RU2182885C1 - Technology of uninterrupted processing of carbon-carrying feedstock and facility for its realization ( alternatives ) - Google Patents

Technology of uninterrupted processing of carbon-carrying feedstock and facility for its realization ( alternatives ) Download PDF

Info

Publication number
RU2182885C1
RU2182885C1 RU2000132652/12A RU2000132652A RU2182885C1 RU 2182885 C1 RU2182885 C1 RU 2182885C1 RU 2000132652/12 A RU2000132652/12 A RU 2000132652/12A RU 2000132652 A RU2000132652 A RU 2000132652A RU 2182885 C1 RU2182885 C1 RU 2182885C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
activation
chamber
carbon
carbonization
cold water
Prior art date
Application number
RU2000132652/12A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.П. Стрелков
М.Н. Волчанова
Н.В. Малыгин
Г.Д. Елистратов
Original Assignee
Закрытое акционерное общество Научно-исследовательский институт "ВНИИДРЕВ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество Научно-исследовательский институт "ВНИИДРЕВ" filed Critical Закрытое акционерное общество Научно-исследовательский институт "ВНИИДРЕВ"
Priority to RU2000132652/12A priority Critical patent/RU2182885C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2182885C1 publication Critical patent/RU2182885C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: production of activated carbon and organic products from carbon-carrying feedstock. SUBSTANCE: technology of uninterrupted processing of carbon-carrying feedstock consist in preliminary heating of feedstock, in carbonization, activation and maturing of solid product. Solid product treated with cold water is sent to stage of maturing and steam generated by cooling of solid product is immediately or after partial superheat used as activation agent at stage of activation. Facility for uninterrupted processing of carbon-carrying feedstock has unit of preliminary heating of feedstock, carbonization, activation and maturing chambers mounted one above another and connected with the use of flow branch pipes. Activation chamber has heating jacket and pipe-union supplying cold water mounted in its outlet part or in its flow branch pipe. Facility can have section of partial superheat of steam formed by treatment of solid product by cold water. EFFECT: reduced energy consumption, increased adaptability of facility to technology without any growth of usage of metal, raised quality and output of finished product thanks to more complete maturing in maturing chamber. 3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к производству активного угля и органических продуктов из углеродсодержащего сырья. The invention relates to the production of activated carbon and organic products from carbon-containing raw materials.

Известен способ получения активного угля, включающий сушку гидролизного лигнина, нагревание в печи с последующей карбонизацией и активацию агентом, содержащим водяной пар, а именно, перегретым водяным паром. По окончании активации готовый продукт охлаждают и рассевают на фракции. (Патент РФ 2031636, С 01 В 31/08, опубл. 27.03.95, бюлл. 9). A known method of producing activated carbon, including drying the hydrolysis lignin, heating in a furnace, followed by carbonization and activation by an agent containing water vapor, namely, superheated water vapor. After activation, the finished product is cooled and sieved into fractions. (RF patent 2031636, С 01 В 31/08, publ. 27.03.95, bull. 9).

Недостатком известного технического решения является высокая энергоемкость процесса из-за необходимости получения энергоемким способом перегретого водяного пара для дальнейшего его применения в качестве активирующего агента. A disadvantage of the known technical solution is the high energy intensity of the process due to the need to obtain an energy-intensive method of superheated water vapor for its further use as an activating agent.

Известен также способ непрерывной переработки углеродсодержащего сырья, включающий стадии предварительного нагрева сырья, карбонизации, активации и созревания твердого продукта, причем в качестве активирующего агента используют перегретый водяной пар, а твердый продукт со стадии активации сразу же направляют на стадию созревания. (Патент RU 2118291, С 01 В 31/08; С 10 G 1/00, опуб. 27.08.98, бюлл. 24 - прототип). There is also known a method of continuous processing of carbon-containing raw materials, including the stage of preheating of the raw material, carbonization, activation and maturation of the solid product, and superheated water vapor is used as the activating agent, and the solid product from the activation stage is immediately sent to the maturation stage. (Patent RU 2118291, С 01 В 31/08; С 10 G 1/00, publ. 27.08.98, bull. 24 - prototype).

Известно также устройство для непрерывной переработки углеродсодержащего сырья, содержащее остановленные друг над другом и соединенные переточными патрубками узел предварительного нагрева сырья, камеры карбонизации, активации и созревания, причем камера активации выполнена с рубашкой охлаждения, а к камере активации подключен источник перегретого водяного пара. (Патент RU 2118291, С 01 В 31/08; С 10 G 1/00, опубл. 27.08.98, бюлл. 24 - прототип). A device is also known for the continuous processing of carbon-containing raw materials, comprising a unit for preheating the raw materials, carbonization, activation and maturation chambers, which are stopped above each other and connected by transfer pipes, the activation chamber being made with a cooling jacket, and the source of superheated water vapor is connected to the activation chamber. (Patent RU 2118291, С 01 В 31/08; С 10 G 1/00, publ. 08.27.98, bull. 24 - prototype).

