Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2092757C1 - Thermal module for preparation of carbon sorbents - Google Patents

Thermal module for preparation of carbon sorbents Download PDF

Info

Publication number
RU2092757C1
RU2092757C1 RU95100209A RU95100209A RU2092757C1 RU 2092757 C1 RU2092757 C1 RU 2092757C1 RU 95100209 A RU95100209 A RU 95100209A RU 95100209 A RU95100209 A RU 95100209A RU 2092757 C1 RU2092757 C1 RU 2092757C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
furnace
activation
carbonization
chamber
heat
Prior art date
Application number
RU95100209A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95100209A (en
Inventor
С.Л. Глушанков
В.Ф. Олонцев
Ю.Г. Пепеляев
Д.Б. Ишманов
Original Assignee
Научно-исследовательский технологический институт углеродных сорбентов
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 Научно-исследовательский технологический институт углеродных сорбентов filed Critical Научно-исследовательский технологический институт углеродных сорбентов
Priority to RU95100209A priority Critical patent/RU2092757C1/en
Publication of RU95100209A publication Critical patent/RU95100209A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2092757C1 publication Critical patent/RU2092757C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: equipment for thermochemical processes of treatment of grain materials; carbonization and activation in production of active carbons. SUBSTANCE: module includes rotary carbonization and activation furnaces technologically connected by material and gas flows into single complex which is additionally provided with activation gas afterburning furnace mounted near activation furnace. This additional furnace is connected with unloading chamber. Firebox of carbonization furnace mounted separately is provided with heating chamber where heat-transfer agent superheating recuperator is mounted (air is used as heat-transfer agent). Recuperator is connected with heat-transfer supply and discharge chambers. Besides that, firebox is connected with unloading chamber of carbonization furnace. EFFECT: enhanced reliability. 2 dwg

Description

Изобретение относится к аппаратному оформлению термохимических процессов обработки зернистых материалов, в частности процессов карбонизации и активации в производстве активных углей. The invention relates to the hardware design of thermochemical processes for processing granular materials, in particular carbonization and activation processes in the production of activated carbons.

Известен серийно выпускаемые промышленностью для производства активных углей аппараты с вращающимися барабанами, содержащие топку, вращающийся барабан (корпус), загрузочное устройство (течку), загрузочную (при противотоке) и выгрузочную (при прямотоке) камеры. Known commercially available industry for the production of activated carbons apparatus with rotating drums containing a furnace, a rotating drum (housing), a loading device (estrus), loading (with countercurrent) and unloading (with forward flow) chamber.

Недостатками известных конструкций являются:
низкое качество получаемого продукта, т.к. топочные газы в процессе карбонизации непосредственно контактируют с обрабатываемым материалом;
нерегулируемый температурный режим в печи, т.к. топка не имеет камеры разбавления, что также снижает качество обрабатываемого материала;
невозможность использования газов термолиза в качестве теплоносителя, что увеличивает расход топлива и в конечном результате стоимость выпускаемой продукции, а не полное сжигание газов термолиза приводит к значительному загрязнению окружающей среды.
The disadvantages of the known designs are:
low quality of the resulting product, as flue gases in the process of carbonization are in direct contact with the processed material;
unregulated temperature in the furnace, as the furnace does not have a dilution chamber, which also reduces the quality of the processed material;
the inability to use thermolysis gases as a coolant, which increases fuel consumption and, in the final result, the cost of products, rather than the complete combustion of thermolysis gases, leads to significant environmental pollution.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является установка для термического разложения углеродсодержащих материалов (авт. св. СССР N 397729, кл. F 27 B 7/04, C 10 D 9/04, 1971 г.), включающая вращающийся барабан с внутренней ретортой, сопряженные с топкой кольцевой диафрагмой, загрузочное и выгрузочное устройства. Closest to the claimed invention is a plant for the thermal decomposition of carbon-containing materials (ed. St. USSR N 397729, class F 27 B 7/04, C 10 D 9/04, 1971), including a rotating drum with an internal retort, paired with a furnace ring diaphragm, loading and unloading devices.

