Установка для високотемпературної обробки вуглецевмісних матеріалів

Установка для високотемпературної обробки вуглецевмісних матеріалів, яка включає встановлену вертикально футеровану зсередини вогнетривким матеріалом камеру термообробки, що складається зі з’єднаних верхньої і нижньої частин різного діаметра, причому діаметр верхньої части C2 1 3 75936 4 Відома також установка для високотемператуотворами для пари і газів, склепіння радіаційного рної обробки вуглецевмісних матеріалів, що міснагріву, розташоване у верхній частині камери тить циліндричну футеровану камеру активації, термообробки, вихідний патрубок, що сполучаєтьвузли завантаження і вивантаження матеріалу, ся із вхідним патрубком циклона для відділення пристрій для введення і виводу парогазової суміші твердої фази вуглецевого активованого матеріалу [3]. У нижній частині камери розташована газорозвід парогазової суміші, бункер і холодильник. подільча решітка, під якою знаходиться підрешітоВикористання такої установки дає можливість чна камера з пальником спалювання природного одержувати активований матеріал з високими согазу. На вході в підрешіточну камеру є пристрій рбційними властивостями, однак частинки вуглезмішування пари з інертними газами (N2, CO2) і цевого активованого матеріалу мають різну щільпродуктами згоряння палива органічного похоність та сорбційну здатність. дження. Зверху камера активації обмежена склеЗадачею, на вирішення якої спрямований випінням радіаційного нагріву. Недоліком такої устанахід, є розробка ефективної і високопродуктивної новки є те, що використовується фракція вихідного установки для одержання активованого матеріалу, вуглецевмісного матеріалу з вузьким інтервалом частинки якого мають однакову щільність та сорброзмірів, а у випадку полідисперсного складу вугційні властивості. Конструкція установки, що заявлецевий активований матеріал виходить неодноляється, створена для рішення поставленої задачі рідним за фізико-хімічними і сорбційними властиі дозволяє досягти технічного результату, що повостями. Крім того, при використанні цієї лягає в підвищенні продуктивності установки, одеустановки необхідні великі витрати енергії. ржанні вуглецевих активованих матеріалів з різної Відома установка високотемпературної пароприродної сировини, що мають високі та стабільні газової обробки вуглецевмісного матеріалу, зокфізико-хімічні та сорбційні показники. рема антрациту, кам'яного і бурого вугілля у кипСуть запропонованого пристрою полягає в толячому шарі, що включає встановлену му, що у відомій установці для високотемпературвертикально сталеву циліндричну футеровану ної обробки вуглецевмісного матеріалу, що вклюзсередини вогнетривким матеріалом камеру терчає встановлену вертикально циліндричну мообробки, вузол завантаження, розташований у футеровану зсередини вогнетривким матеріалом кришці камери термообробки, газорозподільчий камеру термообробки, що складається зі сполучепристрій у вигляді керамічної решітки, під якою них верхньої та нижньої частин різного діаметра, знаходиться камера змішування продуктів згорянпричому діаметр верхньої частини більше діаметня органічного палива з інертними газами, повітра нижньої, нижня частина камери термообробки рям і водяною парою [4]. Камера термообробки (чи закінчується дифузором, котрий своїм меншим активації) має вигляд двох аксіально розташовадіаметром спирається на газорозподільчу решітку, них у вертикальному напрямку і сполучених між що являється днищем камери термообробки, вусобою циліндричних порожнин різних діаметрів, зол завантаження матеріалу, аеродинамічний стапричому порожнина більшого діаметра розташобілізатор потоку парогазовой суміші, розташовавана зверху. Газорозподільна решітка встановлений між газорозподільчою решіткою та камерою на в середній частині порожнини меншого діаметзмішування пари з газовою сумішшю, що знахора. З камерою змішування сполучається пальник, диться під нею, та виконаний у вигляді циліндричдо якого підводиться газ у вигляді суміші пари беної труби з розтрубом, камеру змішування пари з нзолу і повітря. Верхня частина камери активації газовою сумішшю із вхідними отворами для пари і через вихідний патрубок для видалення парогазогазу, склепіння радіаційного нагрівання, розташової суміші і часток вуглецевого матеріалу з'єднана ване у верхній частині камери термообробки, вихіз циклоном, що відокремлює частки активованого дний