СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ОТРАБОТАННОГО АКТИВНОГО УГЛЯ Российский патент 2017 года по МПК C01B31/08 B01J20/34 

Изобретение относится к технологиям получения активных углей (АУ) и восстановления их свойств после использования в сорбционных процессах.

Известен способ регенерации активного угля по патенту RU 2417948 (опубл. 10.05.2011), включающий нагрев угля в атмосфере дымовых газов, его выдержку при конечной температуре нагрева, охлаждение и термообработку проводят в потоке водяного пара при 850-950°С, а нагрев угля в атмосфере дымовых газов осуществляют до 350-500°С при скорости подъема температуры 50-150°С/мин.

Недостатком этого способа является относительно низкая адсорбционная способность регенерированного угля из-за невозможности достичь при восстановлении свойств отработанного угля его первоначальной активности.

Известен способ регенерации активного угля по патенту RU 2042616 (опубл. 27.08.1995), включающий обработку АУ сначала потоком дымовых газов до 500-650°С со скоростью подъема температуры 15-25°С/мин, охлаждение и обработку угля окислительным газом до 800-950°С со скоростью ее подъема 2-10°С/мин, при этом в качестве окислительного газа подают водяной пар в количестве 5-15 кг на 1 кг угля.

Недостатком этого способа является относительно низкая адсорбционная способность регенерированного угля из-за невозможности достичь при восстановлении свойств отработанного угля его первоначальной активности.

Известен способ регенерации активного угля по патенту СН №539580 (опубл. 31.10.1973), осуществляемый путем предварительного насыщения его водой до влажности 60-75% и последующей обработки окислительным газом (воздухом или смесью воздуха и водяного пара) при 760-1040°С со скоростью подъема температуры 100-400°С/мин, при этом водяной пар подают в количестве 0,1-2,0 кг на 1 кг угля.

Недостатком этого способа является относительно низкая адсорбционная способность регенерированного угля из-за невозможности достичь при восстановлении свойств отработанного угля его первоначальной активности.

Предлагаемым изобретением решается задача обеспечения эффективной регенерации АУ после использования в сорбционных процессах.

Техническим результатом данного решения является усовершенствование технологии восстановления свойств АУ после использования в сорбционных процессах, обеспечивающей полное восстановление свойств отработанного угля и, как следствие, высокое качество выпускаемой продукции.

Для достижения указанного технического результата регенерацию отработанного в различных адсорбционных процессах активного угля, включающую его высокотемпературную обработку, проводят в потоке перегретого водяного пара во вращающейся печи при температуре 800-900°С с последующим охлаждением и рассевом, причем объем отработанного АУ, постоянно находящегося в печи, определяется по формуле:

V_y=V_п×к₁×к₂,

где V_y - объем отработанного АУ в печи, м³;

V_п - объем печи, м³;

к₁=А_ост/А_п - коэффициент остаточной адсорбционной активности активного угля, который рассчитывается через остаточную и первоначальную адсорбционную активность, где

А_ост - остаточная адсорбционная активность:

А_п - первоначальная адсорбционная активность;

к₂=1-Δ_исх/Δ_отраб - коэффициент отработки механических характеристик активного угля, который рассчитывается через насыпную плотность отработанного АУ и его исходную плотность, где

Δ_исх - исходная насыпная плотность АУ;

Δ_отраб - насыпная плотность отработанного АУ.

Отличительными признаками предлагаемого изобретения является то, что для его реализации объем отработанного АУ (V_y), постоянно находящегося в печи, определяется по формуле:

V_y=V_п×к₁×к₂,

где V_у - объем отработанного АУ в печи, м³;

V_п - объем печи, м³;

к₁=А_ост/А_п - коэффициент остаточной адсорбционной активности активного угля, который рассчитывается через остаточную и первоначальную адсорбционную активность где

А_ост - остаточная адсорбционная активность:

А_п - первоначальная адсорбционная активность;

к₂=1-Δ_исх/Δ_отраб - коэффициент отработки механических характеристик активного угля, который рассчитывается через насыпную плотность отработанного АУ и его исходную плотность, где

Δ_исх - исходная насыпная плотность АУ;

Δ_отраб - насыпная плотность отработанного АУ.

