Научная статья на тему 'МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЗОНЫ АКТИВАЦИИ В УСТАНОВКЕ ПРОИЗВОДСТВА АКТИВИРОВАННОГО УГЛЯ'

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЗОНЫ АКТИВАЦИИ В УСТАНОВКЕ ПРОИЗВОДСТВА АКТИВИРОВАННОГО УГЛЯ Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
145
33
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОРГАНИЧЕСКИЕ ОТХОДЫ / АКТИВИРОВАННЫЙ УГОЛЬ / ШАХТНЫЙ АППАРАТ / АКТИВАЦИЯ УГЛЯ ВОДЯНЫМ ПЕРЕГРЕТЫМ ПАРОМ / ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОС / ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ / РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Сафин Рушан Гареевич, Зиатдинов Радис Решидович, Сотников Виктор Георгиевич, Рябушкин Дмитрий Георгиевич

Для энерго- и ресурсосберегающей непрерывно действующей установки производства активированного угля разработана зона активации угля перегретым паром, получаемым в процессе охлаждения угля и топочных газов. Вода для создания пара сепарируется в результате массообменных процессов, происходящих в установке производства активированного угля. Разработана инженерная методика расчета камеры активации шахтного типа, применяемой для дисперсных частиц. Представлена математическая модель процесса активации, по которой определяется продолжительность процесса активации угля. По начальной производительности угля рассчитаны количественные характеристики перегретого пара. Даны соотношения для расчета геометрических размеров камеры активации в установке производства активированного угля. Представлен алгоритм расчета камеры активации. Получены кинетические кривые температуры активации угля, полученных из опилок, стружек и щепы. Приведена зависимость изменения удельной массы угля из щепы по высоте камеры активации. Анализ результатов моделирования показал, что на режимы процесса активации значительное влияние оказывает вид отходов для получения угля. Представлен расчет камеры активации угля для установки производства активированного угля.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Сафин Рушан Гареевич, Зиатдинов Радис Решидович, Сотников Виктор Георгиевич, Рябушкин Дмитрий Георгиевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

METHOD FOR CALCULATING THE ACTIVATION ZONE IN AN ACTIVATED CARBON PRODUCTION UNIT

For the energy- and resource-saving continuously operating unit for the production of activated carbon, a zone has been developed for the activation of coal by superheated steam obtained in the process of cooling coal and flue gases. Water to create steam is separated as a result of mass transfer processes occurring in the activated carbon production unit. An engineering method has been developed for calculating a shaft-type activation chamber used for dispersed particles. A mathematical model of the activation process is presented, according to which the duration of the coal activation process is determined. The quantitative characteristics of the superheated steam have been calculated from the initial coal productivity. Relationships are given for calculating the geometric dimensions of the activation chamber in an activated carbon production unit. An algorithm for calculating the activation chamber is presented. Kinetic curves of activation temperature of coal obtained from sawdust, shavings and wood chips were obtained. The dependence of the change in the specific mass of coal from chips along the height of the activation chamber is presented. Analysis of the simulation results showed that the modes of the activation process are significantly influenced by the type of waste for coal production. The calculation of the carbon activation chamber for the activated carbon production unit is presented.

Текст научной работы на тему «МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЗОНЫ АКТИВАЦИИ В УСТАНОВКЕ ПРОИЗВОДСТВА АКТИВИРОВАННОГО УГЛЯ»

ISSN 1560-3644 ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ РЕГИОН._ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ. 2021. № 4

ISSN 1560-3644 UNIVERSITY NEWS. NORTH-CAUCASIAN REGION. TECHNICAL SCIENCE. 2021. No 4

Научная статья УДК 62-173; 674.8

doi: 10.17213/1560-3644-2021-4-43-50

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЗОНЫ АКТИВАЦИИ В УСТАНОВКЕ ПРОИЗВОДСТВА АКТИВИРОВАННОГО УГЛЯ

Р.Г. Сафин, Р.Р. Зиатдинов, В.Г. Сотников, Д.Г. Рябушкин

Казанский национальный исследовательский технологический университет, г. Казань, Россия

Аннотация. Для энерго- и ресурсосберегающей непрерывно действующей установки производства активированного угля разработана зона активации угля перегретым паром, получаемым в процессе охлаждения угля и топочных газов. Вода для создания пара сепарируется в результате массообменных процессов, происходящих в установке производства активированного угля.

