NL8502541A - Activated carbon powder continuous regeneration - by resistance heating while descending a column contg. perforated electrodes, giving uniform heating - Google Patents

Abstract

Particulate activated carbon is regenerated by allowing it to descend through a vertical column, in which electrodes are arranged horizontally and spaced apart; each electrode comprises a large number of through passages or holes and a number of communicating ducts between these holes on the underside of the electrode. Both ducts and holes are large enough for the carbon particles to pass freely through them. Alternatively, each electrode is composed of a grating with correspondingly large apertures. A voltage is applied across the electrodes, to generate a current through the activated carbon as it flows down and thus heat it. Pref. the passages are uniformly distributed over the electrodes; the activated carbon particles are spherical, and the holes constitute >=25% of the total electrode surface area. The process can be operated continuously, by regularly charging the top of the column with fresh carbon for treatment. The current density is fairly uniform so that uniform heating of the material is produced.

Description

* . » - Inrichting voor het continu regenereren van gebruikte aktieve koolstof -*. »- Device for continuous regeneration of spent active carbon -

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het continu regenereren van gebruikte aktieve koolstof, omvattende een vertikale kolom met tenminste twee horizontale elektrodeplaten met doorlaatopeningen voor de boven in de 5 kolom toegevoerde koolstofdeeltjes.The invention relates to a device for the continuous regeneration of spent active carbon, comprising a vertical column with at least two horizontal electrode plates with passage openings for the carbon particles fed into the top of the column.

Een dergelijke inrichting is bekend uit de Nederlandse octrooiaanvrage 76 04138 inmiddels octrooi 176.249.Such a device is known from Dutch patent application 76 04138, now patent 176.249.

De doorlaatopeningen in de elektrodeplaten zijn gelijkmatig verdeeld en hun totale oppervlak bedraagt tenminste 25% van 10 het totale plaatoppervlak om een gelijkmatige warmteontwikkeling in de stroom koolstof te verzekeren. Hierin kan nog meer verbetering worden gebracht door de doorlaatopeningen van boven en/of van onderen taps te laten verlopen onder een hoek die groter is dan de storthoek van de koolstof deeltjes, waardoor 15 de vorming van een kegelvormige holte in de op een onder gelegen plaat verzamelde koolstofdeeltjes wordt voorkomen.The passages in the electrode plates are evenly distributed and their total area is at least 25% of the total plate area to ensure even heat generation in the carbon stream. Even more improvement can be made in this by tapering the openings at the top and / or from the bottom at an angle greater than the angle of repose of the carbon particles, as a result of which the formation of a cone-shaped cavity in the plate on a bottom is formed. collected carbon particles is prevented.

Met een dergelijke inrichting wordt een gelijkmatiger doorgang van de elektrische stroom en daarmee gelijkmatiger verhitting van de stroom koolstof onder desorbtie van 20 aan de koolstofdeeltjes geadsorbeerd materiaal bereikt dan met een vertikale kolom die is uitgerust met twee in de lengterichting tegen de binnenwand van de kolom en tegenover elkaar aangebrachte elektrodeplaten.With such an arrangement, a more uniform passage of the electric current, and therefore a more uniform heating of the carbon current, with desorbtion of material adsorbed on the carbon particles, is achieved than with a vertical column equipped with two longitudinally against the inner wall of the column and electrode plates arranged opposite each other.

Inrichtingen met vertikale elektrodeplaten zijn 25 bekend uit de Nederlandse octrooischriften 60351 en 24091 en de Nederlandse octrooiaanvrage 75.04405 .Devices with vertical electrode plates are known from the Dutch patents 60351 and 24091 and the Dutch patent application 75.04405.

Gevonden is, dat bij een inrichting van de in de Nederlandse octrooiaanvrage 76 04138 beschreven soort de vor- ' ^ ·£ ' « i « - 2 - ming van een kegelvormige holte in de op een ondergelegen plaat verzamelde koolstofdeeltjes ook kan worden voorkomen met een elektrodeplaat die is uitgevoerd als een rooster, omvattende een kernstaaf met aan weerszijden daarvan loodrecht of 5 nagenoeg loodrecht aangebrachte dwarsstaven. Een dergelijke roosterelektrodeplaat is bovendien eenvoudiger te vervaardigen dan een elektrodeplaat met taps verlopende openingen.It has been found that in a device of the type described in Dutch patent application 76 04138 the formation of a conical cavity in the carbon particles collected on a lower plate can also be prevented with a electrode plate, which is designed as a grid, comprising a core rod with perpendicular or 5 perpendicularly arranged cross bars on either side thereof. Moreover, such a grid electrode plate is easier to manufacture than an electrode plate with tapered openings.