Благодаря наличию этих признаков получена технология восстановления свойств АУ после использования в сорбционных процессах, обеспечивающая полное восстановление свойств отработанного угля до его первоначальной активности и, как следствие, высокое качество выпускаемой продукции.

В процессе использования АУ в многоцикловых процессах его пористая структура с течением времени оказывается заблокированной высокомолекулярными органическими примесями, содержащимися в очищаемых средах (газах, жидкостях, воде), и, следовательно, понижаются адсорбционные характеристики АУ на 40% и более от первоначальных.

Регенерация АУ путем высокотемпературной обработки в токе водяного пара должна обеспечивать восстановление его адсорбционных свойств до первоначального уровня, т.е. уровня адсорбционной активности свежеприготовленного активного угля. Заявленное техническое решение позволяет обеспечить возможность проведения эффективной регенерации отработанного активного угля при высоком выходе годного продукта.

Способ осуществляют следующим образом.

Берут отработанный АУ, который в процессе многоцикловой работы утратил свою адсорбционную способность на 40% и более. Загружают уголь во вращающуюся печь, где проводят обработку водяным паром до 800-900°С со скоростью ее подъема 2-10°С/мин, при этом параметры процесса термической регенерации отработанного АУ во вращающейся печи взаимосвязаны между собой как:

V_y=V_п×к₁×к₂,

где V_y - объем отработанного АУ в печи, м³;

V_п - объем печи, м³,

к₁ - коэффициент остаточной адсорбционной активности АУ, который рассчитывается через остаточную и первоначальную адсорбционную активность;

к₂ - коэффициент отработки механических характеристик АУ, который рассчитывается через насыпную плотность отработанного АУ и его исходную плотность.

Коэффициент остаточной адсорбционной активности АУ определяется как:

к₁=A_ост/А_п

Коэффициент отработки механических характеристик АУ определяется как:

к₂=1-Δ_исх/Δ_отраб

Регенерированный уголь выгружают, охлаждают, отсеивают мелочь, затаривают в бумажные мешки или металлические барабаны и направляют потребителю.

Объем печи определяется ее геометрическими размерами, которые индивидуальны для каждой печи. Отработка процесса регенерации отработанного АУ проводилась с использованием горизонтальной вращающейся печи длиной 12 м и диаметром 1,08 м (объем 11 м³).

Рассмотрим примеры расчета объема отработанного АУ для проведения его регенерации во вращающейся печи.

Пример 1. Берут активный уголь АР-А после рекуперации, определяют его остаточную адсорбционную активность по методике ASTM D4607-94 и насыпную плотность по ГОСТ 16190-80. Остаточная адсорбционная активность отработанного активного угля и насыпная плотность составили соответственно 100 мг/г и 660 кг/м³. Первоначальная адсорбционная активность активного угля марки АР-А - 800 мг/г, насыпная плотность - 480 кг/м³. Для проведения регенерации отработанный АУ подают во вращающуюся печь объемом 11 м³, где проводят его обработку в токе водяного пара, нагревая до 800°С при скорости подъема температуры 2°С/мин, при этом расход водяного пара составлял 5 кг на 1 кг угля. Для обеспечения восстановления адсорбционных и механических характеристик отработанного угля до уровня первоначальных объем угля, находящегося в печи, с учетом исходных данных рассчитывался по формуле:

V_y=V_п×к₁×к₂, где

V_y - объем отработанного АУ в печи, м³;

V_п - объем печи, м³;

V_п - объем печи, м³,

к₁=A_ост/А_п - коэффициент остаточной адсорбционной активности активного угля, который рассчитывается через остаточную и первоначальную адсорбционную активность,

где А_ост - остаточная адсорбционная активность:

А_п - первоначальная адсорбционная активность;

к₂=1-Δ_исх/Δ_отраб - коэффициент отработки механических характеристик активного угля, который рассчитывается через насыпную плотность отработанного АУ и его исходную плотность,

где Δ_исх - исходная насыпная плотность АУ;

Δ_отраб - насыпная плотность отработанного АУ.

V_y=V_п×к₁×к₂=V_п×A_ост/A_п×(1-Δ_исх/Δ_отраб)=11×100/800×(1-480/660)=11×0,125×0,27=0,37 м³.

Полученный регенерированный уголь анализировали по показателям «адсорбционная активность по йоду» и «насыпная плотность», которые составили 800 мг/г и 480 кг/м³, что соответствует первоначальному уровню, т.е. его адсорбционные свойства были восстановлены до первоначального уровня.