патрубок, що сполучається з вхідним патрубвугілля від парогазової фази. ком циклона для відділення твердої фази Недолік такої установки полягає в тім, що вона вуглецевого активованого матеріалу від парогазоможе працювати тільки в періодичному режимі, вой суміші, відповідно до винаходу, що заявляєтьчерез що має низьку продуктивність. ся, між вихідним патрубком камери термообробки і Найбільш близькою по технічній сутності до вхідним патрубком циклона розташований привинаходу, що заявляється, є установка для висострій для поділу частинок вуглецевого матеріалу котемпературної обробки вуглецевмісних матеріапо щільності на дві фракції, що сполучається з лів, що включає встановлену вертикально цилінднижньою частиною камери термообробки. ричну футеровану зсередини вогнетривким Використання пристрою для поділу частинок матеріалом камеру термообробки, що складається вуглецевого матеріалу по щільності на дві фракції зі сполучених верхньої та нижньої частин різного забезпечує одержання товарного вуглецевого акдіаметра, причому діаметр верхньої частини більтивованого матеріалу з однорідно високими фізише діаметра нижньої [5]. Нижня частина камери ко-хімічними та сорбційними властивостями у термообробки закінчується дифузором, що спиравсьому об'ємі матеріалу за рахунок того, що при ється на газорозподільчу решітку, яка є днищем заданому і установленому режимі обробки в прикамери термообробки. Установка містить також строї для поділу, легка фракція активованого вугвузол завантаження матеріалу, аеродинамічний лецевого матеріалу відокремлюється від важкої, і стабілізатор потоку парогазової суміші, розташочерез вихідний патрубок виноситься парогазовим ваний під газорозподільчою решіткою і виконаний потоком у циклон, де вуглецеві частинки відокрему вигляді циліндричної труби з розтрубом у нижній люються від парогазової суміші і надходять у бунчастині, камеру змішування пари з інертними гакер, і далі в холодильник, а важка фракція через зами чи продуктами згоряння палива із вхідними нижній вихід повертається в нижню частину каме 5 75936 6 ри термообробки для додаткової термообробки до Сировина у вигляді вуглецевмісного матеріалу заданих розмірів щільності. полідисперсного складу через вузол 3 завантаСукупність вищевказаних суттєвих ознак, що ження надходить у нижню циліндричну частину відрізняють заявлене технічне рішення від протокамери 2 термообробки. Водяна пара в камеру 5 типу, не виявлена в інших рішеннях і не відома з змішування подається через вхідний патрубок 22, рівня техніки при вивченні автором цієї області інертні гази N2 і СО2 - через вхідні патрубки 23 і 24 хімічної промисловості в процесі проведення павідповідно. Суміш пари й інертних газів через аетентних досліджень. Це дозволяє зробити виснородинамічний стабілізатор 6,7 і газорозподільчу вок про наявність нових істотних ознак, тобто про решітку 4 надходить у нижню частину камери 2 відповідність заявленого винаходу критерію «нотермообробки. Парогазова суміш має температуру визна». від 400°С до 1200°С і подається із швидкістю, що Проведений пошук по усіх видах необхідних і забезпечує створення фонтануючого псевдозрідоступних джерел хімічної, науково-технічної і падженого шару. Частинки полідисперсного матеріатентної інформації та аналіз рівня техніки не долу, попадаючи на газорозподільчу решітку 4, почизволив встановити залежність між приведеною нають контактувати з потоком парогазової суміші сукупністю ознак запропонованого винаходу і обувідразу ж біля її поверхні і піднімаються вверх бумовленим ними технічним результатом. Це свідльками парогазового потоку. При виході бульок чить про те, що заявлене технічне рішення не винад поверхнею псевдозрідженого шару частинки пливає з відомого рівня техніки, а отже, можна матеріалу з більш високою питомою щільністю зробити висновок про відповідність його критерію відкидаються до стінки корпусу камери термооб«винахідницький рівень». робки, уздовж стінки опускаються вниз і контактуСуть винаходу пояснюється кресленням, на ють із парогазовою сумішшю до тих пір, поки пиякому схематично зображена конструкція притома щільність частинок матеріалу не зменшиться строю у вертикальному розрізі. настільки, що вони переходять у плаваючий стан і Установка для високотемпературної обробки набувають швидкість, співрозмірну з об'ємною вуглецевих матеріалів містить сталевий циліндришвидкістю парогазового потоку. Після цього