De uitvinding heeft derhalve betrekking op een inrichting zoals omschreven in de aanhef, met het kenmerk, 10 dat tenminste één elektrodeplaat is uitgevoerd als een roos ter, omvattende een kernstaaf met aan weerszijden daarvan loodrecht of nagenoeg loodrecht aangebrachte dwarsstaven.The invention therefore relates to a device as described in the preamble, characterized in that at least one electrode plate is designed as a grid, comprising a core rod with transverse bars arranged perpendicularly or substantially perpendicularly on either side thereof.

Ter toelichting op de inrichting volgens de uitvinding volgt een beschrijving aan de hand van de tekening. 15 Daarin hebben de figuren 1 tot en met 5 betrekking op een bekende inrichting met bekende elektrodeplaten zoals beschreven in bovengenoemde Nederlandse octrooiaanvrage 76 04138.To explain the device according to the invention, a description follows with reference to the drawing. Figures 1 to 5 relate to a known device with known electrode plates as described in the above-mentioned Dutch patent application 76 04138.

In figuur 7 is een bovenaanzicht weergegeven van een rooster-elektrodeplaat volgens de uitvinding, en in figuur 8 een 20 zijaanzicht daarvan volgens de lijn A—A' in figuur 7.Figure 7 shows a top view of a grid electrode plate according to the invention, and in figure 8 a side view thereof along the line A-A 'in figure 7.

Figuur 9 toont een geïntegreerde inrichting voor het absorberen en desorberen van materiaal respectievelijk aan en van aktieve kool met twee elektrodeplaten volgens de uitvinding, en een verdeelplaat daartussen in de desorbtie- of regenereer-25 sectie.Figure 9 shows an integrated device for absorbing and desorbing material to and from activated carbon with two electrode plates according to the invention, respectively, and a distribution plate between them in the desorption or regeneration section.

Zoals weergegeven in figuur 1 omvat de bekende inrichting een vertikale kolom 1 met koolstofdeeltjes 2 die door twee horizontale elektrodeplaten 3 en 4 stromen. In figuur 2 en 3 zijn respectievelijk een vierkante elektrode-30 plaat 5 met openingen 6, en een ronde elektrodeplaat 7 met openingen 8 weergegeven. De openingen 6 en 8 zijn voldoende groot om de koolstofdeeltjes te laten passeren. Figuur 4 toont een bekende elektrodeplaat 9 met openingen 10 die van b boven taps toelopen. Figuur 5 toont een bekende elektrode-35 plaat 12 met openingen 13 die een bovenste tapsheid 14 en 85 92 54 1 «- * - 3 - onderste tapsheid 15 bezitten.As shown in figure 1, the known device comprises a vertical column 1 with carbon particles 2 flowing through two horizontal electrode plates 3 and 4. Figures 2 and 3 show a square electrode plate 5 with openings 6 and a round electrode plate 7 with openings 8, respectively. The openings 6 and 8 are large enough to allow the carbon particles to pass. Figure 4 shows a known electrode plate 9 with openings 10 tapered from b above. Figure 5 shows a known electrode plate 12 with openings 13 which have an upper taper 14 and lower taper 15.

Een eenvoudiger elektrodeplaat volgens de uitvinding is weergegeven in figuur 7. Deze omvat een kernstaaf 18 en een aantal dwarsstaven 19,19' die aan weerszijden 5 loodrecht daaraan zijn bevestigd. In figuur 8, die een dwars doorsnede toont van de elektrodeplaat in figuur 7 volgens de lijn A-A', zijn met 20 de kernstaaf en met 21 de dwarsstaven aangegeven.A simpler electrode plate according to the invention is shown in figure 7. It comprises a core rod 18 and a number of cross bars 19,19 'which are fixed perpendicularly on either side. In figure 8, which shows a cross section of the electrode plate in figure 7 along the line A-A ', 20 indicates the core rod and 21 the cross bars.