Известное техническое решение имеет следующие недостатки:
- высокая энергоемкость процесса из-за необходимости получения энергоемким способом перегретого водяного пара для дальнейшего использования его в качестве активирующего агента;
- нетехнологичность процесса активации из-за снабжения камеры активации рубашкой охлаждения, т.к. смолообразные вещества, выделяющиеся при активации из древесины, конденсируются на охлаждаемой поверхности камеры активации, что в свою очередь приводит к остановке устройства из-за необходимости очистки поверхности камеры от смолообразных веществ;
- низкая эффективность процесса охлаждения (созревания) конечного продукта. Непрерывность процесса получения активного угля требует синхронности процессов карбонизации, активации и созревания (охлаждения). При разной длительности этих процессов синхронность может быть обеспечена за счет разных объемов всех камер. При применении же камер одинакового объема и конструкции камеры созревания с подводом воды в рубашку охлаждения по прототипу, продолжительность процесса охлаждения активированного продукта может превышать в десять и более раз в зависимости от производительности устройства продолжительность предыдущим процессов. Таким образом для обеспечения синхронности непрерывного процесса необходимо увеличение поверхности охлаждения, а значит и пропорциональное увеличение металлоемкости всего устройства;
- низкий выход конечного продукта из-за низкой эффективности процесса охлаждения в камере созревания, т.к. недостаточно охлажденный уголь, выйдя из камеры созревания при взаимодействии с кислородом воздуха резко снижает качество.
Known technical solution has the following disadvantages:
- high energy intensity of the process due to the need to obtain an energy-intensive method of superheated water vapor for its further use as an activating agent;
- low-tech activation process due to the supply of the activation chamber with a cooling jacket, because resinous substances released during activation from wood condense on the cooled surface of the activation chamber, which in turn leads to a device stop due to the need to clean the surface of the chamber of resinous substances;
- low efficiency of the cooling process (ripening) of the final product. The continuity of the process of obtaining activated carbon requires the synchronization of the processes of carbonization, activation and maturation (cooling). With different durations of these processes, synchronization can be achieved due to the different volumes of all cameras. When using chambers of the same volume and design of the maturing chamber with water supply to the cooling jacket according to the prototype, the duration of the cooling process of the activated product can exceed ten or more times, depending on the performance of the device, the duration of the previous processes. Thus, to ensure synchronization of the continuous process, an increase in the cooling surface is necessary, and hence a proportional increase in the metal consumption of the entire device;
- low yield of the final product due to the low efficiency of the cooling process in the maturation chamber, because insufficiently cooled coal, leaving the maturation chamber when interacting with atmospheric oxygen, sharply reduces the quality.

Техническая задача изобретения состоит в снижении энергоемкости процесса, повышении технологичности процесса без увеличения металлоемкости устройства и повышении качества и выхода готового продукта за счет более полного его созревания в камере созревания. The technical task of the invention is to reduce the energy intensity of the process, increase the manufacturability of the process without increasing the metal consumption of the device and improve the quality and yield of the finished product due to its more complete maturation in the maturation chamber.

Поставленная задача достигается тем, что в способе непрерывной переработки углеродсодержащего сырья, включающем стадии предварительного нагрева сырья, карбонизации, активации и созревания твердого продукта, на стадию созревания направляют твердый продукт, предварительно обработанный холодной водой, а полученный при охлаждении твердого продукта пар сразу или после его частичного перегрева используют в качестве активирующего агента на стадии активации. The problem is achieved in that in a method for the continuous processing of carbon-containing raw materials, including the stages of preheating the raw materials, carbonization, activation and maturation of the solid product, the solid product is pre-treated with the pre-treated cold water at the maturation stage, and steam obtained by cooling the solid product immediately or after it partial overheating is used as an activating agent in the activation stage.

В устройстве для непрерывной переработки углеродсодержащего сырья по варианту 1, содержащем остановленные друг над другом и соединенные переточными патрубками узел предварительного нагрева сырья, камеры карбонизации, активации и созревания, камера активации выполнена с рубашкой обогрева и/или теплоизолирована и со смонтированным в ее выходной части и/или на ее переточном патрубке штуцером для подачи холодной воды. In the device for the continuous processing of carbon-containing raw materials according to option 1, comprising a unit for preheating the raw materials, carbonization, activation and maturation chambers, which are stopped above each other and connected by transfer pipes, the activation chamber is made with a heating jacket and / or is thermally insulated and mounted in its output part and / or on its transfer branch pipe with a fitting for supplying cold water.

Устройство для непрерывной переработки углеродсодержащего сырья по варианту 2, содержащее остановленные друг над другом и соединенные переточными патрубками узел предварительного нагрева сырья, камеру карбонизации, содержащую патрубок подвода перегретого пара камера активации и камера созревания, снабжено участком частичного перегрева пара, а камера активации выполнена с рубашкой обогрева и/или теплоизолирована и со смонтированными в ее выходной части и/или на ее переточном патрубке штуцерами для подачи холодной воды и отвода образующегося при обработке твердого продукта пара на участок его частичного перегрева. A device for the continuous processing of carbon-containing raw materials according to option 2, comprising a unit for preheating the raw materials stopped at one another and connected by transfer pipes, a carbonization chamber containing an activation chamber for supplying superheated steam and a maturation chamber, is provided with a partial steam overheating section, and the activation chamber is made with a jacket heating and / or thermally insulated and with fittings mounted in its output part and / or on its transfer branch pipe for supplying cold water and draining the image yuschegosya when handling solid couple on the portion of its partial superheat.

