Устройство для регенерации активного гранулированного угля, используемого для очистки сахаросодержащих растворов

 

Изобретение относится к области термической регенерации активного угля с использованием электротермического нагрева. Может быть применено в крахмалопаточной и сахарной отраслях промышленности для регенерации отработанного гранулированного угля, используемого при адсорбционной очистке сахарных растворов. Устройство состоит из загрузочного бункера, неподвижного и подвижного электродов, размещенных один в другом с образованием зоны регенерации, средства для выгрузки отрегенерированного угля, средства для отвода газов из зоны регенерации и средства для выдерживания раскаленного угля и удаления остаточных газов. Неподвижный электрод выполнен в форме цилиндра с углублением внутри в виде воронки. Подвижный электрод выполнен в виде конуса, размещенного в неподвижном электроде с зазором между ними. Подвижный электрод выполнен в виде конуса, размещенного в неподвижном электроде с зазором между ними. Подвижный электрод имеет возможность перемещения в вертикальной плоскости вдоль оси. Средство для отвода газа из зоны регенерации представляет собой камеру, размещенную в нижней части бункера и отделенную от полости бункера и зоны регенерации перегородкой с отверстиями. Над перегородкой установлен направляющий козырек. При этом перегородка расположена с зазором относительно неподвижного электрода для прохода газов. Под электродами размещено средство для выдерживания отрегенерированного угля и удаления остаточных газов, состоящее из камеры и размещенной внутри нее с образованием кольцевого зазора перфорированной трубы для угля. Изобретение обеспечивает отвод газов, образующихся при регенерации, и повышает эффективность восстановления адсорбционных свойств гранулированного угля. 1 ил.

Изобретение относится к области термической регенерации активного угля с использованием электротермического нагрева. Может быть применено в крахмалопаточной и сахарной отраслях промышленности для регенерации отработанного гранулированного угля, используемого при адсорбционной очистке сахарных растворов.

Известно устройство для регенерации активного гранулированного угля /SU № 1279112, 27.12.84/, содержащее вертикальную шахту, два электрода, расположенные параллельно на боковых поверхностях шахты, загрузочный бункер и средство для выгрузки отрегенерированного угля. Один из электродов выполнен с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном поверхности второго электрода для обеспечения надежного контакта между гранулами угля при пропускании электрического тока. Участок шахты, расположенный выше электродов на расстоянии 1...2 длины электрода, выполнен перфорированным для отвода газов, образовавшихся при регенерации.

Недостатком этого устройства является низкая производительность, обусловленная большим электрическим сопротивлением, создаваемым объемом угля между электродами и соответственно невозможностью увеличения силы тока, пропускаемого через порцию регенерируемого угля. Увеличение объема порции регенерируемого угля вызывает необходимость увеличения расстояния между электродами, что приводит к необходимости увеличения силы тока, а также падению эффективности процесса регенерации или увеличению площади электродов, что приводит к усложнению обеспечения равномерного сжатия всего объема регенерируемого угля.

Кроме этого, при перемещении подвижного электрода в направлении, перпендикулярном его поверхности, образуется зазор между подвижным электродом и стенкой шахты, который заполняют гранулы угля и препятствуют перемещению электрода в обратном направлении.

Также недостатком устройства является сложность отвода газов, образующихся при регенерации, из зоны нагрева вследствие большого сопротивления слоя угля в шахте.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для регенерации активного гранулированного угля /SU № 1418961, 12.12.86/, содержащее бункер, подвижный и неподвижный электроды, размещенные один в другом с образованием зоны регенерации, средство для отвода газа из зоны регенерации и средство для выгрузки отрегенерированного угля.

Недостатком устройства является неполный отвод газов, образующихся при регенерации, вследствие быстрого забивания отверстий перфорированной перегородки в средстве для отвода газов на подвижном электроде. Так как гранулы угля имеют определенную влажность перед входом в зону нагрева, то в результате прогрева угля осуществляется интенсивное выделение водяного пара. Водяные пары перемещаются в направлении, противоположном движению угля, и увеличивают влажность угля. При этом подвижность угля снижается. Кроме этого, из зоны нагрева при температуре 800...850°С интенсивно выделяются продукты сгорания органических веществ, адсорбируемые порами угля. Водяной пар и продукты сгорания смешиваются в нижней части бункера и образуют вязкую смолистую густую жидкость, которая способствует образованию агломератов из гранул угля. Образовавшиеся агломераты препятствуют продвижению гранул угля в межэлектродное пространство, что приводит к снижению эффективности регенерации.

Технический результат изобретения заключается в улучшении отвода газов, образующихся при регенерации. Этот технический результат достигается тем, что средство для отвода газа из зоны регенерации представляет собой камеру, размещенную в нижней части бункера, отделенную от полости бункера и зоны регенерации перегородкой с отверстиями, над которой установлен направляющий козырек. Перегородка расположена с зазором относительно неподвижного электрода для прохода газов. Под электродами размещено средство для выдерживания отрегенерированного угля и удаления остаточных газов, состоящее из камеры и размещенной внутри нее с образованием кольцевого зазора перфорированной трубы для угля.