De in figuur 9 weergegeven inrichting omvat een 10 vertikale kolom 22 die is verdeeld in een adsorbtiesectie A waarin gasvormige verontreinigingen aan aktieve kool worden geadsorbeerd, en een regenereringssectie B volgens de uitvinding. De sectie B bevat twee elektrodeplaten 23 en 23' in de vorm van een rooster bestaande uit een kernstaaf met aan 15 weerszijden daarvan loodrecht of nagenoeg loodrechte aange brachte dwarsstaven.The device shown in Figure 9 comprises a vertical column 22 divided into an adsorption section A in which gaseous impurities are adsorbed on activated carbon and a regeneration section B according to the invention. The section B contains two electrode plates 23 and 23 'in the form of a grid consisting of a core rod with transverse bars arranged perpendicularly or substantially perpendicularly on either side thereof.

Tussen deze elektrodeplaten is een verdeelplaat 24 aanwezig om het gedesorbeerde gas makkelijker te kunnen afvoeren naar een condensor 25 die in verbinding staat met 20 een decanteerinrichting 26. Met de cijfers 27 en 28 zijn res pectievelijk een toevoer voor te zuiveren gas en een afvoer voor gezuiverd gas aangegeven. De inrichting is verder voorzien van een toevoer 29 voor gas( stoom) om geregenereerde aktieve kool terug te winnen, en van een toevoer 30 voor 25 gas om teruggewonnen aktieve kool omhoog te drukken. De verdeelplaat 24 is weergegeven in figuur 6 en daarin aangegeven met het cijfer 16. De doorlaatopeningen daarin dragen aan de onderkant holle verlengingen of buizen 17 met een lengte van bijvoorbeeld ongeveer 30 cm. Daardoor wordt 30 gedesorbeerd materiaal gemakkelijker afgevoerd en de doorstro ming van de koolstof bevorderd. Hierin kan nog meer verbetering worden gebracht wanneer de holle verlengingen of buizen verwijd uitmonden. Deze plaat die ook als een bovenste elektrodeplaat kan dienen, vormt het onderwerp van de Nederlandse 35 octrooiaanvrage 76 12662. om een gelijkmatige Joulse warmte- 5 Λ 1 - 4 - ontwikkeling in de koolstofstroom te verzekeren, moeten de koolstofdeeltjes voortdurend contact met elkaar en met de elektrodeplaten maken. In verband hiermee zijn de dwarsstaven op regelmatige afstand van elkaar aan de kernstaaf bevestigd.A distribution plate 24 is present between these electrode plates in order to facilitate the removal of the desorbed gas to a condenser 25 which is connected to a decanter 26. Numerals 27 and 28 respectively show a supply for gas to be purified and a discharge for purified gas indicated. The apparatus further includes a gas (steam) supply 29 for recovering regenerated activated carbon, and a gas supply 30 for pushing recovered activated carbon upward. The distribution plate 24 is shown in figure 6 and indicated there with the number 16. The passage openings therein carry hollow extensions or tubes 17 at the bottom, with a length of for instance about 30 cm. As a result, desorbed material is more easily removed and the flow of carbon is promoted. Even more improvement can be made in this when the hollow extensions or pipes open out widened. This plate, which can also serve as an upper electrode plate, is the subject of Dutch patent application 76 12662. in order to ensure a uniform Joulse heat development in the carbon flow, the carbon particles must be in constant contact with each other and with make the electrode plates. In this connection, the cross bars are attached to the core bar at regular intervals.

5 De te regenereren koolstofdeeltjes zijn geschikt bolvormig of nagenoeg bolvormig. Hierdoor is het aantal contact-plaatsen tussen de deeltjes of de contactdichtheid , en daarmee de schijnbare elektrische weerstand , constant en reproduceerbaar, ook onder druk . Bij onregelmatig gevormde 10 koolstofdeeltjes zoals gruiskool, varieert de contactdicht heid met de wijze waarop deze in de kolom zijn gebracht zodat de elektrische weerstand tussen de deeltjes een betrekkelijk grote spreiding vertoont. Bovendien stromen bolvormige deeltjes gelijkmatiger door en geven deze minder aanleiding tot varia-15 ties in de pakkingsstructuur.The carbon particles to be regenerated are suitably spherical or substantially spherical. As a result, the number of contact points between the particles or the contact density, and thus the apparent electrical resistance, is constant and reproducible, even under pressure. With irregularly shaped carbon particles such as grit coal, the contact density varies with the way they are introduced into the column, so that the electrical resistance between the particles shows a relatively large spread. In addition, spherical particles flow more uniformly and give less reason for variations in the packing structure.

