Активация - угль
Cтраница 3
 |
Общий вид печи регенерации конструкции Такэда-Хифуки. [31] |
Вращающиеся барабанные горизонтальные печи наиболее компактны, имеют простую конструкцию и легко управляемы. Наиболее совершенны двухкамерные вращающиеся печи с системой регулирования температуры внутри печи. Сушка и активация угля идут в разных камерах. В результате предотвращения попадания в зону активации кислорода потери угля на стадии регенерации минимальны. В этих печах из-за непрямого нагрева активного угля на стадии активации образуется незначительное количество неразбавленных воздухом газов, что в свою очередь снижает как капитальные, так и эксплуатационные расходы на их дожигание. [32]
Активирование углей неорганическими веществами заключается в пропитывании исходного материала неорганическими растворами. Наиболее часто для активации угля употребляют раствор хлористого цинка и фосфорную кислоту. [33]
На основании данных ИК - и фотоэлектронной спектроскопии сера фиксируется на углеродной поверхности в форме тиокар-бонила или тиолактона. Серосодержащие комплексы высокостабильны в щелочах, но менее устойчивы в сильных кислотах. Образование кислородсодержащих поверхностных соединений происходит как в процессе синтеза и активации угля, так и при адсорбции молекулярного кислорода на обезгаженной поверхности. В настоящее время принято разделять большое разнообразие кислородсодержащих соединении на поверхности углеродных материалов на две группы. [34]
 |
Состав потоков при разделении смеси Н2, Ci - С3 гиперсорбцией [ % ( об. ]. [35] |
Колонна работает под давлением около 0 6 МПа. Температура в слое угля составляет 50 - 60 С, а в десорбере равна 145 С. Выше распределительного устройства 5 подается небольшое количество перегретого пара для более полной десорбции и активации угля. [36]
Последнее может привести только к их удалению и, следовательно, ослаблению связи ( любое увеличение или даже уменьшение расстояния между углеродными атомами от нормального ( равновесного) расположения приводит к увеличению энергии системы и ослаблению связи. Очевидно, не все поверхностные углеродные атомы могут иметь слабые связи. Число таких активных центров должно быть ограниченным, оно зависит от способа и степени активации угля. Согласно экспериментальным исследованиям авторов [39], число активных центров при обычной активации угля занимает около 10 % поверхности. При хемосорбции кислорода на таких активных центрах связь между молекулярным кислородом и углеродным атомом может приобрести подвижный характер, она может осциллировать между поверхностными частицами: углерод-кислород и углерод-углерод. Такая осцилляция может быть причиной очень слабой хемосорбции молекулярного кислорода, что и наблюдается в действительности. [37]
Из-за развитой поверхности некоторые виды аморфного углерода обладают по сравнению с графитом повышенной реакционной адсорбционной и каталитической способностью. В древесном угле, например, сохраняется тонкопористое строение древесины; здесь остаются все тончайшие каналы, по которым поднимались от корней питательные соки. Поэтому древесный уголь относится к активным поглотителям, или адсорбентам, особенно в активированном состоянии. Активация угля состоит в обработке перегретым паром, чем достигается очистка пор от смолистых веществ, а это повышает его адсорбционную способность. [38]
На основании исследований взаимодействия различных углей с кислородом воздуха в естественных условиях Веселовский [ 46, с. Когда угли находятся в соприкосновении с воздухом при невысоких температурах ( 20 - 25 С), в течение некоторого времени в них не обнаруживаются видимые результаты протекания процессов окисления. В этот период, называемый Веселовским скрытой подготовкой, протекают медленные окислительные процессы и выделенное тепло успевает рассеяться, ввиду чего температура углей практически остается постоянной. Активация углей, однако, в этом периоде создает условия для дальнейшего протекания окисления, и поэтому их температура в следующий период самонагревания начинает повышаться. Если выделенное тепло не отводится, повышение температуры усиливается, что сопровождается ускорением взаимодействия угля с кислородом, а следовательно, еще большим нагреванием. Наступает момент, когда угли самовозгораются. [39]