Известная конструкция не позволяет регулировать температурный режим, т. к. дожигание газов карбонизации происходит нерегулируемо в межтрубном пространстве, что приводит к быстрому выходу из строя печи и реторты. Кроме того, конструкция не позволяет работать в режиме противотока, что снижает качество получаемого продукта, а также не обеспечивает полного сжигания газов карбонизации, что приводит к значительному загрязнению окружающей среды. The known design does not allow you to adjust the temperature, because the afterburning of carbonization gases occurs unregulated in the annulus, which leads to a rapid failure of the furnace and retort. In addition, the design does not allow working in countercurrent mode, which reduces the quality of the resulting product, and also does not provide complete combustion of carbonization gases, which leads to significant environmental pollution.

Задачей заявляемого изобретения является устранение указанных недостатков. The task of the invention is to remedy these disadvantages.

Предметом заявки является термический модуль для получения углеродных сорбентов, содержащий вращающиеся печи карбонизации и активации, технологически связанные по материальным и газовым потокам в единый комплекс, в котором у печи активации дополнительно установлена печь дожигания газов активации, соединенная с камерой нагрузки, а также печь карбонизации выполнены отдельно стоящей и снабжена нагревательной камерой, в которой смонтирован рекуператор перегрева теплоносителя (в качестве которого используют воздух), соединенный с камерой ввода и возврата теплоносителя; кроме того, топка соединена с камерой выгрузки печи карбонизации. The subject of the application is a thermal module for producing carbon sorbents, containing rotary carbonization and activation furnaces, technologically connected by material and gas flows into a single complex, in which an activation gas post-combustion furnace connected to a load chamber is additionally installed in the activation furnace, as well as a carbonization furnace freestanding and equipped with a heating chamber, in which a heat carrier overheat recuperator (which uses air) is mounted, connected to the chambers th input and return the coolant; in addition, the furnace is connected to the discharge chamber of the carbonization furnace.

Отличие заявляемого модуля от прототипа заключается в том, что: печи активации и карбонизации технологически связаны в единый комплекс по материальным и газовым потокам; у печи активации дополнительно установлена печь дожигания газов активации, которая соединена с камерой выгрузки; печь карбонизации снабжена дополнительно установленной камерой ввода теплоносителя; топка печи карбонизации выполнена отдельностоящей и снабжена нагревательной камерой, в которой смонтирован рекуператор перегрева теплоносителя, соединенный с камерами ввода и возврата теплоносителя, кроме того, топка соединена с камерой выгрузки печи карбонизации. The difference of the claimed module from the prototype is that: the activation and carbonization furnaces are technologically connected in a single complex for material and gas flows; the activation furnace additionally has an activation gas afterburner, which is connected to the discharge chamber; the carbonization furnace is equipped with an additionally installed coolant input chamber; the furnace of the carbonization furnace is made freestanding and equipped with a heating chamber, in which a heat carrier overheat recuperator is mounted, connected to the heat input and return chambers, in addition, the furnace is connected to the discharge chamber of the carbonization furnace.

На фиг. 1 изображен узел карбонизации; на фиг. 2 узлы активизации и утилизации. In FIG. 1 shows a carbonization unit; in FIG. 2 nodes activation and disposal.

Узел карбонизации содержит отдельно стоящую топку 1 с горелкой 2 и камерой нагрева 3 с установленным в ней рекуператором 4, вращающийся барабан 5 печи карбонизации с внутренней ретортой 6, снабженной загрузочным устройством 7, камеру ввода нагретого теплоносителя 8, камеру возврата охлажденного теплоносителя 9, камеру выгрузки готового карбонизата 10, дымосос 11 и газоход 12. The carbonization unit contains a freestanding furnace 1 with a burner 2 and a heating chamber 3 with a recuperator 4 installed in it, a rotating drum 5 of the carbonization furnace with an internal retort 6, equipped with a loading device 7, an input chamber for a heated coolant 8, a return chamber for a cooled coolant 9, an unloading chamber finished carbonizate 10, exhaust fan 11 and flue 12.