Пример 2. Берут активный уголь АР-А после рекуперации, определяют его остаточную адсорбционную активность по методике ASTM D4607-94 и насыпную плотность по ГОСТ 16190-80. Остаточная адсорбционная активность отработанного активного угля и насыпная плотность составили соответственно 200 мг/г и 590 кг/м³. Первоначальная адсорбционная активность активного угля марки АР-А - 800 мг/г, насыпная плотность - 480 кг/м³. Для проведения регенерации отработанный АУ подают во вращающуюся печь объемом 11 м³, где проводят его обработку в токе водяного пара, нагревая до 800°С при скорости подъема температуры 2°С/мин, при этом расход водяного пара составлял 5 кг на 1 кг угля. Для обеспечения восстановления адсорбционных и механических характеристик отработанного угля до уровня первоначальных объем угля, находящегося в печи, с учетом исходных данных рассчитывался по формуле:

V_y=V_п×к₁×к₂=V_п×А_ост/А_п×(1-Δ_исх/Δ_отраб)=11×200/800×(1-480/590)=11×·0,250×0,19=0,52 м³.

Полученный регенерированный уголь анализировали по показателям «адсорбционная активность по йоду» и «насыпная плотность», которые составили 800 мг/г и 480 кг/м³, что соответствует первоначальному уровню, т.е. его адсорбционные свойства были восстановлены до первоначального уровня.

Пример 3. Берут активный уголь АР-А после рекуперации, определяют его остаточную адсорбционную активность по методике ASTM D4607-94 и насыпную плотность по ГОСТ 16190-80. Остаточная адсорбционная активность отработанного активного угля и насыпная плотность составили соответственно 300 мг/г и 550 кг/м³. Первоначальная адсорбционная активность активного угля марки АР-А - 800 мг/г, насыпная плотность - 480 кг/м³. Для проведения регенерации отработанный АУ подают во вращающуюся печь объемом 11 м³, где проводят его обработку в токе водяного пара, нагревая до 800°С при скорости подъема температуры 2°С/мин, при этом расход водяного пара составлял 5 кг на 1 кг угля. Для обеспечения восстановления адсорбционных и механических характеристик отработанного угля до уровня первоначальных объем угля, находящегося в печи, с учетом исходных данных рассчитывался по формуле:

V_y=V_п×к₁×к₂=V_п×А_ост/А_п×(1-Δ_исх/Δ_отраб)=11×300/800×(1-480/550)=11×0,375×0,13=0,54 м³.

Полученный регенерированный уголь анализировали по показателям «адсорбционная активность по йоду» и «насыпная плотность», которые составили 800 мг/г и 480 кг/м³, что соответствует первоначальному уровню, т.е. его адсорбционные свойства были восстановлены до первоначального уровня.

Пример 4. Берут активный уголь АР-А после рекуперации, определяют его остаточную адсорбционную активность по методике ASTM D4607-94 и насыпную плотность по ГОСТ 16190-80. Остаточная адсорбционная активность отработанного активного угля и насыпная плотность составили соответственно 400 мг/г и 540 кг/м³. Первоначальная адсорбционная активность активного угля марки АР-А - 800 мг/г, насыпная плотность - 480 кг/м³. Для проведения регенерации отработанный АУ подают во вращающуюся печь объемом 11 м³, где проводят его обработку в токе водяного пара, нагревая до 800°С при скорости подъема температуры 2°С/мин, при этом расход водяного пара составлял 5 кг на 1 кг угля. Для обеспечения восстановления адсорбционных и механических характеристик отработанного угля до уровня первоначальных объем угля, находящегося в печи, с учетом исходных данных рассчитывался по формуле:

V_y=V_п×к₁×к₂=V_п×A_ост/A_п×(1-Δ_исх/Δ_отраб)=11×400/800×(1-480/540)=11×0,500×0,11=0,61 м³.

Полученный регенерированный уголь анализировали по показателям «адсорбционная активность по йоду» и «насыпная плотность», которые составили 800 мг/г и 480 кг/м³, что соответствует первоначальному уровню, т.е. его адсорбционные свойства были восстановлены до первоначального уровня.