Изобретение имеет следующие отличия от прототипа:
- на стадию созревания направляют твердый продукт, предварительно обработанный холодной водой, а полученный при охлаждении твердого продукта пар сразу или после его частичного перегрева используют в качестве активирующего агента на стадии активации;
- в устройстве по варианту 1 камера активации выполнена с рубашкой обогрева и/или теплоизолирована и со смонтированным в ее выходной части и/или на ее переточном патрубке штуцером для подачи холодной воды.
The invention has the following differences from the prototype:
- a solid product pre-treated with cold water is sent to the ripening stage, and the steam obtained by cooling the solid product immediately or after partial overheating is used as an activating agent in the activation stage;
- in the device according to option 1, the activation chamber is made with a heating jacket and / or thermally insulated and with a fitting for supplying cold water mounted in its output part and / or on its transfer branch pipe.

- устройство по варианту 2 снабжено участком частичного перегрева пара, а камера активации выполнена с рубашкой обогрева и/или теплоизолирована и со смонтированными в ее выходной части и/или на ее переточном патрубке штуцерами для подачи холодной воды и отвода, образующегося при обработке твердого продукта, пара на участок его частичного перегрева. - the device according to option 2 is equipped with a partial steam overheating section, and the activation chamber is made with a heating jacket and / or thermally insulated and with fittings for cold water supply and discharge formed during processing of the solid product mounted in its outlet part and / or on its transfer branch pipe, steam to the site of its partial overheating.

Это позволит снизить энергоемкость процесса, повысить технологичность процесса без увеличения металлоемкости устройства и увеличить качество и выход конечного продукта за счет более полного его созревания в камере созревания. This will reduce the energy intensity of the process, increase the manufacturability of the process without increasing the metal consumption of the device and increase the quality and yield of the final product due to more complete ripening in the maturation chamber.

В просмотренном нами патентно-информационном фонде не обнаружено аналогичных технических решений, а также технических решений с указанными отличиями. No similar technical solutions, as well as technical solutions with the indicated differences, were found in the patent information fund we reviewed.

Заявленное техническое решение применимо и будет внедряться на промышленных предприятиях в 2001 году. The claimed technical solution is applicable and will be implemented at industrial enterprises in 2001.

На фиг. 1 - схема устройства для непрерывной переработки углеродсодержащего сырья, вариант 1. In FIG. 1 is a diagram of a device for the continuous processing of carbon-containing raw materials, option 1.

На фиг.2 - лопастной вал. Figure 2 - paddle shaft.

На фиг.3 - разрез по А-А на фиг.2. Figure 3 is a section along aa in figure 2.

На фиг. 4 - схема устройства для непрерывной переработки углеродсодержащего сырья, вариант 2. In FIG. 4 is a diagram of a device for the continuous processing of carbon-containing raw materials, option 2.

На фиг.5 - лопастной вал. Figure 5 - blade shaft.

На фиг.6 - разрез по Б-Б на фиг.5
Устройство по варианту 1 для непрерывной переработки углеродсодержащего сырья содержит узел подачи 1 сырья в виде бункера-питателя 2 с размещенным на его выходе шлюзовым затвором 3 и выходным патрубком 4, а также соединенные переточными патрубками 5, 6 и 7 узел предварительного нагрева 8 сырья, камеры 9, 10 и 11 соответственно карбонизации, активации и созревания.
Figure 6 is a section along BB in figure 5
The device according to option 1 for continuous processing of carbon-containing raw materials contains a feed supply unit 1 of the raw material in the form of a hopper-feeder 2 with a lock gate 3 and an outlet pipe 4 located at its output, as well as pre-heating unit 8 of the raw material connected to the overflow pipes 5, 6 and 7, chambers 9, 10 and 11, respectively, carbonization, activation and maturation.

Узел предварительного нагрева 8 сырья может содержать несколько камер предварительного нагрева 12 (количество их должно обеспечить производительную работу камеры карбонизации 9). Камеры 12 узла предварительного нагрева 8, а также каждая из камер 9, 10 и 11 соответственно карбонизации, активации и созревания выполнена с размещенным вдоль нее лопастным валом 13. Лопасти 14 лопастных валов 13 снабжены лопатками 15, которые смонтированы с возможностью регулирования их наклона к осям 16 валов 13 и установлены с постепенным изменением угла их наклона по коду каждой из камер. The pre-heating unit 8 of the feedstock may contain several pre-heating chambers 12 (their number should ensure the efficient operation of the carbonization chamber 9). The chambers 12 of the preheating unit 8, as well as each of the chambers 9, 10 and 11, respectively, of carbonization, activation and maturation are made with a blade shaft 13 placed along it. The blades 14 of the blade shafts 13 are equipped with blades 15 that are mounted with the possibility of adjusting their inclination to the axes 16 shafts 13 and are installed with a gradual change in the angle of their inclination according to the code of each of the chambers.

Камеры 12 узла предварительного нагрева 8, карбонизации 9 и активации 10 имеют рубашки электрообогрева 17, а камера созревания 11 - рубашку охлаждения 18. Для ввода воды в рубашку охлаждения 18 в устройстве имеется штуцер 19, а для вывода воды - штуцер 20. The chambers 12 of the preheating unit 8, carbonization 9 and activation 10 have electric heating jackets 17, and the maturation chamber 11 has a cooling jacket 18. There is a fitting 19 in the device for introducing water into the cooling jacket 18, and a fitting 20 for water outlet.

На переточном патрубке 7 имеется штуцер 21, а на выходе камеры активации 10 штуцер 22, предназначенные для подачи холодной воды. Камера созревания 11 подключена посредством штуцера 23 к азотной установке 24. On the transfer branch pipe 7 there is a fitting 21, and at the outlet of the activation chamber 10 a fitting 22 is provided for supplying cold water. The maturation chamber 11 is connected by means of a fitting 23 to the nitrogen installation 24.