матечний корпус 1, який містить камеру 2 термообробріал перемішується у верхню циліндричну частину ки, що складається зі сполучених верхньої і нижкамери термообробки, де піддається комбінованьої частин різного діаметра, футерованих ному температурному впливу парогазової суміші і зсередини вогнетривким матеріалом. У нижній конвективно-радіаційного нагріву екрануючим частиш камери термообробки розташований шнесклепінням 8. При досягненні питомою щільністю ковий вузол 3 завантаження сировини, нижня часчастинок оброблюваного матеріалу значення, що тина корпусу 1 закінчується дифузором, що менвідповідає можливості виносу, частинки матеріалу шим діаметром спирається на газорозподільчу разом з парогазовою сумішшю залишають камеру решітку 4. Між газорозподільчою решіткою та катермообробки через вихідний патрубок 10 і потрамерою 5 змішування водяної пари з газами знахопляють через патрубок 11 у сепаратор 12, що роздиться аеродинамічний стабілізатор потоку пароділяє вуглецевий матеріал по щільності на дві газової суміші у вигляді циліндричної труби 6 з фракції: важку та легку. Важка фракція повертарозтрубом 7 у нижній частині. ється через нижній вихід 14 у нижню частину каУ торці верхньої частини циліндричного корпумери 2 термообробки на додаткову обробку до са 1 встановлене екрануюче склепіння 8 радіаційзаданої щільності, а легка фракція потоком пароного нагріву, в якому розміщені газові пальники 9. газової суміші виноситься через верхній вихід 13 в У верхній частині корпус 1 споряджений вихідним циклон 16, де вона відокремлюється від парогазопатрубком 10, сполученим із вхідним патрубком 11 вої суміші, що викидається через вихідний патрусепаратора 12 частинок вуглецевого матеріалу по бок 17 у атмосферу або утилізується відомими щільності, який має верхній і нижній виходи 13 і 14 методами. Відділені в циклоні частинки вуглецевовідповідно, причому верхній вихід сполучається із го активованого матеріалу через вихідний отвір 18 вхідним патрубком 15 циклона 16, а нижній - із надходять у бункер 19, звідки дозатором 20 поданижньою частиною камери 2 термообробки. Цикються у пристрій 21 охолодження. лон у верхній частині має вихідний патрубок 17, Як вуглецевмісна сировина можуть бути викощо сполучається із атмосферою, а знизу споряристані відходи деревини, як хвойних, так і листяджений вихідним отвором 18, через який має споних порід, зокрема тирса, стружка, шкаралупа голучення з бункером 19 збору частинок вуглецевого ріхів, кісточки слив, персиків, абрикосів, матеріалу. Через дозатор 20 бункер 19 сполучагідролізний лігнін, антрацит, різні види кам'яного і ється з пристроєм 21 для охолодження вуглецевобурого вугілля. го активованого матеріалу. Камера 5 змішування Запропонована установка для високотемпераобладнана вхідним патрубком 22 для подачі водятурної обробки вуглецьмістких матеріалів на відміної пари і патрубками 23, 24 для введення інертну від відомих дозволяє одержувати вуглецевий них газів N2 і СО2 відповідно. Патрубок 17 служить активований матеріал з однаковою питомою щільдля викиду в атмосферу відпрацьованої парогазоністю та однаковими фізико-хімічними та сорбційвої суміші. Готовий продукт поступає в холодильними властивостями у всьому об'ємі матеріалу та ник 21. Як футерівка може бути використаний вогна протязі всього технологічного процесу одернетривкий матеріал з температурною стійкістю в жання заданого матеріалу із частинок вуглецевмімежах 1400-1600°С. сної сировини з широким інтервалом полідисперсУстановка високотемпературної обробки вугності. Крім того, збільшена продуктивність лецевмісних матеріалів працює в такий спосіб. установки при енергетичних витратах на 20-30% 7 75936 8 менших, ніж при традиційних технологіях й устат«Наукова думка», 1983г., 106с. куванні. 4. Махорин К.Е., Глухоманюк A.M. "Получение Джерела використаної інформації: углеродных сорбентов в кипящем слое," Киев, 1. А.с. СРСР №1432002, кл. С01В31/08, С01В3/00, «Наукова думка», 1983г., с.64. бюл. №39 за 1988р. 5. Заявка на винахід №20021210722 від 28.12.02, 2. А.с.. СРСР №1421691, кл. С01В31/02, бюл. №33 рішення Укрпатенту про видачу деклараційного за 1988р. патенту від 14 жовтня 2003р. - прототип., (Декла3. Махорин К.Е., Глухоманюк A.M. "Получение раційний патент на винахід №62149 А). углеродных сорбентов в кипящем слое," Киев, Комп’ютерна верстка О. Гапоненко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601