Пример 5. Берут активный уголь АР-А после рекуперации, определяют его остаточную адсорбционную активность по методике ASTM D4607-94 и насыпную плотность по ГОСТ 16190-80. Остаточная адсорбционная активность отработанного активного угля и насыпная плотность составили соответственно 500 мг/г и 530 кг/м³. Первоначальная адсорбционная активность активного угля марки АР-А - 800 мг/г, насыпная плотность - 480 кг/м³. Для проведения регенерации отработанный АУ подают во вращающуюся печь объемом 11 м³, где проводят его обработку в токе водяного пара, нагревая до 800°С при скорости подъема температуры 2°С/мин, при этом расход водяного пара составлял 5 кг на 1 кг угля. Для обеспечения восстановления адсорбционных и механических характеристик отработанного угля до уровня первоначальных объем угля, находящегося в печи, с учетом исходных данных рассчитывался по формуле:

V_y=V_п×к₁×к₂=V_п×A_ост/A_п×(1-Δ_исх/Δ_отраб)=11×500/800×(1-480/530)=11×0,625×0,09=0,62 м³.

Полученный регенерированный уголь анализировали по показателям «адсорбционная активность по йоду» и «насыпная плотность», которые составили 800 мг/г и 480 кг/м³, что соответствует первоначальному уровню, т.е. его адсорбционные свойства были восстановлены до первоначального уровня.

Пример 6. Берут активный уголь АГ-3 после отработки в водоподготовке для очистки питьевой воды, определяют его остаточную адсорбционную активность по методике ASTM D4607-94 и насыпную плотность по ГОСТ 16190-80. Остаточная адсорбционная активность отработанного активного угля и насыпная плотность составили соответственно 100 мг/г и 660 кг/м³. Первоначальная адсорбционная активность активного угля марки АГ-3 - 900 мг/г, насыпная плотность - 480 кг/м³. Для проведения регенерации отработанный АУ подают во вращающуюся печь объемом 11 м³, где проводят его обработку в токе водяного пара, нагревая до 800°С при скорости подъема температуры 2°С/мин, при этом расход водяного пара составлял 5 кг на 1 кг угля. Для обеспечения восстановления адсорбционных и механических характеристик отработанного угля до уровня первоначальных объем угля, находящегося в печи, с учетом исходных данных рассчитывался по формуле:

V_y=V_п×к₁×к₂=V_п×A_ост/A_п×(1-Δ_исх/Δ_отраб=11×100/900×(1-480/660)=11×0,111×0,27=0,33 м³.

Полученный регенерированный уголь анализировали по показателям «адсорбционная активность по йоду» и «насыпная плотность», которые составили 900 мг/г и 480 кг/м³, что соответствует первоначальному уровню, т.е. его адсорбционные свойства были восстановлены до первоначального уровня.

Пример 7. Берут активный уголь АГ-3 после отработки в водоподготовке для очистки питьевой воды, определяют его остаточную адсорбционную активность по методике ASTM D4607-94 и насыпную плотность по ГОСТ 16190-80. Остаточная адсорбционная активность отработанного активного угля и насыпная плотность составили соответственно 200 мг/г и 590 кг/м³. Первоначальная адсорбционная активность активного угля марки АГ-3 - 900 мг/г, насыпная плотность - 480 кг/м³. Для проведения регенерации отработанный АУ подают во вращающуюся печь объемом 11 м³, где проводят его обработку в токе водяного пара, нагревая до 800°С при скорости подъема температуры 2°С/мин, при этом расход водяного пара составлял 5 кг на 1 кг угля. Для обеспечения восстановления адсорбционных и механических характеристик отработанного угля до уровня первоначальных объем угля, находящегося в печи, с учетом исходных данных рассчитывался по формуле:

V_y=V_п×к₁×к₂=V_п×A_ост/A_п×(1-Δ_исх/Δ_отраб)=11×200/900×(1-480/590)=11×0,222×0,19=0,46 м³.

Полученный регенерированный уголь анализировали по показателям «адсорбционная активность по йоду» и «насыпная плотность», которые составили 900 мг/г и 480 кг/м³, что соответствует первоначальному уровню, т.е. его адсорбционные свойства были восстановлены до первоначального уровня.