Узел активации включает топку 13 с горелкой 14 и камерой разбавления 15, внутри которой смонтирована загрузочная течка 16, вращающийся барабан 17 печи активации с паровоздухоподающими трубами 18, на которых закреплен паровоздухораспределитель 19, выгрузочную камеру 20, печь дожигания 21 с горелкой 22 и газоход 23. The activation unit includes a firebox 13 with a burner 14 and a dilution chamber 15, inside which a feed chute 16 is mounted, a rotating drum 17 of the activation furnace with steam-air supply pipes 18, on which a steam-air distributor 19 is fixed, an unloading chamber 20, an afterburner 21 with a burner 22 and a gas duct 23.

Узел утилизации тепла состоит из котла утилизации 24 и дымососа 25. The heat recovery unit consists of a recovery boiler 24 and a smoke exhauster 25.

Под термином термический модуль следует понимать унифицированный функциональный комплекс последовательно расположенных узлов оборудования для производства активного угля из различных типов углеродсодержащего сырья. При этом узлы оборудования взаимосвязаны между собой как по материальным, так и по газовым потокам. The term thermal module should be understood as a unified functional complex of sequentially located units of equipment for the production of activated carbon from various types of carbon-containing raw materials. At the same time, the equipment nodes are interconnected both in material and in gas flows.

Устанавливая узлы различных габаритов, можно менять производительность модуля в целом. Например, печь активации диаметром 1,6 м и длиной 12 м дает годовую производительность 500 т/год готового АУ, а длиной 16 м 700 т/год (при этом изменяются и габариты всего остального оборудования). By installing nodes of various sizes, you can change the performance of the module as a whole. For example, an activation furnace with a diameter of 1.6 m and a length of 12 m gives an annual output of 500 t / year of finished AC, and a length of 16 m is 700 t / year (the dimensions of the rest of the equipment also change).

Модуль работает следующим образом. В момент розжига топливо (жидкое или газообразное), подаваемое через горелку 2 в топку 1, сгорает и образующиеся дымовые газы поступают в нагревательную камеру 3, обогревая установленный в ней рекуператор 4. Нагретый в рекуператоре 4 до технологически необходимой температуры теплоноситеь (в качестве которого применяется воздух) подают в камеру 8. Двигаясь по межтрубному пространству между вращающимися барабаном 5 и внутренней ретортой 6, теплоноситель нагревает последнюю и попадает в камеру возврата охлажденного теплоносителя 9 и дымососом 11 подается в рекуператор 4 для нагрева. Дымовые газы из камеры нагрева 3 подают в котел 24 для утилизации оставшегося тепла. The module works as follows. At the time of ignition, the fuel (liquid or gaseous) supplied through the burner 2 to the furnace 1 burns out and the resulting flue gases enter the heating chamber 3, heating the heat exchanger installed in it 4. The heat transfer medium heated to the heat exchanger 4 (which is used as air) is fed into the chamber 8. Moving along the annulus between the rotating drum 5 and the inner retort 6, the coolant heats the latter and enters the return chamber of the cooled coolant 9 and the smoke exhauster 11 is supplied to the recuperator 4 for heating. Flue gases from the heating chamber 3 are supplied to the boiler 24 to recover the remaining heat.

После прогрева реторты 6 углеродсодержащий материал загрузочным шнеком 7 подают в реакционное пространство последней. Обработанный материал (карбонизат) из реторты 6 попадает в камеру выгрузки 10 и через ее нижний патрубок поступает в печь активации. After warming the retort 6, the carbon-containing material is fed into the reaction space by the loading screw 7. The processed material (carbonizate) from the retort 6 enters the discharge chamber 10 and through its lower pipe enters the activation furnace.