Разработана инженерная методика расчета камеры активации шахтного типа, применяемой для дисперсных частиц. Представлена математическая модель процесса активации, по которой определяется продолжительность процесса активации угля. По начальной производительности угля рассчитаны количественные характеристики перегретого пара. Даны соотношения для расчета геометрических размеров камеры активации в установке производства активированного угля. Представлен алгоритм расчета камеры активации. Получены кинетические кривые температуры активации угля, полученных из опилок, стружек и щепы. Приведена зависимость изменения удельной массы угля из щепы по высоте камеры активации. Анализ результатов моделирования показал, что на режимы процесса активации значительное влияние оказывает вид отходов для получения угля. Представлен расчет камеры активации угля для установки производства активированного угля.

Ключевые слова: органические отходы, активированный уголь, шахтный аппарат, активация угля водяным перегретым паром, тепломассоперенос, энергосбережение, ресурсосбережение

Для цитирования: Сафин Р.Г., Зиатдинов Р.Р., Сотников В.Г., Рябушкин Д.Г. Методика расчета зоны активации в установке производства активированного угля // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2021. №4. С. 43 - 50. http://dx.doi.org/10.17213/1560-3644-2021-4-43-50

Original article

METHOD FOR CALCULATING THE ACTIVATION ZONE IN AN ACTIVATED CARBON PRODUCTION UNIT

R.G. Safin, R.R. Ziatdinov, V.G. Sotnikov, D.G. Ryabushkin

Kazan National Research Technological University, Kazan, Russia

Abstract. For the energy- and resource-saving continuously operating unit for the production of activated carbon, a zone has been developed for the activation of coal by superheated steam obtained in the process of cooling coal and flue gases. Water to create steam is separated as a result of mass transfer processes occurring in the activated carbon production unit.

An engineering method has been developed for calculating a shaft-type activation chamber used for dispersed particles. A mathematical model of the activation process is presented, according to which the duration of the coal activation process is determined. The quantitative characteristics of the superheated steam have been calculated from the initial coal productivity. Relationships are given for calculating the geometric dimensions of the activation chamber in an activated carbon production unit. An algorithm for calculating the activation chamber is presented. Kinetic curves of activation temperature of coal obtained from sawdust, shavings and wood chips were obtained. The dependence of the change in the specific mass of coal from chips along the height of the activation chamber is presented. Analysis of the simulation results showed that the modes of the activation process are significantly influenced by the type of waste for coal production. The calculation of the carbon activation chamber for the activated carbon production unit is presented.

Keywords: organic waste, activated carbon, mine apparatus, activation of coal by superheated water steam, heat and mass transfer, energy saving, resource saving

For citation: Safin R.G., Ziatdinov R.R., Sotnikov V.G., Ryabushkin D.G. (2021) Method for calculating the activation zone in an activated carbon production unit. University News. North-Caucasian Region. Technical Sciences, 2021, no. 4, рp. 43 - 50. http://dx.doi.org/10.17213/1560-3644-2021-4-43-50

© Сафин Р.Г., Зиатдинов Р.Р., Сотников В.Г., Рябушкин Д.Г., 2021

43

ISSN 1560-3644 UNIVERSITY NEWS. NORTH-CAUCASIAN REGION.

TECHNICAL SCIENCE.

2021. No 4

Введение

В России уровень переработки отходов довольно низок. Каждый год скапливаются миллионы тонн отходов сельского хозяйства и лесной промышленности, но переработке подвергается лишь 15 - 20 % от общего объема. Основным методом переработки отходов является сжигание. Данный метод малопродуктивен и вреден для экологии. Есть современные методы переработки органических отходов. Один из таких методов - это пирогенетическое разложение или пиролиз. Данный метод безопасен для окружающей среды и имеет высокий выход конечной продукции. Отходы, подвергаемые пиролизу, разлагаются на твердый углеродистый остаток и пиролизные газы. Углеродистый остаток - это уголь, из которого можно получить отличный адсорбент с высокой поглотительной способностью. Процесс, в результате которого уголь значительно улучшает свои адсорбционные свойства, называется активацией. Существует два вида активации - активация водяным нагретым паром и химическая активация. Последняя обеспечивает более высокий выход угля, но имеет большой недостаток, а именно необходимость промывания угля от химических реагентов, что ведет к образованию большого количества сточных вод. Активация водяным паром позволяет получить достаточный выход активированного угля без вреда экологии [1 - 4].

На кафедре переработки древесных материалов Казанского национального исследовательского технологического университета была разработана энерго- и ресурсосберегающая непрерывно действующая установка, предназначенная для производства активированного угля [5 - 10]. Установка работает по принципу кон-дуктивного пиролиза с последующей активацией угля. Активация - сложный процесс, требующий учета множества факторов.

В связи с этим поставлена задача - разработка инженерной методики расчета камеры активации угля водяным перегретым паром.