Для загрузки сырья в узел подачи 1 в устройстве имеется штуцер 25, а для выгрузки активного угля из устройства в нем имеется шлюзовой затвор 26. В устройстве имеется узел сбора и разделения отработанной парогазовой смеси 27, содержащий входной патрубок 28, соединяющий узел 27 с узлом предварительного нагрева 8, а также штуцеры 29 и 30 соответственно для отвода смолообразного продукта и водоорганического конденсата. For loading raw materials into the supply unit 1, the device has a fitting 25, and for unloading activated carbon from the device, it has a lock gate 26. The device has a unit for collecting and separating the exhaust gas-vapor mixture 27, containing an inlet pipe 28 connecting the unit 27 to the preliminary assembly heating 8, as well as fittings 29 and 30, respectively, to drain the resinous product and water-organic condensate.

На торцах всех камер 12, 9, 10 и 11 установлены отбойники твердого продукта карбонизации 31, а со стороны выходов камер предварительного нагрева 12 и карбонизации 10 установлены штуцеры сброса смолы 32, 33 для предотвращения коксования и загрязнения конечного углерода продуктами коксования. Узел сбора и разделения отработанной парогазовой смеси 27 и все камеры 12, 9, 10 и 11 оснащены термопарами 34 для контроля температурного режима. At the ends of all chambers 12, 9, 10 and 11, chippers of the solid carbonization product 31 are installed, and from the outlets of the preheating chambers 12 and carbonization 10, resin discharge fittings 32, 33 are installed to prevent coking and final carbon contamination by coking products. The node for the collection and separation of the spent vapor-gas mixture 27 and all chambers 12, 9, 10 and 11 are equipped with thermocouples 34 for monitoring the temperature regime.

Лопатки 15 лопастных валов 13 соединены с лопастями 14, например, по типу винтовой пары, что дает возможность регулировать их наклон к осям 16 валов 13. Кроме того, лопатки 15 установлены с постепенным изменением угла наклона по ходу каждой из камер. Это позволяет обеспечить равномерное перемещение (без образования застойным зон) сырья из одного узла устройства в другой. The blades 15 of the blade shafts 13 are connected to the blades 14, for example, by the type of a screw pair, which makes it possible to adjust their inclination to the axes 16 of the shafts 13. In addition, the blades 15 are installed with a gradual change in the angle of inclination along each of the chambers. This allows you to ensure uniform movement (without the formation of stagnant zones) of raw materials from one node of the device to another.

Способ с помощью устройства по варианту 1 осуществляют следующим образом. The method using the device according to option 1 is as follows.

ПРИМЕР
Предварительно подготовленное углеродсодержащее сырье, включающее преимущественно различные древесные отходы (измельченное, подсушенное, например до влажности 6%, с введенными в него необходимыми реакционными добавками) направляют через штуцер 25 в бункер-питатель 2 узла подачи 1 сырья, откуда оно равномерно с помощью шлюзового затвора 3 поступает через выходной патрубок 4 в камеры 12 узла предварительного нагрева 8, в которых равномерно перемешивается, перемещается лопастными валами 13 и нагревается до температуры 150-250oС.
EXAMPLE
Pre-prepared carbon-containing raw materials, including mainly various wood waste (shredded, dried, for example, to a moisture content of 6%, with the necessary reaction additives introduced into it) are sent through the nozzle 25 to the hopper-feeder 2 of the feed unit 1 of the raw material, from where it is uniformly using a lock gate 3 enters through the outlet pipe 4 into the chambers 12 of the preheating unit 8, in which it is uniformly mixed, moved by the blade shafts 13 and heated to a temperature of 150-250 o C.

Конструкция лопастных валов 13 обеспечивает равномерное перемещение хорошо подготовленного сырья без образования застойных зон. Образующийся на стадии предварительного нагрева сырья смолообразный продукт отводят через штуцер 32, а отработанную парогазовую смесь отводят через патрубок 28 в узел сбора и разделения отработанной парогазовой смеси 27, из которой через штуцеры 29 и 30 отводятся соответственно смолообразный продукт и водоорганический конденсат. The design of the blade shafts 13 provides uniform movement of well-prepared raw materials without the formation of stagnant zones. The gummy product formed at the pre-heating stage of the feed is discharged through the nozzle 32, and the spent steam-gas mixture is discharged through the nozzle 28 to the collection and separation unit of the spent steam-gas mixture 27, from which the gummy product and water-organic condensate are discharged through the fittings 29 and 30, respectively.

Прогретая сырьевая смесь по переточному патрубку 5 поступает в камеру 9 карбонизации, где процесс идет за счет экзотермической реакции при температуре 600-700oС. Образующийся на стадии карбонизации смолообразный продукт отводят через штуцер 33, а отработанная парогазовая смесь уходит через камеру предварительного нагрева 12 в узел сбора и разделения отработанной парогазовой смеси 27.The heated raw mixture through the transfer pipe 5 enters the carbonization chamber 9, where the process proceeds due to an exothermic reaction at a temperature of 600-700 o C. The gummy product formed at the carbonization stage is discharged through the nozzle 33, and the spent vapor-gas mixture leaves through a 12-volt pre-heating chamber node collection and separation of the spent gas mixture 27.

