Способ получения активированного угля

Изобретение относится к переработке отходов с получением активированного угля. Способ получения активированного угля включает конвективную сушку измельченных отходов изношенных шин и резинотехнических изделий топочными газами при температуре 260-300°С, кондуктивный пиролиз измельченных с сепарацией пиролизных газов на горючие газы и жижку, активацию угля перегретым водяным паром с температурой 900-950°С с выделением горючих газов активации и охлаждение угля в две стадии. Пиролиз ведут при температуре 500-600°С путем сжигания в рубашке пиролизной камеры сепарированных горючих газов со стадий пиролиза и активации. Охлаждение угля на первой стадии ведут до температуры 90-100°С орошением 15÷20% от общего объема угля водой, сепарированной из пиролизных газов и газов активации, а остальную часть объема угля охлаждают путем конвекции образующимися парами воды, сепарированными из пиролизной жидкости и газов активации. Охлаждение угля на второй стадии охлаждения с одновременным его измельчением ведут в камере, оснащенной стенками на гибкой связи путем понижения давления до 3-6 кПа с последующим увеличением до атмосферного давления от 3 до 5 раз. Для активации угля используют пары с первой стадии охлаждения угля, нагретые топочными газами из пиролизной зоны. Отходящие топочные газы после очистки выбрасывают в атмосферу. Изобретение позволяет получать активированный уголь из отходов, включающих изношенные шины и резинотехнические изделия при повышении экологичности способа. 1 ил.

 

Изобретение относится к области промышленной переработки горючих углерод- и углеводородсодержащих продуктов, конкретно изношенных шин и резинотехнических изделий, и может быть использовано для производства активированного угля, используемого, например, для очистки воздуха, газов, растворов, для адсорбции паров бензина, выделяемых машинами, очистки воздуха в помещениях.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения активированного угля, включающий стадии конвективной сушки измельченных отходов топочными газами, пиролиз отходов с сепарацией пиролизных газов на горючие газы и жижку, активацию угля перегретым водяным паром с выделением горючих газов активации и охлаждение угля в две стадии, пиролиз осуществляют кондуктивным нагревом пиролизной зоны путем сжигания в ее рубашке сепарированных горючих газов со стадий пиролиза и активации, охлаждение угля на первой стадии ведут до температуры 90-100°С путем орошения 15÷20% от общего объема угля водой, сепарированной из газов активации, а остальную часть объема угля охлаждают конвекцией образующимися парами, охлаждение угля на второй стадии ведут понижением давления до 3-6 кПа, причем для активации угля используют пары с первой стадии охлаждения угля, нагретые топочными газами, в котором конвективную сушку ведут рециркулирующими топочными газами при температуре 250°С, в качестве сырья для пиролиза используют древесные отходы, активацию угля ведут при температуре 900°С, охлаждение угля на первой стадии ведут водой, сепарированной из рециркулирующих топочных газов, см. RU Патент 2694347, С10В 53/00 (2006.01), 2019.

Известный способ не позволяет получить активированный уголь из измельченных шин и резинотехнических изделий.

Технической проблемой является разработка способа получения активированного угля из измельченных изношенных шин и резинотехнических изделий, загрязняющих окружающую среду.

Техническая проблема решается способом получения активированного угля включающим стадии конвективной сушки измельченных отходов топочными газами, кондуктивного пиролиза измельченных отходов с сепарацией пиролизных газов на горючие газы и жижку, активации угля перегретым водяным паром с выделением горючих газов активации и охлаждения угля в две стадии; пиролиз ведут путем сжигания в рубашке пиролизной камеры сепарированных горючих газов со стадий пиролиза и активации, охлаждение угля на первой стадии ведут до температуры 90-100°С орошением 15÷20% от общего объема угля водой, сепарированной из пиролизных газов и газов активации, а остальную часть объема угля ведут охлаждением путем конвекции образующимися парами воды, охлаждение угля на второй стадии ведут понижением давления в камере до 3-6 кПа, причем для активации угля используют пары с первой стадии охлаждения угля, нагретые топочными газами из пиролизной зоны, очистку отходящих топочных газов проводят абсорбцией водой, согласно изобретению в качестве сырья используют измельченные изношенные шины и отходы резинотехнических изделий, нагрев измельченных отходов на стадии сушки ведут от 260 до 300°С, пиролиз ведут при температуре 500-600°С, активацию угля ведут при температуре 900-950°С, при этом из пиролизной жидкости сепарируют воду и направляют на первую стадию охлаждения активированного угля, а топочные газы перед подачей на абсорбцию очищают в узле первичной очистки, а именно в циклоне, в электрическом фильтре, рукавном фильтре, затем топочные газы охлаждают в рекуперативном теплообменнике и дымовым насосом направляют в абсорбер, охлаждение угля на второй стадии охлаждения с одновременным его измельчением ведут в камере, оснащенной стенками на гибкой связи с понижением давления до 3-6 кПа с последующим увеличением до атмосферного давления от 3 до 5 раз.