Изобретение поясняется чертежом, на котором схематично изображено устройство для регенерации активного гранулированного угля в продольном разрезе.

Устройство состоит из загрузочного бункера 1, неподвижного 2 и подвижного 3 электродов, размещенных один в другом с образованием зоны регенерации, средства 4 для выгрузки отрегенерированного угля, средства 5 для отвода газов из зоны регенерации и средства 6 для выдерживания раскаленного угля и удаления остаточных газов. Один электрод 2 - неподвижный выполнен в форме цилиндра с углублением внутри в форме воронки, а второй 3 - подвижный - в форме конуса, размещенный в неподвижном электроде с зазором между ними 20-60 мм. Угол при вершине конуса равен углу между образующими воронки и составляет 30-90°, предпочтительнее 60°. Подвижный электрод имеет возможность перемещения в вертикальном направлении вдоль оси регенератора при помощи механизма, который на чертеже не указан.

В нижней части бункера размещена кольцевая камера 5, являющаяся средством для отвода газов из зоны регенерации. Кольцевая камера ограничена цилиндрической обечайкой, приваренной к коническому бункеру и кольцу, устанавливаемому на неподвижный электрод, и вставной съемной конической перегородкой с отверстиями, над которой установлен направляющий козырек для отвода газообразных продуктов сгорания. Причем угол между образующими конической перегородки с отверстиями и направляющим козырьком составляет не более 15°. Образующая конической перегородки параллельна образующей воронки неподвижного электрода и устанавливается с зазором между электродом и перегородкой 5-10 мм.

Неподвижный электрод, который в нижней части воронки имеет отверстие, установлен на специальную камеру 6, являющуюся средством для выдерживания и удаления остаточных газов, выполненную из токонепроводящего и огнеупорного материала. В этой камере установлена перфорированная труба, в которую поступает раскаленный уголь. Между перфорированной трубой и огнеупорной камерой образуется кольцевой зазор для приема продуктов сгорания с последующим удалением их за пределы устройства для регенерации. Объем перфорированной трубы составляет 3-5 объемов зоны регенерации. Средство для выдерживания предназначено для окончательного удаления из угля продуктов сгорания, образующихся в результате электротермического нагрева в зоне регенерации, а также для равномерного прогрева всей массы угля в случае попадания в нее угля, не достигшего температуры регенерации.

Средство для выгрузки отрегенерированного угля представляет собой шибер, который перемещается в горизонтальной плоскости при помощи механизма, который на чертеже не указан.

Устройство работает следующим образом. Отработанный гранулированный уголь влажностью не более 5% подают в загрузочный бункер 1 и заполняют зону регенерации и средство для выдерживания отрегенерированного угля и удаления остаточных газов. После полного заполнения устройства углем подвижный электрод 3 под действием силы тяжести опускается и уплотняет порцию угля, находящуюся между поверхностями электродов с целью обеспечения надежного электрического контакта, а затем на электроды 2, 3 подают переменный электрический ток напряжением до 42 В, величина силы тока находится в пределах 800-1200 А. В результате прохождения тока через слой угля происходит его нагрев до температуры 800-850°С. При достижении этой температуры подвижный электрод 3 поднимают в исходное положение и одновременно открывают средство 4 для выгрузки, порцию угля выводят из устройства для регенерации, а свежая - заполняет межэлектродное пространство. Подвижный электрод 3 опускается, и цикл регенерации повторяется. Образовавшиеся газы и пары удаляют через средство 5 для отвода газов. Эффективность восстановления адсорбционных свойств гранулированного угля достигается за счет предотвращения попадания газов в слой угля перед зоной регенерации.

После зоны регенерации раскаленный гранулированный уголь через отверстие в неподвижном электроде попадает в средство 6 для выдерживания и удаления остаточных газов. В указанном средстве осуществляется окончательное удаление продуктов сгорания, что способствует повышению эффективности восстановления адсорбционных свойств гранулированного угля.

Формула изобретения

Устройство для регенерации активного гранулированного угля, используемого для очистки сахаросодержащих растворов, включающее бункер, подвижный и неподвижный электроды, размещенные один в другом с образованием зоны регенерации, средство для отвода газа из зоны регенерации и средство для выгрузки отрегенерированного угля, отличающееся тем, что средство для отвода газа из зоны регенерации представляет собой камеру, размещенную в нижней части бункера, отделенную от полости бункера и зоны регенерации перегородкой с отверстиями, над которой установлен направляющий козырек, при этом перегородка расположена с зазором относительно неподвижного электрода для прохода газов, причем под электродами размещено средство для выдерживания отрегенерированного угля и удаления остаточных газов, состоящее из камеры и размещенной внутри нее с образованием кольцевого зазора перфорированной трубой для угля.

РИСУНКИ

Рисунок 1