Пример 8. Берут активный уголь АГ-3 после отработки в водоподготовке для очистки питьевой воды, определяют его остаточную адсорбционную активность по методике ASTM D4607-94 и насыпную плотность по ГОСТ 16190-80. Остаточная адсорбционная активность отработанного активного угля и насыпная плотность составили соответственно 300 мг/г и 550 кг/м³. Первоначальная адсорбционная активность активного угля марки АГ-3 - 900 мг/г, насыпная плотность - 480 кг/м³. Для проведения регенерации отработанный АУ подают во вращающуюся печь объемом 11 м³, где проводят его обработку в токе водяного пара, нагревая до 800°С при скорости подъема температуры 2°С/мин, при этом расход водяного пара составлял 5 кг на 1 кг угля. Для обеспечения восстановления адсорбционных и механических характеристик отработанного угля до уровня первоначальных объем угля, находящегося в печи, с учетом исходных данных рассчитывался по формуле:

V_y=V_п×к₁×к₂=V_п×A_ост/A_п×(1-Δ_исх/Δ_отраб)=11×300/900×(1-480/550)=11×0,333×0,13=0,48 м³.

Полученный регенерированный уголь анализировали по показателям «адсорбционная активность по йоду» и «насыпная плотность», которые составили 900 мг/г и 480 кг/м³, что соответствует первоначальному уровню, т.е. его адсорбционные свойства были восстановлены до первоначального уровня.

Пример 9. Берут активный уголь АГ-3 после отработки в водоподготовке для очистки питьевой воды, определяют его остаточную адсорбционную активность по методике ASTM D4607-94 и насыпную плотность по ГОСТ 16190-80. Остаточная адсорбционная активность отработанного активного угля и насыпная плотность составили соответственно 400 мг/г и 540 кг/м³. Первоначальная адсорбционная активность активного угля марки АГ-3 - 900 мг/г, насыпная плотность - 480 кг/м³. Для проведения регенерации отработанный АУ подают во вращающуюся печь объемом 11 м³, где проводят его обработку в токе водяного пара, нагревая до 800°С при скорости подъема температуры 2°С/мин, при этом расход водяного пара составлял 5 кг на 1 кг угля. Для обеспечения восстановления адсорбционных и механических характеристик отработанного угля до уровня первоначальных объем угля, находящегося в печи, с учетом исходных данных рассчитывался по формуле:

V_y=V_п×к₁×к₂=V_п×A_ост/A_п×(1-Δ_исх/Δ_отраб)=11×400/900×(1-480/540)=11×0,444×0,11=0,54 м³.

Полученный регенерированный уголь анализировали по показателям «адсорбционная активность по йоду» и «насыпная плотность», которые составили 900 мг/г и 480 кг/м³, что соответствует первоначальному уровню, т.е. его адсорбционные свойства были восстановлены до первоначального уровня.

Пример 10. Берут активный уголь АГ-3 после отработки в водоподготовке для очистки питьевой воды, определяют его остаточную адсорбционную активность по методике ASTM D4607-94 и насыпную плотность по ГОСТ 16190-80. Остаточная адсорбционная активность отработанного активного угля и насыпная плотность составили соответственно 500 мг/г и 530 кг/м³. Первоначальная адсорбционная активность активного угля марки АГ-3 - 900 мг/г, насыпная плотность - 480 кг/м³. Для проведения регенерации отработанный АУ подают во вращающуюся печь объемом 11 м³, где проводят его обработку в токе водяного пара, нагревая до 800°С при скорости подъема температуры 2°С/мин, при этом расход водяного пара составлял 5 кг на 1 кг угля. Для обеспечения восстановления адсорбционных и механических характеристик отработанного угля до уровня первоначальных объем угля, находящегося в печи, с учетом исходных данных рассчитывался по формуле:

V_y=V_п×к₁×к₂=V_п×A_ост/A_п×(1-Δ_исх/Δ_отраб/)=11×500/900×(1-480/530)=11×0,556×0,09=0,55 м³.

Полученный регенерированный уголь анализировали по показателям «адсорбционная активность по йоду» и «насыпная плотность», которые составили 900 мг/г и 480 кг/м³, что соответствует первоначальному уровню, т.е. его адсорбционные свойства были восстановлены до первоначального уровня.