При термической обработке карбонизации в реакционном пространстве реторты 6 образуются газообразные продукты термического разложения. Последние через торцевой патрубок камеры выгрузки готового карбонизата 10 по газоходу 12 поступают на сжигание в топку 1. During the heat treatment of carbonization in the reaction space of the retort 6, gaseous products of thermal decomposition are formed. The latter through the end pipe of the chamber for unloading the finished carbonizate 10 through the duct 12 are fed to the combustion chamber 1.

При установившемся режиме работы газы карбонизации за счет высокой температуры в топке 1 сгорают полностью, выделяя при этом необходимое для процесса карбонизации тепло. Поэтому значительно сокращается (80-90%) расход топлива, подаваемого через горелку 2. In the steady-state operating mode, carbonization gases are completely burnt due to the high temperature in the furnace 1, while releasing the heat necessary for the carbonization process. Therefore, the consumption of fuel supplied through burner 2 is significantly reduced (80-90%).

Одновременно с розжигом печи карбонизации производят розжиг печи активации. Simultaneously with the ignition of the carbonization furnace, the activation furnace is ignited.

Топливо (жидкое или газообразное), подаваемое через горелку 14 в топку 13, сгорает и образующиеся дымовые газы (теплоноситель) поступают в камеру разбавления 15, где их за счет подачи пара (ни в коем случае не воздуха) охлаждают до технологически необходимой температуры и подают во вращающийся барабан 17, двигаясь по которому он прогревает его. The fuel (liquid or gaseous) supplied through the burner 14 to the furnace 13 burns out and the resulting flue gases (coolant) enter the dilution chamber 15, where they are cooled to the technologically necessary temperature by supplying steam (in no case air) and fed into the rotating drum 17, moving on which he warms it up.

После прогрева печи активации по загрузочной течке 16 из печи карбонизации начинают подавать карбонизат. After warming up the activation furnace, carbonate is fed from the carbonization furnace through the feed chute 16.

При вращении барабана 17 через паровоздухораспределитель 19 по перфорированным трубам 18, находящимся под слоем карбонизата, подают активирующий агент (водяной пар), который пронизывает слой карбонизата. По трубам 18, находящимся в верхней части барабана 17, подают воздух, необходимый для сжигания, образующихся газов активации. When the drum 17 is rotated through a steam and air distributor 19, an activating agent (water vapor) is supplied through the perforated pipes 18 under the carbonizate layer, which penetrates the carbonizate layer. Through the pipes 18 located in the upper part of the drum 17, the air necessary for the combustion of the generated activation gases is supplied.

При установившемся режиме работы печи активации часть сгоревших газов активации выделяют тепло, необходимое для процесса активации, сокращая тем самым на 70-80% расход топлива, подаваемого через горелку 14. With the steady-state operation of the activation furnace, part of the burned activation gases emit the heat necessary for the activation process, thereby reducing by 70-80% the fuel consumption supplied through the burner 14.

Так как горение газов активации происходит по всей длине барабана 17, тем самым по всей длине печи поддерживается одинаковый температурный режим, который трудно выдержать при работе одной топки 13. Since the combustion of activation gases occurs along the entire length of the drum 17, thereby maintaining the same temperature regime along the entire length of the furnace, which is difficult to withstand during operation of one furnace 13.

Полученный активный уголь через нижний патрубок выгрузочной камеры 20 подают на охлаждение в барабанный вращающийся холодильник (не показан). Received activated carbon through the lower pipe of the discharge chamber 20 is fed for cooling to a rotary drum refrigerator (not shown).

Газовая фаза активации (дымовые газы и несгоревшая часть газов активации) по газоходу 23 поступает на дожигание в печь 21. The gas phase of activation (flue gas and unburned part of the activation gas) through the gas duct 23 enters the afterburning in the furnace 21.