Решение технической задачи позволяет получать активированный уголь из отходов, включающих изношенные шины и резинотехнические изделия, и улучшить экологию среды.

Для осуществления заявленного способа получения активированного угля представлена технологическая схема аппаратурного оформления, см. Фиг. 1

Установка для получения активированного угля включает: стадию конвективной сушки 1, стадию пиролиза 2, стадию активации 3, первую стадию охлаждения 4, зону накопления 5, вторую стадию охлаждения 6 ведут в камере 6', которая снабжена вакуумными клапанами 8 и 9 и стенками на гибкой связи 11 для измельчения, узел выгрузки активированного угля 7, барабанный питатель 10-а ÷ 10-д, ленточный конвейер 12, молотковый измельчитель 13, электромагнитный сепаратор 14, емкость для накопления активированного угля 15, рекуперативные теплообменники 16 и 22, трехходовая задвижка 17, датчик температуры 18, узел грубой очистки топочных газов, состоящий из циклона 19, электрофильтра 20, рукавного фильтра 21, дымового насоса 23, узел тонкой очистки, состоящий из абсорбера 24, канализации 25, сепаратор для выделения из пиролизных газов жижки и горючих газов 26, сепаратор воды из жижки 27, емкость для сбора обезвоженной жижки 28, сепаратор для выделения воды из газов активации 29 для первой стадии охлаждения 4, коллектор для подачи горючего газа 30 со стадии пиролиза 2 и активации 3 в рубашку пиролизной зоны, патрубок подачи воздуха-окислителя 31, патрубок подачи сепарированной воды 32, выделяемой из жижки в сепараторе воды и жижки 27 и выделяемой из газов активации в сепараторе для выделения воды из газов активации 29, патрубок для откачки воздуха 33 из второй стадии охлаждения 6, патрубок для подачи воздуха 34 в зону второй стадии охлаждения 6, вакуумный насос 35 для понижения давления на второй стадии охлаждения.

Процесс получения активированного угля, см. Фиг. 1.

