор охлаждения (5) активного угля на упаковку и отгрузку потребителям.
Таким образом, предлагаемая установка для получения активного угля позволяет снизить энергозатраты и повысить производительность технологического процесса по получению активного угля.
Установка прошла опытно-промышленные испытания и подтвердила целесообразность ее использования.