Desgewenst kan de desorptieverhitting worden voorafgegaan door een voorverhitting van de te regenereren koolstof. Verder kunnen ongelijksoortig geadsorbeerde materialen selectief worden gedesorbeerd door regeling van de spanning 20 over elektrodeplaten die over verschillende trappen zijn verdeeld.If desired, desorption heating can be preceded by preheating the carbon to be regenerated. Furthermore, dissimilar adsorbed materials can be selectively desorbed by controlling the voltage 20 across electrode plates distributed over several stages.

VoorbeeldExample

Twee roostervormige elektrodeplaten, passend in een vierkante kolom van 600 x 40 x 40 mm, worden vervaardigd 25 door aan weerszijden van een koolstofstaaf van 250 x 40 x 40 mm , 2 x 5 koolstofstaafjes met een uitwendige diameter van 15 mm op gelijke afstand van elkaar en loodrecht aan de kernstaaf te bevestigen. De platen worden in respectievelijk het bovenste gedeelte van de kolom, die is vervaardigd uit hard 30 glas en waarvan de bodem is uitgevoerd als een omgekeerde trechter en is voorzien van een afsluiter, op een afstand van 250 mm van de bovenkant, en in het onderste gedeelte van de kolom aangebracht. Boven in de kolom worden 100 kg/uur bolvormige koolstofdeeltjes met een gemiddelde grootte van 700^u 35 en waaraan tetrachloorkoolstof is geadsorbeerd, in een hoeveel- 85 02 5 4 ! ψ - 5 - heid van 450 kg/kg aktieve kool, gestort. Over de elektroden wordt een wisselstroomspanning van 100 V aangelegd. Als de temperatuur in het midden van de desorbtiesectie 130°C heeft bereikt.wordt de afsluiter in de bodem van de kolom geopend ^ om de koolstofdeeltjes te doen stromen. Gelijktijd wordt via een spuitmond in de bodem van de kolom stoom geïnjecteerd om gedesorbeerde tetrachloorkoolstof mee te slepen naar een uitlaat. De hoeveelheid tetrachloorkoolstof die nog aan de onder uit de kolom teruggewonnen aktieve kool is geadsorbeerd, 10 bedraagt ten hoogste 30 kg/kg aktieve kool.Two grid-shaped electrode plates, fitting in a square column of 600 x 40 x 40 mm, are fabricated by either side of a 250 x 40 x 40 mm carbon rod, 2 x 5 carbon rods with an outside diameter of 15 mm equidistant from each other and attach it perpendicular to the core rod. The plates are placed in the upper part of the column, which is made of hard glass and the bottom of which is designed as an inverted funnel and is provided with a shut-off valve, at a distance of 250 mm from the top, and in the bottom part of the column. At the top of the column, 100 kg / h of spherical carbon particles with an average size of 700 µm and to which carbon tetrachloride has been adsorbed, in an amount of 85 02 5 4! 5 - 5 - of 450 kg / kg activated carbon, dumped. An AC voltage of 100 V is applied across the electrodes. When the temperature in the middle of the desorption section has reached 130 ° C, the valve in the bottom of the column is opened to allow the carbon particles to flow. Simultaneously, steam is injected through a nozzle into the bottom of the column to drag desorbed carbon tetrachloride to an outlet. The amount of carbon tetrachloride still adsorbed on the activated carbon recovered from the bottom of the column is not more than 30 kg / kg of active carbon.

Claims (1)

. V - 6 - -CONCLUSIE Inrichting voor het continu regenereren van gebruikte aktieve koolstof, omvattende een vertikale kolom met tenminste twee horizontale elektrodeplaten voorzien van doorlaatopeningen voor de boven in de kolom toegevoerde 5 koolstofdeeltjes, met het kenmerk, dat tenminste één elek-trodeplaat is uitgevoerd als een rooster, omvattende een kernstaaf met aan weerszijden daarvan loodrecht of nagenoeg loodrecht aangebrachte dwarsstaven. 10 --•*2541. V - 6 - CONCLUSION Apparatus for continuously regenerating spent active carbon, comprising a vertical column with at least two horizontal electrode plates provided with passage openings for the 5 carbon particles fed into the top of the column, characterized in that at least one electrode plate is designed as a grid, comprising a core bar with transverse bars arranged perpendicularly or substantially perpendicularly on either side thereof. 10 - * 2541