Предварительно измельченные изношенные шины и резинотехнические изделия через барабанный питатель 10-а непрерывно направляют на стадию конвективной сушки 1, где отходы подвергают прогреву топочными газами со стадии пиролиза 2 при температуре 260-300°С. Прогретые частицы измельченных шин подают на стадию пиролиза 2 через барабанный питатель 10-6, где за счет кондуктивного подвода тепла от стенок топки по мере гравитационного движения перерабатываемого сырья сверху вниз нагреваются до 500-600°С и превращаются в уголь с выделением пиролизных газов. Уголь через барабанный питатель 10-в направляют на стадию активации 3, где его обрабатывают перегретым водяным паром с температурой 900-950°С с выделением увлажненных горючих газов. Далее активированный уголь через барабанный питатель 10-г направляют на первую стадию охлаждения 4, где в нижней части камеры 1-й стадии охлаждения 4, уголь в количестве 15-20% от общего объема угля, охлаждают орошением водой, подаваемой через патрубок для откачки воздуха 33, до температуры 90-100°С, а верхний объем угля, 80-85%, охлаждают образовавшимся водяным паром, который перегревается до температуры 700°С. Далее увлажненный и охлажденный активированный уголь направляют в зону накопления 5. При заполнении углем в зоне накопления 5 открывают вакуумный клапан 8 и содержимое зоны накопления направляют в камеру 6' на вторую стадию охлаждения 6. Затем закрывают вакуумный клапан 8 и включают вакуумный насос 35. В камере 6', оснащенной стенками 11 на гибкой связи, на второй стадии охлаждения 6 ведут охлаждение и измельчение активированного угля за счет понижения давления до 3-6 кПа с последующим увеличением до атмосферного давления от 3 до 5 раз путем сжатия боковых стенок 11 на гибкой связи. Охлажденный и измельченный активированный уголь перемещают в узел выгрузки активированного угля 7 путем открытия вакуумного клапана 9 и передают ленточным конвейером 12 для доизмельчения на молотковый измельчитель 13. Измельченный активированный уголь с кусочками металла пропускают через электромагнитный сепаратор 14 и направляют готовый продукт в емкости для накопления активированного угля 15. Затем закрывают клапан 9 и открывают клапан 8 для загрузки новой порции активированного угля для его охлаждения и измельчения. Пиролизные газы со стадии пиролиза 2 направляют в сепаратор для выделения из пиролизных газов жижки и горючих газов 26, где происходит разделение на жижку и горючие газы. Жижку направляют в сепаратор воды из жижки 27, где происходит отделение воды от жижки, а горючие газы - в рубашку пиролизной зоны 2 на сжигание. Горючие газы, образовавшиеся в зоне активации 3, направляют в сепаратор для выделения воды из газов активации 29. Обезвоженные горючие газы также поступают на сжигание в рубашку пиролизной зоны 2. Отработанные топочные газы со стадии пиролиза 2, пройдя через рекуперативный теплообменник 16, нагревают перегретый водяной пар, выходящий с первой стадии охлаждения 4 до температуры 1000°С, затем топочные газы направляют на стадию конвективной сушки 1. Топочные газы со стадии конвективной сушки 1 направляют в узел грубой очистки, а именно, в циклон 19 для очистки от пыли, затем в электрофильтр 20 для очистки от паров серной кислоты и рукавный фильтр 21 для дополнительной очистки. Топочные газы охлаждают в рекуперативном теплообменнике 22 и дымовым насосом 23 направляют в узел тонкой очистки, а именно в абсорбер 24 для абсорбции водой и выбрасывают в атмосферу, а отработанная вода из абсорбера 23 очищается через канализацию 25 в очистных сооружениях. Сепарированную воду, выделенную из жижки, и газов активации, через патрубок подачи сепарированной воды 32 направляют на первую стадию охлаждения 4.

При отработке режимов процесса переработки изношенных шин и резинотехнических изделий в активированный уголь выявлено, что на стадии сушки при температурах ниже 260°С увеличивается время пиролиза, а при температурах выше 300°С выделяются токсичные газы. При температуре перегретого пара ниже 900°С происходит неполная очистка угля от примесей, а при температуре более 950°С уменьшается выход продукта и понижается эксплуатационный ресурс. При кратности процесса вакуумного измельчения меньше 3 распределение измельченного материала по геометрическим размерам будет в большом диапазоне, а при кратности больше 5 разброс геометрических размеров не уменьшится. Полученный по заявленному способу активированный уголь соответствует ГОСТ 33614-2015 и может быть использован, например, для очистки воздуха, газов, растворов, для адсорбции паров бензина, выделяемых машинами, очистки воздуха в помещениях.

Активированный уголь, полученный из изношенных шин и резинотехнических изделий, позволяет улучшить экологию среды.