Твердый продукт карбонизации по переточному патрубку 6 поступает в камеру активации 10, где равномерно перемешивается (без образования застойным зон), перемещается лопастным валом 13 и по переточному патрубку 7 поступает в камеру созревания 11, при этом в зоне переточного патрубка 7 и/или в выходном конце камеры активации он обрабатывается холодной (водопроводной) водой, т.е. за счет парообразования, из которой он интенсивно охлаждается, что позволяет получить при дальнейшем прохождении продукта через камеру созревания его окончательное созревание. Образовавшийся (полученный) при предварительной обработке твердого продукта холодной водой пар поступает в камеру активации и используется в качестве активирующего агента. Газообразные продукты уходят через камеры 9 и 12 соответственно карбонизации и предварительного нагрева в узел сбора и разделения отработанной парогазовой смеси 27. The solid carbonization product via the transfer pipe 6 enters the activation chamber 10, where it is uniformly mixed (without formation of stagnant zones), moves by the blade shaft 13 and through the transfer pipe 7 enters the maturation chamber 11, while in the area of the transfer pipe 7 and / or in the outlet at the end of the activation chamber, it is treated with cold (tap) water, i.e. due to vaporization, from which it is intensively cooled, which makes it possible to obtain its final maturation upon further passage of the product through the maturation chamber. The steam formed (obtained) during the preliminary processing of the solid product with cold water enters the activation chamber and is used as an activating agent. Gaseous products go through the chambers 9 and 12, respectively, of carbonization and preheating to the unit for collecting and separating the spent vapor-gas mixture 27.

Активированный и охлажденный холодной водой продукт в камере созревания 11 равномерно перемешивается (без образования застойных зон) и перемещается лопастным валом 13, при этом обрабатывается в противотоке сухим азотом, поступающим через штуцер 23. Полученный товарный продукт (активный уголь) через шлюзовой затвор 26 выгружают из устройства. Газообразный продукт уходит через камеры 9, 10, и 12 соответственно активации, карбонизации и предварительного нагрева в узел сбора и разделения отработанной парогазовой смеси 27. The product activated and cooled by cold water in the maturation chamber 11 is uniformly mixed (without the formation of stagnant zones) and moved by the blade shaft 13, while being processed in countercurrent with dry nitrogen entering through the nozzle 23. The resulting commercial product (activated carbon) is discharged from the lock gate 26 from devices. The gaseous product leaves through the chambers 9, 10, and 12, respectively, activation, carbonization and preheating in the unit for collecting and separating the spent vapor-gas mixture 27.

Устройство по варианту 2 для непрерывной переработки углеродсодержащего сырья содержит узел подачи 1 сырья в виде бункера-питателя 2 с размещенным на его выходе шлюзовым затвором 3 и выходным патрубком 4, а также соединенные переточными патрубками 5, 6 и 7 узел предварительного нагрева 8 сырья, камеры 9, 10 и 11 соответственно карбонизации, активации и созревания. The device according to option 2 for the continuous processing of carbon-containing raw materials comprises a feed supply unit 1 in the form of a feed hopper 2 with a lock gate 3 and an outlet pipe 4 located at its outlet, as well as pre-heating units 8 for the raw materials connected to the transfer pipes 5, 6 and 7, chambers 9, 10 and 11, respectively, carbonization, activation and maturation.

Узел предварительного нагрева 8 сырья может содержать несколько камер предварительного нагрева 12 (количество их должно обеспечить производительную работу камеры карбонизации 9). Камеры 12 узла предварительного нагрева 8, а также каждая из камер 9, 10 и 11 соответственно карбонизации, активации и созревания выполнена с размещенным вдоль нее лопастным валом 13. Лопасти 14 лопастных валов 13 снабжены лопатками 15, которые смонтированы с возможностью регулирования их наклона к осям 16 валов 13 и установлены с постепенным изменением угла их наклона по ходу каждой из камер. The pre-heating unit 8 of the feedstock may contain several pre-heating chambers 12 (their number should ensure the efficient operation of the carbonization chamber 9). The chambers 12 of the preheating unit 8, as well as each of the chambers 9, 10 and 11, respectively, of carbonization, activation and maturation are made with a blade shaft 13 placed along it. The blades 14 of the blade shafts 13 are equipped with blades 15 that are mounted with the possibility of adjusting their inclination to the axes 16 shafts 13 and are installed with a gradual change in the angle of their inclination along each of the chambers.

Камеры 12 узла предварительного нагрева 8, карбонизации 9 и активации 10 имеют рубашки электрообогрева 17, а камера созревания 11 - рубашку охлаждения 18. Для ввода воды в рубашку охлаждения 18 в устройстве имеется штуцер 19, а для вывода воды - штуцер 20. The chambers 12 of the preheating unit 8, carbonization 9 and activation 10 have electric heating jackets 17, and the maturation chamber 11 has a cooling jacket 18. There is a fitting 19 in the device for introducing water into the cooling jacket 18, and a fitting 20 for water outlet.

Камера активации 10 содержит патрубок 21 подвода перегретого пара и выполнена со смонтированными в ее выходной части и/или на ее переточном патрубке 7 штуцерами 22 и 23 соответственно для подачи холодной воды, а также - штуцерами 24 и 25 соответственно для отвода образующегося при обработке твердого продукта холодной водой пара. Устройство снабжено участком 26 частичного перегрева пара. Камера созревания 11 подключена посредством штуцера 27 к азотной установке 28. The activation chamber 10 contains a pipe 21 for supplying superheated steam and is made with fittings 22 and 23 mounted in its output part and / or on its transfer pipe 7 for supplying cold water, and also with fittings 24 and 25, respectively, for draining the solid product formed during processing cold water steam. The device is equipped with a section 26 for partial overheating of steam. The maturation chamber 11 is connected via a fitting 27 to the nitrogen installation 28.