Пример 11. Берут активный уголь БАУ-А после отработки в ликеро-водочной промышленности, определяют его остаточную адсорбционную активность по методике ASTM D4607-94 и насыпную плотность по ГОСТ 16190-80. Остаточная адсорбционная активность отработанного активного угля и насыпная плотность составили соответственно 100 мг/г и 350 кг/м³. Первоначальная адсорбционная активность активного угля марки БАУ-А - 1000 мг/г, насыпная плотность - 220 кг/м³. Для проведения регенерации отработанный АУ подают во вращающуюся печь объемом 11 м³, где проводят его обработку в токе водяного пара, нагревая до 800°С при скорости подъема температуры 2°С/мин, при этом расход водяного пара составлял 5 кг на 1 кг угля. Для обеспечения восстановления адсорбционных и механических характеристик отработанного угля до уровня первоначальных объем угля, находящегося в печи, с учетом исходных данных рассчитывался по формуле:

V_y=V_п×к₁×к₂=V_п×A_ост/A_п×(1-Δ_исх/Δ_отраб)=11×100/1000×(1-220/350)=11×0,1×0,37=0,41 м³

Полученный регенерированный уголь анализировали по показателям «адсорбционная активность по йоду» и «насыпная плотность», которые составили 1000 мг/г и 220 кг/м³, что соответствует первоначальному уровню, т.е. его адсорбционные свойства были восстановлены до первоначального уровня.

Пример 12. Берут активный уголь БАУ-А после отработки в ликеро-водочной промышленности, определяют его остаточную адсорбционную активность по методике ASTM D4607-94 и насыпную плотность по ГОСТ 16190-80. Остаточная адсорбционная активность отработанного активного угля и насыпная плотность составили соответственно 200 мг/г и 300 кг/м³. Первоначальная адсорбционная активность активного угля марки БАУ-А - 1000 мг/г, насыпная плотность - 220 кг/м³. Для проведения регенерации отработанный АУ подают во вращающуюся печь объемом 11 м³, где проводят его обработку в токе водяного пара, нагревая до 800°С при скорости подъема температуры 2°С/мин, при этом расход водяного пара составлял 5 кг на 1 кг угля. Для обеспечения восстановления адсорбционных и механических характеристик отработанного угля до уровня первоначальных объем угля, находящегося в печи, с учетом исходных данных рассчитывался по формуле:

V_y=V_п×к₁×к₂=V_п×A_ост/A_п×(1-Δ_исх/Δ_отраб)=11×200/1000×(1-220/300)=11×0,2×0,27=0,59 м³.

Полученный регенерированный уголь анализировали по показателям «адсорбционная активность по йоду» и «насыпная плотность», которые составили 1000 мг/г и 220 кг/м³, что соответствует первоначальному уровню, т.е. его адсорбционные свойства были восстановлены до первоначального уровня.

Пример 13. Берут активный уголь БАУ-А после отработки в ликеро-водочной промышленности, определяют его остаточную адсорбционную активность по методике ASTM D4607-94 и насыпную плотность по ГОСТ 16190-80. Остаточная адсорбционная активность отработанного активного угля и насыпная плотность составили соответственно 300 мг/г и 270 кг/м³. Первоначальная адсорбционная активность активного угля марки БАУ-А - 1000 мг/г, насыпная плотность - 220 кг/м³. Для проведения регенерации отработанный АУ подают во вращающуюся печь объемом 11 м³, где проводят его обработку в токе водяного пара, нагревая до 800°С при скорости подъема температуры 2°С/мин, при этом расход водяного пара составлял 5 кг на 1 кг угля. Для обеспечения восстановления адсорбционных и механических характеристик отработанного угля до уровня первоначальных объем угля, находящегося в печи, с учетом исходных данных рассчитывался по формуле:

V_y=V_п×к₁×к₂=V_п×A_ост/A_п×(1-Δ_исх/Δ_отраб=11×300/1000×(1-220/270)=11×0,3×0,19=0,63 м³.

Полученный регенерированный уголь анализировали по показателям «адсорбционная активность по йоду» и «насыпная плотность», которые составили 1000 мг/г и 220 кг/м³, что соответствует первоначальному уровню, т.е. его адсорбционные свойства были восстановлены до первоначального уровня.