Способ получения активированного угля, включающий стадии конвективной сушки измельченных отходов топочными газами, кондуктивный пиролиз измельченных отходов с сепарацией пиролизных газов на горючие газы и жижку, активацию угля перегретым водяным паром с выделением горючих газов активации и охлаждение угля в две стадии, при этом пиролиз ведут путем сжигания в рубашке пиролизной камеры сепарированных горючих газов со стадий пиролиза и активации, охлаждение угля на первой стадии ведут до температуры 90-100°С орошением 15÷20% от общего объема угля водой, сепарированной из пиролизных газов и газов активации, а остальную часть объема угля ведут охлаждением путем конвекции образующимися парами воды, охлаждение угля на второй стадии ведут понижением давления в камере до 3-6 кПа, причем для активации угля используют пары с первой стадии охлаждения угля, нагретые топочными газами из пиролизной зоны, очистку отходящих топочных газов проводят абсорбцией водой, отличающийся тем, что в качестве сырья используют измельченные изношенные шины и отходы резинотехнических изделий, нагрев измельченных отходов на стадии сушки ведут от 260 до 300°С, пиролиз ведут при температуре 500-600°С, активацию угля ведут при температуре 900-950°С, при этом из пиролизной жидкости сепарируют воду и направляют на первую стадию охлаждения активированного угля, а топочные газы перед подачей на абсорбцию очищают в узле первичной очистки последовательно в циклоне, в электрическом фильтре, рукавном фильтре, затем топочные газы охлаждают в рекуперативном теплообменнике и дымовым насосом направляют в абсорбер, охлаждение угля на второй стадии охлаждения с одновременным его измельчением ведут в камере, оснащенной стенками на гибкой связи с увеличением циклов понижения давления до 3-6 кПа с последующим увеличением до атмосферного давления от 3 до 5 раз.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к перерабатывающей отрасли и может быть использовано для быстрой переработки органосодержащего сырья. Установка пиролизной переработки органического сырья, содержащая технологически последовательно соединенные патрубками загрузочный бункер, пиролизный реактор, имеющий ступенчато и горизонтально расположенные две цилиндрические рабочие камеры с установленным внутри корпуса каждой из них шнековым механизмом, имеющим вал с винтовой поверхностью, бункер сбора переработанного сырья со шнековым механизмом, и блок нагрева, отличающаяся тем, что валы выполнены полыми с возможностью транспортировки по ним продуктов горения газа, каждая рабочая камера имеет теплоизоляционный кожух, а блок нагрева выполнен с возможностью независимого нагрева внешней стенки корпуса рабочей камеры и внутренней стенки вала, при этом установка  дополнительно содержит камеру сгорания между корпусом и кожухом, блок нагрева содержит газовые горелки, установленные со стороны одной из торцевых поверхностей каждого из валов шнековых механизмов рабочих камер, и горелочные устройства для нагрева внешней стенки корпуса рабочих камер.

Изобретение относится к области энергетики и предназначено для одновременного производства тепла и электроэнергии при помощи когенерационных установок с двигателем внутреннего сгорания.

Изобретение относится к области переработки отходов, в частности твердых коммунальных отходов, содержащих смесь из пластика, резины, бумаги, полимерных и медицинских отходов, и может быть использовано для утилизации мусора с получением твердого углеродосодержащего сырья и других продуктов для различных производств.

Изобретение относится к способам переработки промышленных и бытовых отходов из синтетических и полимерных материалов. Описан способ деструктивной перегонки отходов полиэтилена и полипропилена, включающий загрузку в первый реактор деструктивной перегонки предварительно очищенных флотацией отходов полиэтилена и полипропилена от примесей, содержащих полихлорвинил, полиэтилентерефталат, целлюлозу, органические соединения, резину; подсоединение и нагрев топки первого реактора деструктивной перегонки топливной горелкой; нагрев и поддержание температуры в кубе-сборнике углеводородов отходящими газами, причем поддержание температуры в кубе-сборнике углеводородов депарафинизатора осуществляют отключением-подключением подачи отходящих газов в кипятильник; регулирование температуры выхода парогазовой смеси углеводородов из депарафинизатора подачей воды системы охлаждения в дефлегматор депарафинизатора, отбор парафиновых фракций; фракционирование оставшихся продуктов деструктивной перегонки в ректификационной колоне с получением паровой фазы бензиновой фракции и жидкой фазы дизельной фракции, регулирование температуры выхода оставшейся парогазовой смеси из ректификационной колонны подачей воды системы охлаждения в дефлегматор ректификационной колонны; охлаждение оставшейся парогазовой смеси в колонне постоянно работающего теплообменника, разделение ее на бензиновую и газовую фракции; загрузку сырья в следующий реактор деструктивной перегонки; отключение подачи топлива на горелку первого реактора; опускание топки первого реактора и его охлаждение, подсоединение топки следующего реактора и нагрев его топливной горелкой; выгрузку твердого углеродистого осадка из охлажденных реакторов деструктивной перегонки, в котором перед загрузкой сырья донную часть каждого реактора покрывают слоем антипригарной смазки; подсоединение топок реакторов осуществляют с помощью воздушных подушек, загрузку реакторов применяют вакуумную, в несколько этапов по циклу: «загрузка реактора сырьем, вакуумизация загруженного объема реактора, нагрев реактора до 110-260°С для разжижения загруженного сырья» до достижения разжиженным сырьем отметки 0,7 от высоты полной загрузки реактора; после перехода загруженного первого реактора в рабочий режим деструктивной перегонки осуществляют загрузку следующего реактора в несколько этапов по тому же циклу «загрузка реактора сырьем, вакуумизация загружаемого объема реактора, нагрев реактора до 110-260°С для разжижения загруженного сырья» до достижения разжиженным сырьем отметки 0,7 от высоты полной загрузки следующего реактора; охлаждение реакторов осуществляют подачей углекислого газа; очистку через нижний боковой люк охлажденного реактора осуществляют промышленным пескоструйным аппаратом или пылесосом; снижение температуры отходящих газов, сбрасываемых в атмосферу, осуществляют путем пропускания их через бойлеры.