Для загрузки сырья в узел подачи 1 в устройстве имеется штуцер 29, а для выгрузки активного угля из устройства в нем имеется шлюзовой затвор 30. В устройстве имеется узел сбора и разделения отработанной парогазовой смеси 31, содержащий входной патрубок 32, соединяющий узел 31 с узлом предварительного нагрева 8, а также штуцеры 33 и 34 соответственно для отвода смолообразного продукта и водоорганического конденсата. For loading raw materials into the supply unit 1, the device has a fitting 29, and for unloading activated carbon from the device, it has a sluice gate 30. The device has a unit for collecting and separating the exhaust gas-vapor mixture 31, containing an inlet pipe 32 connecting the unit 31 to the preliminary assembly heating 8, as well as fittings 33 and 34, respectively, for removal of a resinous product and water-organic condensate.

На торцах всех камер 12, 9, 10 и 11 установлены отбойники твердого продукта карбонизации 35, а со стороны выходов камер предварительного нагрева 12 и карбонизации 10 установлены штуцеры сброса смолы 36, 37 для предотвращения коксования и загрязнения конечного углерода продуктами коксования. Узел сбора и разделения отработанной парогазовой смеси 31 и все камеры 12, 9, 10 и 11 оснащены термопарами 38 для контроля температурного режима. At the ends of all chambers 12, 9, 10 and 11, fenders of the solid carbonization product 35 are installed, and from the outlets of the preheating chambers 12 and carbonization 10, resin discharge fittings 36, 37 are installed to prevent coking and final carbon contamination by coking products. The unit for collecting and separating the spent vapor-gas mixture 31 and all chambers 12, 9, 10 and 11 are equipped with thermocouples 38 for monitoring the temperature regime.

Лопатки 15 лопастных валов 13 соединены с лопастями 14, например, по типу винтовой пары, что дает возможность регулировать их наклон к осям 16 валов 13. Кроме того, лопатки 15 установлены с постепенным изменением угла наклона по ходу каждой из камер. Это позволяет обеспечить равномерное перемещение (без образования застойных зон) сырья из одного узла устройства в другой. The blades 15 of the blade shafts 13 are connected to the blades 14, for example, by the type of a screw pair, which makes it possible to adjust their inclination to the axes 16 of the shafts 13. In addition, the blades 15 are installed with a gradual change in the angle of inclination along each of the chambers. This allows you to ensure uniform movement (without the formation of stagnant zones) of raw materials from one node of the device to another.

Способ с помощью устройства по варианту 2 осуществляют следующим образом. The method using the device according to option 2 is as follows.

ПРИМЕР. EXAMPLE.

Предварительно подготовленное углеродсодержащее сырье, включающее преимущественно различные древесные отходы (измельченное, подсушенное, например до влажности 6%, с введенными в него необходимыми реакционными добавками) направляют через штуцер 29 в бункер-питатель 2 узла подачи 1 сырья, откуда оно равномерно с помощью шлюзового затвора 3 поступает через выходной патрубок 4 в камеры 12 узла предварительного нагрева 8, в которых равномерно перемешивается, перемещается лопастными валами 13 и нагревается до температуры 150-250oС.Pre-prepared carbon-containing raw materials, including mainly various wood waste (shredded, dried, for example to a moisture content of 6%, with the necessary reaction additives introduced into it) are sent through the nozzle 29 to the hopper-feeder 2 of the feed unit 1 of the raw material, from where it is uniformly using a lock gate 3 enters through the outlet pipe 4 into the chambers 12 of the preheating unit 8, in which it is uniformly mixed, moved by the blade shafts 13 and heated to a temperature of 150-250 o C.

Конструкция лопастных валов 13 обеспечивает равномерное перемещение хорошо подготовленного сырья без образования застойных зон. Образующийся на стадии предварительного нагрева сырья смолообразный продукт отводят через штуцер 36, а отработанную парогазовую смесь отводят через патрубок 32 в узел сбора и разделения отработанной парогазовой смеси 31, из которой через штуцеры 33 и 34 отводятся соответственно смолообразный продукт и водоорганический конденсат. The design of the blade shafts 13 provides uniform movement of well-prepared raw materials without the formation of stagnant zones. The gummy product formed at the pre-heating stage of the feed is discharged through the nozzle 36, and the spent steam-gas mixture is discharged through the pipe 32 to the collection and separation unit of the spent gas-vapor mixture 31, from which the gummy product and water-organic condensate are discharged through the fittings 33 and 34, respectively.

Прогретая сырьевая смесь по переточному патрубку 5 поступает в камеру 9 карбонизации, где процесс идет за счет экзотермической реакции при температуре 600-700oС. Образующийся на стадии карбонизации смолообразный продукт отводят через штуцер 37, а отработанная парогазовая смесь уходит через камеру предварительного нагрева 12 в узел сбора и разделения отработанной парогазовой смеси 31.The heated raw mixture through the transfer pipe 5 enters the carbonization chamber 9, where the process proceeds due to an exothermic reaction at a temperature of 600-700 o C. The gummy product formed at the carbonization stage is discharged through the nozzle 37, and the spent vapor-gas mixture leaves through the 12-volt pre-heating chamber node collection and separation of the spent gas mixture 31.