Материалы и методы исследования

Непрерывнодействующая энерго- и ресурсосберегающая установка для производства активированного угля (рис. 1) представляет собой вертикальную реторту, в которой за счет действия гравитационных сил происходит движение органических отходов из накопителя 1 через шлюзовые питатели 2 в зоны сушки 3, пиролиза 4, активации 5, охлаждения 7 с превращением их в

активированный уголь. Движение парогазовой смеси происходит через рекуперативный теплообменник 6, систему сепарации 8 и адсорбер 9. Измельчение отходов осуществляется в подготовительной зоне 10 [11].

Рис. 1. Установка для производства активированного угля: 1 - накопитель; 2 - питатель шлюзовый; 3 - зона сушки; 4 - зона пиролиза; 5 - зона активации; 6 - рекуперативный теплообменник; 7 - зона охлаждения;

8 - сепаратор; 9 - система газоочистки; 10 - зона подготовки / Fig. 1. Installation for the production of activated carbon: 1 - storage; 2 - sluice feeder; 3 - drying zone; 4 - pyrolysis zone; 5 - activation zone; 6 - recuperative heat exchanger; 7 - cooling zone; 8 - separator;

9 - gas cleaning system; 10 - preparation area

Сырьем для производства активированного угля служат: древесные отходы хвойных и лиственных пород, такие как опилки, стружка, мусорная древесина, предварительно измельченная до состояния щепы, а также скорлупа грецкого ореха, косточки абрикоса, лузга подсолнечника, характеризующиеся высоким содержанием целлюлозы, гемицеллюлозы, лигнина.

Конечный продукт - это активированный уголь с частицами от 2 до 5 мм, качественно соответствует ГОСТ 6217-74.

Зона активации угля представлена на рис. 2. Уголь с начальной температурой Ту через роторный питатель подается в камеру активации угля и опускается вниз со скоростью Wу. Навстречу углю в режиме противотока движется перегретый водяной пар с температурой Тпг и скоростью wnr.

Камера активации - это шахтный аппарат. Подача пара в камеру происходит через коллектор подачи пара. Данная конструкция камеры

ISSN 1560-3644 UNIVERSITY NEWS. NORTH-CAUCASIAN REGION.

TECHNICAL SCIENCE.

2021. No 4

позволит эффективно обработать весь объем угля Уу перегретым паром. Размеры камеры активации определяются скоростью тепломассоб-менных процессов, осложненных химическими реакциями активации.

А-А

Wnni

Wy (.тун Ту,

Н

ПП Wnn2

Wnn Тпп

Wnn3 h 1

у ( m

Рга1

ГА

РгАср Тга

АУ

тук Тук

Рис. 3. Схема взаимодействия потоков угля и перегретого пара в аппарате шахтного типа / Fig. 3. Scheme of interaction of coal and superheated steam flows in a mine-type apparatus

Плотность газов активации рга это сумма потоков газов активации ргАи, деленное на их число:

Р ГА =

I рГА

г=1

Рабочую высоту шахтного можно определить суммой всех слоев угля Нт в шахтном аппарате:

Н = п ■ Ит.

аппарата H одномерных

Время активации та определяется решением системы дифференциальных уравнений теп-ломассопереноса в угле и перегретом паре. Для одномерного слоя уравнение тепломассоперено-са можно записать соотношениями [12 - 14]:

dT, T (

WyPyCy ■

dh

А

Рис. 2. Камера активации угля перегретым водяным паром / Fig. 2. Chamber for activation of coal with superheated steam

Данный тип аппарата имеет простую конструкцию и высокую эффективность по сравнению с печами барабанного типа, активация проводится перегретым паром, полученным в результате охлаждения конечного продукта и отработанных топочных газов. Это позволяет сократить энергозатраты. При пиролизе происходит интенсивный массообмен, отходы теряют до двух третей массы, но объем сырья практически не уменьшается, поэтому можно сделать допущение, что

Vy = ку Уо,

где ку - коэффициент усадки насыпного слоя угля после пиролиза (0,7 - 0,8).

В аппаратах шахтного типа взаимодействие угля и пара происходит в перекрестном режиме (рис. 3).

y

dh -пРПcn■

h

dTy_ ^ dh

dT

П

dh

Xp+ - Ty); (i) (2)

= -а(ТП - Ty X

где ру - насыпная плотность слоя угля, кг/м3; Ру = ту / Уу; ту - масса угля, кг; Су - теплоемкость угля, Дж/(кг-К); ^у - эффективный коэффициент теплопроводности слоя угля, Вт/(м-К), зависит от порозности слоя, температуры, скорости движения биомассы в зоне пиролиза, его значение определяется экспериментальным путем; ^хр - сток (приток) тепла за счет химических реакций, Дж/(м2-с),

дхр = #о(- ка Ру).

