КОМПЛЕКС СРЕДСТВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВИРОВАННОГО УГЛЯ Российский патент 2001 года по МПК C01B31/08 

Изобретение относится к производству активированного угля, в частности к производству активированного древесного угля, и может быть использовано в пищевой, химической промышленности и коммунальном хозяйстве.

Известна установка для производства древесного угля, содержащая печные камеры со стенками между ними, в которых установлены выемные контейнеры для обрабатываемой древесины, топки, систему газоходов. Каждый контейнер выполнен в виде емкости, в центральной части которой вертикально установлена перфорированная жаровая труба (см. патент России N 2027735, C 01 B 1/04, 15/02, 57/02 от 27.10.92, опуб. 27.01.95).

Недостатком данного устройства является невозможность применения контейнеров для активации.

Известно устройство, содержащее контейнер для активации, устройство для производства активирующего агента (см. патент России N 2046816, C 10 B 47/46 от 30.11.92, опубл. 27.10.95 - прототип).

В этом устройстве сложная система подготовки материала для активации, а также сложная система активации. Кроме того, на известном устройстве невозможно получить активированный уголь с высокой адсорбционной активностью по "метиленовому голубому".

Задачей изобретения является упрощение устройства для активации и создание комплекса средств для получения активированного угля с высокой адсорбционной активностью по "метиленовому голубому".

Поставленная задача осуществляется комплексом средств для получения активированного, из частично карбонизированного древесного угля, включающим устройство для измельчения и сортировки, печь активации, устройство для производства активирующего агента, контейнер для активации, по изобретению контейнер для активации содержит крышку c расположенными на ней устройством для загрузки и выгрузки, выполненным в виде трубы, совмещенным с устройством для выхода газов, изготовленным в виде стакана с отверстием, причем отверстие закрывается заглушкой, устройством для подвода активирующего агента, выполненным в виде полой спирали, сопряженной с трубой, на которой в нижней части закреплен полый диск или концентрически расходящиеся полые лучи, кроме того, спираль, труба и верхняя часть диска или лучей перфорирована, при этом сечение и количество отверстий расcчитывают по формуле
A•P = n(a...a_n)p,
где A - проходное сечение входного отверстия; P - начальное давление активирующего агента; n - количество выходных отверстий; a...a_n - проходные сечения выходных отверстий; р - остаточное давление активирующего агента, кроме того, проходные сечения выходных отверстий увеличиваются в направлении движения активирующего агента.

Сопоставительный анализ предлагаемого решения с прототипом позволяет выделить признаки, отличающие предлагаемый комплекс средств от прототипа, что соответствует критерию "новизна".

Анализ технических решений не выявил среди них решений, совпадающих с отличительными признаками предлагаемого комплекса средств, что соответствует критерию "изобретательский уровень".

Данный комплекс поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена схема комплекса; на фиг. 2 - контейнер для активации; на фиг. 3 - перфорированные отверстия.

Комплекс средств для производства древесного активированного угля состоит из устройства для измельчения и сортировки, 1, печи активации 2, устройства для производства активирующего агента 3, контейнера для активации 4, крышки 5, устройства для загрузки и выгрузки 6, трубы 7, устройства для выхода газов 8, изготовленного в виде стакана с отверстием 9, заглушки 10, устройства для подвода активирующего агента 11, крышки 12, полой спирали 13, полого диска или полых лучей 14, перфораций 15, термопары 16.

Устройство работает следующим образом.