Дымовые газы печи дожигания 21 и нагревательной камеры 3 топки 1 подают на утилизацию тепла в котел 24 и далее вентилятором 25 в дымовую трубу (не показана). В котле-утилизаторе 24 можно получать перегретый пар (подаваемый через паровоздухораспределитель 19), необходимый для процесса активации. The flue gases of the afterburning furnace 21 and the heating chamber 3 of the furnace 1 are fed to heat recovery to the boiler 24 and then by the fan 25 into a chimney (not shown). In the waste heat boiler 24, it is possible to obtain superheated steam (supplied through a steam and air distributor 19) necessary for the activation process.

Использование заявляемого модуля позволяет улучшить качество получаемого материала за счет:
использования принципа противотока теплоносителя и обрабатываемого материала в печи карбонизации;
регулирования температуры теплоносителя, подаваемого в межтрубное пространство печи карбонизации и реакционное пространство печи активации.
Using the inventive module allows you to improve the quality of the resulting material due to:
use of the principle of counterflow of the heat carrier and the processed material in the carbonization furnace;
controlling the temperature of the coolant supplied to the annulus of the carbonization furnace and the reaction space of the activation furnace.

Термический модуль обеспечивает полное сжигание газов карбонизации и активации с утилизацией выделяемого тепла и является экологически чистым объектом, т. к. газовые выбросы не содержат вредных примесей, а в качестве теплоносителя в межтрубном пространстве печи применяют перегретый воздух. Кроме того, заявляемый модуль является энергоресурсосберегающим, т.к. при установившемся режиме работы на 80-90% работает на тепле, полученном от сжигания газов карбонизации и активации. The thermal module provides complete combustion of carbonization and activation gases with utilization of the generated heat and is an environmentally friendly object, since gas emissions do not contain harmful impurities, and superheated air is used as a heat carrier in the annulus of the furnace. In addition, the claimed module is energy-saving, because at the established operating mode, it works at 80-90% on the heat obtained from the combustion of carbonization and activation gases.

Использование дополнительно установленной камеры ввода теплоносителя печи карбонизации позволяет обрабатывать материал как по принципу противотока, так и прямотока, меняя место ввода в камерах подачи и возврата теплоносителя. Using an additionally installed inlet chamber for the heat transfer medium of the carbonization furnace allows us to process the material both according to the principle of counterflow and direct flow, changing the place of entry in the supply and return chambers of the heat transfer medium.

Claims (1)

Термический модуль для получения углеродных сорбентов, содержащий вращающиеся печи карбонизации и активации с топками, камеры загрузки и выгрузки, отличающийся тем, что печи карбонизации и активации технологически объединены по материальным и газовым каналам в единый комплекс, включающий установленную у печи активации печь дожигания газов активации, соединенную с камерой выгрузки, камеру ввода нагретого теплоносителя и камеру возврата охлажденного теплоносителя, при этом топка печи карбонизации выполнена автономной и имеет нагревательную камеру со смонтированным в ней рекупетором нагрева теплоносителя, соединенный с камерой ввода нагретого теплоносителя и камерой возврата охлажденного теплоносителя, причем топка печи карбонизации соединена с камерой выгрузки печи карбонизации. A thermal module for producing carbon sorbents, containing rotary carbonization and activation furnaces with furnaces, loading and unloading chambers, characterized in that the carbonization and activation furnaces are technologically combined through material and gas channels into a single complex that includes an activation gas post-combustion furnace installed in the activation furnace, connected to the discharge chamber, the input chamber of the heated coolant and the return chamber of the cooled coolant, while the furnace of the carbonization furnace is autonomous and has a a baking chamber with a heat carrier heating recuperator mounted therein, connected to a heated coolant inlet chamber and a cooled coolant return chamber, wherein the carbonization furnace is connected to the discharge chamber of the carbonization furnace.
RU95100209A 1995-01-10 1995-01-10 Thermal module for preparation of carbon sorbents RU2092757C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95100209A RU2092757C1 (en) 1995-01-10 1995-01-10 Thermal module for preparation of carbon sorbents