Способ получения лимонена в составе летучих продуктов смеси, выделяемой при термической деструкции вулканизированной резины с полиизопреновым каучуком, из использованной шины колеса транспортного средства.

Изобретение относится к перерабатывающей отрасли. Реактор для пиролизной переработки органосодержащего сырья, содержащий рабочую камеру с металлической пластиной и патрубками для подачи сырья и отвода продуктов переработки сырья, по крайней мере, один нагревательный элемент, отличающийся тем, что реактор представляет собой плоский короб, металлическая пластина расположена в нижней части короба параллельно его длинным стенкам и соединена с ним, образуя герметичное пространство, реактор дополнительно содержит скребок и прижимной ролик, выполненные с возможностью перемещения вдоль металлической пластины, при этом скребок расположен с зазором над металлической пластиной, позволяющим распределять органосодержащее сырье равномерно с заданной толщиной слоя по поверхности пластины, а прижимной ролик выполнен с возможностью прикатывания сырья к пластине, при этом нагревательный элемент расположен под пластиной с внешней стороны короба и закрыт теплоизоляционным кожухом.

Изобретение относится к способу получения неочищенного конденсата из пиролизуемого материала. Способ включает сжигание топлива в бойлере с псевдоожиженным слоем и нагревание зернистого материала; транспортировку по меньшей мере нагретого зернистого материала или другого нагретого зернистого материала в реактор пиролиза для осуществления в реакторе пиролиза; пиролиза пиролизуемого материала; транспортировку по меньшей мере пиролитического пара через слой катализатора, включающего материал катализатора; и подачу по меньшей мере части образованных побочных продуктов обратно в способ, в участок, расположенный выше по потоку, в результате чего получают продукт каталитической обработки пиролитических паров эффективным с точки зрения ресурсосбережения образом.

Изобретение относится к оборудованию для комбинированной термической переработки твердых отходов органического происхождения с получением тепловой и электрической энергии.

Изобретение относится к области жилищно-коммунального хозяйства и может быть использовано для экологически чистой переработки твердых коммунальных отходов. Пиролизный реактор включает камеру пиролиза с двойной внешней стенкой, через проем которой пропускают горячий газ для конвективного нагрева отходов для их термохимического разложения, и камеру сушки, установленную над камерой пиролиза, через которую пропускают отработанные горячие газы для предварительного нагрева и сушки отходов, камера пиролиза в сечении имеет форму протяженного овала с минимальной длиной короткой оси для максимального прогрева отходов между двумя раскаленными металлическими стенками, а по краям основания загрузочного бункера, камеры сушки и камеры пиролиза имеются прямоугольные отверстия, в которых смонтированы по два шунтирующих плоских затвора с электроприводами, между которыми расположены кольцевые активаторы с режущими лезвиями для рыхления и дробления отходов.

Изобретение относится к способу и аппарату для получения нефтепродуктов из сырья, содержащего полимеры. Способ включает загрузку сырья, содержащего полимерное сырье, в бак пиролитического реактора, имеющий исходный свободный объем, составляющий при определении исходя из количества загруженного в реактор полимерного сырья приблизительно 30%, применение наружного кожуха, по существу окружающего бак реактора, подвод тепловой энергии к баку реактора, превращение сырья в расплавленный материал с пиролизом расплавленного полимерного материала в анаэробных условиях в свободном объеме бака реактора во время перемещения расплавленного материала через бак реактора, крекинг и риформинг расплавленного материала и получение нефтепродуктов в реакторе.

Изобретение относится к химической и лакокрасочной промышленности и может быть использовано при изготовлении покрытий для мебели, автомобилей, летательных аппаратов, морских транспортных средств, деталей архитектуры или предметов одежды.
Наверх