Твердый продукт карбонизации по переточному патрубку 6 поступает в камеру активации 10, где равномерно перемешивается (без образования застойных зон), перемещается лопастным валом 13 и по переточному патрубку 7 поступает в камеру созревания 11, при этом в зоне переточного патрубка 7 и/или в выходном конце камеры активации 10 он обрабатывается холодной (водопроводной) водой, т. е. за счет парообразования, из которой он интенсивно охлаждается, что позволяет получить при дальнейшем прохождении продукта через камеру созревания 11 его окончательное созревание. Образовавшийся (полученный) при предварительной обработке твердого продукта холодной водой пар направляют через штуцеры 24 и/или 25 на участок 26 частичного перегрева пара. Частично перегретый пар поступает в камеру активации 10 по патрубку 21 и используется в качестве активирующего агента. Газообразные продукты входят через камеры 9 и 12 соответственно карбонизации и предварительного нагрева в узел сбора и разделения отработанной парогазовой смеси 31. The solid carbonization product via the transfer pipe 6 enters the activation chamber 10, where it is uniformly mixed (without formation of stagnant zones), moves by the blade shaft 13 and through the transfer pipe 7 enters the maturation chamber 11, while in the area of the transfer pipe 7 and / or in the outlet at the end of activation chamber 10, it is treated with cold (tap) water, i.e., due to vaporization, from which it is intensively cooled, which makes it possible to obtain its final passage through the maturation chamber 11 ozrevanie. The steam formed (obtained) during preliminary processing of the solid product with cold water is sent through fittings 24 and / or 25 to the partial steam overheating section 26. Partially superheated steam enters the activation chamber 10 through the pipe 21 and is used as an activating agent. Gaseous products enter through the chambers 9 and 12, respectively, of carbonization and preheating in the unit for collecting and separating the spent vapor-gas mixture 31.

Активированный и охлажденный холодной водой продукт в камере созревания 11 равномерно перемешивается (без образования застойных зон) и перемещается лопастным валом 13, при этом обрабатывается в противотоке сухим азотом, поступающим из установки 28 через штуцер 27. Полученный товарный продукт (активный уголь) через шлюзовый затвор 30 выгружают из устройства. Газообразный продукт входит через камеры 9, 10, и 12 соответственно активации, карбонизации и предварительного нагрева в узел сбора и разделения отработанной парогазовой смеси 31. The product activated and cooled by cold water in the maturation chamber 11 is uniformly mixed (without the formation of stagnant zones) and moved by the blade shaft 13, while it is processed in countercurrent with dry nitrogen coming from the installation 28 through the nozzle 27. The obtained marketable product (activated carbon) through the lock gate 30 unload from the device. The gaseous product enters through the chambers 9, 10, and 12, respectively, activation, carbonization and preheating in the unit for collecting and separating the spent vapor-gas mixture 31.

В результате проводимого технологического процесса получают товарный активный уголь со стабильными однородными свойствами и товарную смолу, а водоорганический конденсат после соответствующей обработки используют в качестве сырья для химической и строительной промышленности. As a result of the technological process, marketable activated carbon with stable homogeneous properties and marketable resin are obtained, and water-organic condensate after appropriate processing is used as raw material for the chemical and construction industries.

Изобретение позволяет снизить энергоемкость процесса за счет исключения энергоемкой операции получения перегретого водяного пара путем использования при активации в качестве активирующего агента пара, образующегося при предварительной обработке твердого продукта холодной водой (при использовании устройства по варианту 1) или путем использования при активации в качестве активирующего агента, образующегося при предварительной обработке твердого продукта холодной водой, пара лишь при его частичном перегреве (при использовании устройства по варианту 2). The invention allows to reduce the energy intensity of the process by eliminating the energy-intensive operation of producing superheated water vapor by using, when activated as an activating agent, the steam generated during the pretreatment of the solid product with cold water (when using the device according to option 1) or by using the activation as an activating agent, formed during the pretreatment of a solid product with cold water, steam only with its partial overheating (when using a device CTBA of Embodiment 2).

Изобретение позволяет также повысить технологичность процесса без увеличения металлоемкости устройства и увеличить качество и выход готового продукта за счет более полного его созревания в камере созревания. The invention also allows to increase the processability of the process without increasing the metal consumption of the device and to increase the quality and yield of the finished product due to its more complete maturation in the maturation chamber.

Claims (3)