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95100209A RU2092757C1 (en) 1995-01-10 1995-01-10 Thermal module for preparation of carbon sorbents

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95100209A RU95100209A (en) 1996-11-10
RU2092757C1 true RU2092757C1 (en) 1997-10-10

Family

ID=20163796

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95100209A RU2092757C1 (en) 1995-01-10 1995-01-10 Thermal module for preparation of carbon sorbents

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2092757C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2483259C1 (en) * 2011-12-26 2013-05-27 Самуил Вульфович Гольверк Drum-type annealing furnace
RU2555892C1 (en) * 2014-06-03 2015-07-10 Открытое акционерное общество "Сорбент" Activation and regeneration unit
RU2593239C1 (en) * 2015-02-12 2016-08-10 Открытое акционерное общество "Сорбент" Device for thermal oxidation and carbonization of carbon-containing materials in production of activated carbon
RU2623158C1 (en) * 2016-03-15 2017-06-27 Валентин Валентинович Федоренко Oven with rotating drum

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 397729, кл. F 27 B 7/04, 1973. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2483259C1 (en) * 2011-12-26 2013-05-27 Самуил Вульфович Гольверк Drum-type annealing furnace
RU2555892C1 (en) * 2014-06-03 2015-07-10 Открытое акционерное общество "Сорбент" Activation and regeneration unit
RU2593239C1 (en) * 2015-02-12 2016-08-10 Открытое акционерное общество "Сорбент" Device for thermal oxidation and carbonization of carbon-containing materials in production of activated carbon
RU2623158C1 (en) * 2016-03-15 2017-06-27 Валентин Валентинович Федоренко Oven with rotating drum

Also Published As

Publication number Publication date
RU95100209A (en) 1996-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102840587B (en) Compound method and system for directly recovering heat inside and outside rotary kiln
UA125175C2 (en) Material heating device
JP2006206856A (en) Manufacturing method of carbide and carbide manufacturing unit
KR100667703B1 (en) A apparatus and method for making a charcoal
CA1193917A (en) Process for the thermal treatment of garbage and an installation for carrying out this process
RU2092757C1 (en) Thermal module for preparation of carbon sorbents
CN111439751B (en) External heating type high-quality activated carbon efficient energy-saving environment-friendly rotary activation furnace and application method thereof
KR100984551B1 (en) Multi-function boiler
RU2200901C2 (en) Gas generator
RU2506495C1 (en) Device for combustion of fuels and heating of process media, and fuel combustion method
CN113636553B (en) External heat rotary high-quality active carbon efficient energy-saving environment-friendly production device
JP2001220121A (en) Method for manufacturing activated carbon from waste and manufacturing device
RU2133409C1 (en) Wood waste incinerator
CN106642136A (en) Heat accumulating type spiral pyrolysis device and application thereof
JP2001050520A (en) Thermal decomposition reaction furnace in waste processing apparatus
JP2004043587A (en) Carbonzing device and method for manufacturing carbonized matter
CN105066111A (en) High-temperature gasification burner boiler for biomass
CN204943451U (en) Biomass high-temperature gasification torch firing boiler
RU2269060C2 (en) Plant for burning low-concentration combustible gas at pressure above atmospheric
EP0985009B1 (en) Method and apparatus for heating a rotary kiln designed for gasification and pyrolysis of organic material
RU2555892C1 (en) Activation and regeneration unit
RU2137981C1 (en) Technological power plant for thermal processing of solid waste
RU2430846C2 (en) Method of operating steam locomotive on solid fuel
JPS6044758A (en) Method and apparatus for heating water
JPS6245443B2 (en)