Древесный частично карбонизированный уголь измельчается и сортируется до фракции 3-6 мм в устройстве для измельчения и сортировки 1, загружается через устройство для загрузки и выгрузки 6 в контейнер для активации 4, при этом устройство для выхода газов 8, состоящее из стакана с отверстием 9, закрывается заглушкой 10. Контейнер для активации 4 загружается в печь активации 2, снимается крышка 12 и устройство для подвода активирующего агента 11 соединяется посредством, например, шлангов с устройством для производства активирующего агента 3. При достижении температуры угля в контейнере 830^oC (определяется термопарой 16) снимается заглушка 10 и открывается отверстие 9. Факелом поджигаются сопутствующие газы, выходящие из контейнера активации 4, и подается активирующий агент, который поступает по полой спирали 13, трубе 7 и полому диску (концентрически расходящимся лучам) 14, через перфорации 15.

Суммарное проходное сечение отверстий перфорации определяется по формуле A•P = n(a...a_n)•p,
где A - проходное сечение входного отверстия; P - начальное давление активирующего агента; n - количество выходных отверстий; а...a_n - проходные сечения выходных отверстий; p - остаточное давление активирующего агента.

Задается начальное сечение отверстий, например 1 мм², через определенное расстояние по направлению движения активирующего агента, например через каждые 100 мм, сечение увеличивается на 0,1 мм². Увеличение сечения необходимо для того, чтобы объем истечения активирующего агента при снижении давления по мере его движения был постоянным. Активирующий агент, проходя через отверстия перфорации 15, пронизывает всю толщу древесного угля, проводя его активацию. При снижении температуры активируемого угля до 750^oC подача пара прекращается, устройство для подвода активирующего агента 11 отсоединяется от устройства для производства активирующего агента (парогенератора) 3 и закрывается крышкой 12, заглушка 10 ставится на отверстие 9 стакана-устройства для выхода газов 8 для предотвращения поступления воздуха (кислорода) в контейнер для активации 4.

Цикл карбонизации и активации завершен. При необходимости цикл повторяется в той же последовательности необходимое количество раз для достижения заданной адсорбционной активности. Контейнер для активации 4 с помощью, например, электротали вынимается из печи и оставляется на открытом воздухе до полного остывания.

Изобретение предназначено для производства активированного угля, в частности, из древесного угля. Комплекс средств для получения активированного угля включает устройство для измельчения и сортировки, например, древесного частично карбонизированного угля, печь для активации, устройство для производства активирующего агента и контейнер для активации. Последний содержит крышку с расположенными на ней устройством для загрузки и выгрузки, выполненным в виде трубы, совмещенным с устройством для выхода газов в виде стакана с отверстием и заглушкой для закрывания отверстия, и устройством для подвода активирующего агента, выполненным в виде полой спирали, сопряженной с трубой, на которой в нижней части закреплен полый диск или концентрически расходящиеся полые лучи, при этом спираль, труба и верхняя часть диска или лучей выполнены перфорированными с увеличивающимся в направлении движения активирующего агента сечением отверстий. Сечение отверстий и их количество определяются с помощью математического выражения. Устройство для активации конструктивно проще известного и обеспечивает получение активированного угля с высокой адсорбционной активностью по метиленовому голубому. 3 ил.

Комплекс средств для активации угля, включающий устройство для измельчения и сортировки, печь активации, устройство для производства активирующего агента, контейнер для активации, отличающийся тем, что контейнер для активации содержит крышку с расположенными на ней устройством для загрузки и выгрузки, выполненным в виде трубы, совмещенным с устройством для выхода газов, изготовленным в виде стакана с отверстием, причем отверстие закрывается заглушкой, и устройством для подвода активирующего агента, выполненным в виде полой спирали, сопряженной с трубой, на которой в нижней части закреплен полый диск или концентрически расходящиеся полые лучи, кроме того, спираль, труба и верхняя часть диска или лучей перфорирована, при этом сечение и количество отверстий рассчитывается по формуле
А • Р = n(a ...a_n)•р,
где А - проходное сечение входного отверстия;
Р - начальное давление активирующего агента;
n - количество выходных отверстий;
a ...a_n - проходные сечения выходных отверстий;
p - остаточное давление активирующего агента,
кроме того, сечение отверстий увеличивается в направлении движения активирующего агента.