Две регенерационные трубки, расположенные одна в другой, изготовлены из жаростойкой стали. Конструкция печи обеспечивает полное сгорание образующихся в процессе регенерации угля газов, которые через отверстия, сделанные во внешней трубке, попадают внутрь печи. Пар, необходимый для активации угля, поступает по внутренней перфорированной трубке. [40]
В случае применения реакторов со стационарным слоем катализатора в качестве носителя применяется активированный уголь. Активность катализатора в значительной степени зависит от типа применяемого активированного угля. Наибольшей активностью обладают катализаторы, приготовленные на углях, имеющих поры разного диаметра. Активность катализатора возрастает с повышением температуры активации угля, но не зависит от времени активации. С повышением температуры процесса различие в активностях катализаторов, приготовленных на разных углях, уменьшается. При применении катализатора в псевдоожиженном состоянии активированный уголь сильно истирается из-за его недостаточной прочности. Поэтому в таких реакторах применяются ацетат кадмия и его смесь с ацетатом цинка, нанесенные на более твердые носители: оксид алюминия или силикагель. [41]
Последнее может привести только к их удалению и, следовательно, ослаблению связи ( любое увеличение или даже уменьшение расстояния между углеродными атомами от нормального ( равновесного) расположения приводит к увеличению энергии системы и ослаблению связи. Очевидно, не все поверхностные углеродные атомы могут иметь слабые связи. Число таких активных центров должно быть ограниченным, оно зависит от способа и степени активации угля. Согласно экспериментальным исследованиям авторов [39], число активных центров при обычной активации угля занимает около 10 % поверхности. При хемосорбции кислорода на таких активных центрах связь между молекулярным кислородом и углеродным атомом может приобрести подвижный характер, она может осциллировать между поверхностными частицами: углерод-кислород и углерод-углерод. Такая осцилляция может быть причиной очень слабой хемосорбции молекулярного кислорода, что и наблюдается в действительности. [42]
Колонна работает под давлением около 0 6 МПа. Температура в слое угля составляет 50 - 60 С. В 3 с помощью даутерма поддерживается температура 145 С. В пространство выше 4 подается - небольшое количество перегретого пара для полноты десорбции и активации угля. [43]
Эта печь была сооружена на предприятии, на котором с 1962 г. находится в эксплуатации цех по очистке активированным антрацитом всех - сточных вод. Полученный опыт учли при проектировании и строительстве газовых печей для производства и регенерации активированного антрацита на одном из крупнейших в СССР химических комбинатов. Следует отметить, что производство активированного угля в агрегатах с кипящим слоем развивается и за рубежом. Но в иностранной литературе приводится лишь краткая информация о технологическом режиме и преимуществах этого процесса. Согласно данным английского патента № 869 - 472 с приоритетом от 30 мая 1961 г., для получения сорбентов из каменных углей, содержащих 18 - 38 % летучих веществ, применена однозонная печь с кипящим слоем, в топку которой впрыскивается вода. Такая конструкция позволяет использовать физическое тепло продуктов окисления газа и получать пар, необходимый для процесса активации угля, в количестве 0 6 - 0 65 кг / м3 газа-теплоносителя. [44]
Преимущество вращающихся печей - низкие капитальные затраты, большая производительность и достаточно высокое качество готового продукта, а недостаток - большая подвижность обрабатываемого материала, вызывающая потери от истирания. Преимущество шахтных печей заключается в возможности проведения трех фаз процесса получения активного угля ( карбонизации, активации и охлаждения) в одном агрегате благодаря наличию соответствующих зон по высоте печи. Кроме того, к этим операциям может быть добавлена и стадия сушки материала. Шахтные печи энергетически самовосполняемы и требуют подвода тепла только в период их пуска. Печи с кипящим слоем наиболее эффективны для активации угля. Материал активируется во взвешенном состоянии смесью нагревающих газов и газов-активаторов, что обеспечивает высокое качество готового продукта. Это особенно важно, так как другие способы и типы печей не всегда обеспечивают постоянство условий при активации пылевидных материалов для получения дешевых сортов активных углей. [45]
Страницы: 1 2 3 4