Пример 14. Берут активный уголь БАУ-А после отработки в ликеро-водочной промышленности, определяют его остаточную адсорбционную активность по методике ASTM D4607-94 и насыпную плотность по ГОСТ 16190-80. Остаточная адсорбционная активность отработанного активного угля и насыпная плотность составили соответственно 400 мг/г и 260 кг/м³. Первоначальная адсорбционная активность активного угля марки БАУ-А - 1000 мг/г, насыпная плотность - 220 кг/м³. Для проведения регенерации отработанный АУ подают во вращающуюся печь объемом 11 м³, где проводят его обработку в токе водяного пара, нагревая до 800°С при скорости подъема температуры 2°С/мин, при этом расход водяного пара составлял 5 кг на 1 кг угля. Для обеспечения восстановления адсорбционных и механических характеристик отработанного угля до уровня первоначальных объем угля, находящегося в печи, с учетом исходных данных рассчитывался по формуле:

V_y=V_п×к₁×к₂=V_п×A_ост/A_п×(1-Δ_исх/Δ_отраб)=11×400/1000×(1-220/260)=11×0,4×0,15=0,66 м³.

Полученный регенерированный уголь анализировали по показателям «адсорбционная активность по йоду» и «насыпная плотность», которые составили 1000 мг/г и 220 кг/м³, что соответствует первоначальному уровню, т.е. его адсорбционные свойства были восстановлены до первоначального уровня.

Пример 15. Берут активный уголь БАУ-А после отработки в ликеро-водочной промышленности, определяют его остаточную адсорбционную активность по методике ASTM D4607-94 и насыпную плотность по ГОСТ 16190-80. Остаточная адсорбционная активность отработанного активного угля и насыпная плотность составили соответственно 500 мг/г и 250 кг/м³. Первоначальная адсорбционная активность активного угля марки БАУ-А -1000 мг/г, насыпная плотность - 220 кг/м³. Для проведения регенерации отработанный АУ подают во вращающуюся печь объемом 11 м³, где проводят его обработку в токе водяного пара, нагревая до 800°С при скорости подъема температуры 2°С/мин, при этом расход водяного пара составлял 5 кг на 1 кг угля. Для обеспечения восстановления адсорбционных и механических характеристик отработанного угля до уровня первоначальных объем угля, находящегося в печи, с учетом исходных данных рассчитывался по формуле:

V_y=V_п×к₁×к₂=V_п×A_ост/A_п×(1-Δ_исх/Δ_отраб)=11×500/100×(1-220/250)=11×0,5×0,12=0,66 м³.

Расчет объема АУ в печи в зависимости от остаточной адсорбционной активности и механических характеристик отработанного АУ при его регенерации представлен в таблице. Полученный регенерированный уголь анализировали по показателям «адсорбционная активность по йоду» и «насыпная плотность», которые составили 1000 мг/г и 220 кг/м³, что соответствует первоначальному уровню, т.е. его адсорбционные свойства были восстановлены до первоначального уровня.

Изобретение относится к процессам регенерации адсорбентов. Предложен способ регенерации отработанного активного угля. Способ включает обработку отработанного угля в потоке перегретого водяного пара во вращающейся печи при температуре 800-900°С, охлаждение и рассев. Предложено рассчитывать объем отработанного АУ, постоянно находящегося на термообработке в печи, с учётом первичной и остаточной адсорбционной активности угля и насыпной плотности исходного и отработанного угля. Техническим результатом изобретения является возможность регулирования объемной загрузки печи при проведении процесса регенерации с учётом коэффициента остаточной адсорбционной активности и коэффициента отработки механических характеристик угля. 1 табл., 15 пр.

Способ регенерации отработанного в адсорбционных процессах активного угля, включающий его термообработку в потоке перегретого водяного пара во вращающейся печи при температуре 800-900°С с последующим охлаждением и рассевом, отличающийся тем, что объем отработанного активного угля, постоянно находящегося на термообработке в печи, рассчитывают согласно следующей математической зависимости:

V_у=V_п×κ₁×κ₂,

где V_у - объем отработанного АУ в печи, м³,

V_п - объем печи, м³,

κ₁ - коэффициент остаточной адсорбционной активности активного угля, рассчитанный по формуле: κ₁=А_ост/А_п,

где А_ост - остаточная адсорбционная активность,

А_п - первоначальная адсорбционная активность,

κ₂ - коэффициент отработки механических характеристик активного угля, рассчитанный по формуле: κ₂=1-Δ_исх/Δ_отраб,

где Δ_исх - исходная насыпная плотность АУ;

Δ_отраб - насыпная плотность отработанного АУ.