1. Способ непрерывной переработки углеродсодержащего сырья, включающий стадии предварительного нагрева сырья, карбонизации, активации и созревания твердого продукта, отличающийся тем, что на стадию созревания направляют твердый продукт, предварительно обработанный холодной водой, а полученный при охлаждении твердого продукта пар сразу или после его частичного перегрева используют в качестве активирующего агента на стадии активации. 1. The method of continuous processing of carbon-containing raw materials, including the stage of pre-heating of the raw material, carbonization, activation and maturation of the solid product, characterized in that the solid phase pre-treated with cold water is sent to the maturation stage, and steam obtained by cooling the solid product immediately or after partial overheating is used as an activating agent in the activation stage. 2. Устройство для непрерывной переработки углеродсодержащего сырья, содержащее установленные друг над другом и соединенные переточными патрубками узел предварительного нагрева сырья, камеры карбонизации, активации и созревания, отличающееся тем, что камера активации выполнена с рубашкой обогрева и теплоизолирована или теплоизолирована и со смонтированными в выходной части камеры активации или на ее переточном патрубке штуцерами для подачи холодной воды. 2. A device for the continuous processing of carbon-containing raw materials, comprising a pre-heating unit for raw materials, carbonization, activation and maturation chambers installed on top of each other and connected by transfer pipes, characterized in that the activation chamber is made with a heating jacket and is thermally insulated or thermally insulated and mounted in the output part activation chamber or on its transfer branch pipe with fittings for supplying cold water. 3. Устройство для непрерывной переработки углеродсодержащего сырья, содержащее установленные друг над другом и соединенные переточными патрубками узел предварительного нагрева сырья, камеру карбонизации, содержащую патрубок подвода перегретого пара, камеру активации и камеру созревания, отличающееся тем, что оно снабжено участком частичного перегрева пара, а камера активации выполнена с рубашкой обогрева и теплоизолирована или теплоизолирована и со смонтированными в выходной части камеры активации и/или на ее переточном патрубке штуцерами для подачи холодной воды и для отвода образующегося при обработке твердого продукта пара на участок его частичного перегрева. 3. A device for the continuous processing of carbon-containing raw materials, containing a pre-heating unit mounted on top of each other and connected by transfer pipes, a carbonization chamber containing an overheated steam supply pipe, an activation chamber and a maturation chamber, characterized in that it is provided with a partial steam overheating section, and the activation chamber is made with a heating jacket and is thermally insulated or thermally insulated and with pcs mounted on the output part of the activation chamber and / or on its transfer branch pipe tserami for cold water and for discharging the solid formed in the processing portion to couple the product of its partial superheat.
RU2000132652/12A 2000-12-27 2000-12-27 Technology of uninterrupted processing of carbon-carrying feedstock and facility for its realization ( alternatives ) RU2182885C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000132652/12A RU2182885C1 (en) 2000-12-27 2000-12-27 Technology of uninterrupted processing of carbon-carrying feedstock and facility for its realization ( alternatives )

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000132652/12A RU2182885C1 (en) 2000-12-27 2000-12-27 Technology of uninterrupted processing of carbon-carrying feedstock and facility for its realization ( alternatives )

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2182885C1 true RU2182885C1 (en) 2002-05-27

Family

ID=20244001

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000132652/12A RU2182885C1 (en) 2000-12-27 2000-12-27 Technology of uninterrupted processing of carbon-carrying feedstock and facility for its realization ( alternatives )

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2182885C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2600360C2 (en) * 2011-06-23 2016-10-20 Коммонвелт Сайентифик Энд Индастриал Рисерч Органайзейшн Method and device for continuous production of pressed charcoal
RU2608599C2 (en) * 2011-06-21 2017-01-23 Коммонвелт Сайентифик Энд Индастриал Рисерч Органайзейшн Device and method for production of charcoal
RU2813403C1 (en) * 2023-11-30 2024-02-12 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Сибирский федеральный университет Complex for thermal treatment of raw materials

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2608599C2 (en) * 2011-06-21 2017-01-23 Коммонвелт Сайентифик Энд Индастриал Рисерч Органайзейшн Device and method for production of charcoal
RU2600360C2 (en) * 2011-06-23 2016-10-20 Коммонвелт Сайентифик Энд Индастриал Рисерч Органайзейшн Method and device for continuous production of pressed charcoal
RU2813403C1 (en) * 2023-11-30 2024-02-12 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Сибирский федеральный университет Complex for thermal treatment of raw materials

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2392543C2 (en) Method and device for processing of domestic and industrial organic wastes
EP1311791B1 (en) Method and apparatus for microwave utilization
US5877395A (en) Method and apparatus for the controlled reduction of organic material
US5330623A (en) Process of destructive distillation of organic material
EP0409835B1 (en) Pyrolysis of organic material
JP3309251B2 (en) Method and apparatus for controlled reduction of organic substances
EP1907328B1 (en) Method of drying sludges
RU2182885C1 (en) Technology of uninterrupted processing of carbon-carrying feedstock and facility for its realization ( alternatives )
JP2000264616A (en) Method and apparatus for producing activated carbonized material
TW200907041A (en) Method and apparatus for carbonization treatment of highly hydrous organic matter
US6133500A (en) Method and apparatus for the controlled reduction of organic material
EP0141439B1 (en) Process for the disposal of domestic garbage
RU2608599C2 (en) Device and method for production of charcoal
AU2020371331B2 (en) Heat treatment apparatus
KR20110004601A (en) Apparatus for sludge drying and carbonization
JPS63190689A (en) Method and device for treating organic substance
JP2004123992A (en) Carbonization treatment method and carbonization treatment system
JP2004189848A (en) Method and system for carbonization treatment
RU2209179C2 (en) Method of continuous thermochemical processing of carbon-containing raw materials and plant for method embodiment
RU2191157C1 (en) Method of continuous processing of coal-containing raw materials and plant for method embodiment
RU98102910A (en) METHOD FOR CONTINUOUS PROCESSING OF CARBON-CONTAINING RAW MATERIALS AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
RU2771646C1 (en) Plant for processing lignocellulose waste into coal briquettes
RU2816423C1 (en) Installation for processing solid organic waste
EP2723829B1 (en) Process and apparatus for continuous production of densified charcoal
JPH07136695A (en) Method and apparatus for treating organic waste

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20031228