Изменение плотности угля и газов активации можно записать соотношениями:

ф

ъ = -к р ; (3)

у дк а У

dpn , -П dpn = ~kа pn ;

dprA

W= kа Рга ' dh а

(4)

(5)

где ка - константа скорости химических реакций активации угля.

Решение дифференциальных уравнений (1) - (5) происходит при краевых условиях, записанных в соответствии со схемой взаимодействия потоков угля и перегретого пара (см. рис. 3). Температура и плотность угля на входе в зону активации соответствуют параметрам протекающего пиролиза:

Ту \к=Н = ТуН , Р у \и=Н = Р уН .

n

n

ISSN 1560-3644 UNIVERSITY NEWS. NORTH-CAUCASIAN REGION.

TECHNICAL SCIENCE.

2021. No 4

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Начальная температура перегретого пара задается в пределах 600 - 950 оС, т.е. приравнивается к температуре топочных газов Ттг, проходящих через рекуперативный теплообменник:

Тп\к=0 = ТТГ ■

Скорость пара ^тг должна быть меньше скорости витания частиц Wв, м/с. Для частиц толщиной от 0,4 мм и более можно пользоваться при определении скорости витания формулой С.Н. Святкова [14]:

wB = 0,14

Рн

0,02 -

• Рт

где ф - коэффициент формы частицы, для древесных угольных частиц 1,1; к - толщина частицы, м [14].

Скорость движения перегретого пара определяется удельным расходом пара для активации, временем активации и количеством коробов, подсоединенных к коллектору подачи пара. При этом должно выполнятся условие:

Wп < kw • Wв,

где kw - коэффициент скорости пара (0,8 - 0,9).

Определение диаметра загрузочного отверстия Ок, м, камеры активации сводится к экспериментальному нахождению диаметра сводо-образования Осв, м, с учетом коэффициента, отражающего способность материала к сводообра-зованию ксв (1,1 - 1,3):

Ок = О св^ ксв.

Для аппарата шахтного типа определяется живое сечение всех коробов ХЕс, м2, по которым подводятся пар и отводятся газы активации:

ХЕс= (Втгк)^ тг .

Короб теплоносителя имеет треугольную форму. Его высота ¿2, м, определяется по формуле

Ь2 = 1/2Ь • ctga,

где Ь\ - заданная ширина короба теплоносителя, м; угол естественного откоса угля а получаем экспериментально.

Сечение короба теплоносителя Ес, м2, находим из соотношения

Е = 1/2Ь1 • Ь2 = 1/2Ь12 • с^а

Число подводящих коробов п определяется

как

Для равномерного распределения перегретого пара по камере активации сумма живых сечений коробов подвода теплоносителя ХЕ должна быть меньше сечения патрубка подвода теплоносителя Е, м2, т. е. должно выполняться условие

п

Р = 1 Р • ка,

г

где кп - коэффициент избыточного давления в коробе подвода перегретого пара (1,1 - 1,2).

Расстояние между коробами в одном ряду к1, м, определяется суммой диаметра загрузочного отверстия Ок и ширины короба Ь1:

к:= Ок+ Ь\.

Сопротивление слоя древесного угля Арсл, Па, рассчитывается по уравнению Эргана:

" Еу )2 ПГ , АРсл = I50-Г---V" • Нш +

е.

+1,75 • ^ • WnrPnr hm.

е

d

у

Расстояние между рядами коробов к2, м, находится по формуле

к2 = АРл. ■

Рп Ч

Шахтные аппараты имеют квадратное либо прямоугольное сечение. Выберем прямоугольное сечение, тогда длину короба теплоносителя I, м, рассчитаем по формуле

I = кгХМ,

где кг - коэффициент длины короба (0,3 - 0,6).

Сечение рабочей зоны камеры активации 5", м2, определяется произведением суммы расстояний между коробами к1 и длины короба г:

5 = г •хМ.

Объем всех коробов подвода и отвода

п

IУк , м3, находится по соотношению

г

I V = 1 Рк • I • К,

г г

п

где I Рк - сумма сечений коробов подвода и

г

отвода, м3; ке - коэффициент запаса.

n = YFC /Fe.

ISSN 1560-3644 UNIVERSITY NEWS. NORTH-CAUCASIAN REGION.

TECHNICAL SCIENCE.

2021. No 4

Рабочий объем камеры активации Уо, м3, есть сумма объема всех коробов теплоносителя

п

IV , м3, и объема угля Ун:

г

п

V =!/к + V ■

г

По известному объему камеры активации

V о и ее сечению 5, найдем рабочую высоту камеры активации Н, м:

Н = Уо / 5.

Число рядов коробов г округляется до ближайшего четного значения:

г = Н / к2.

Корпус камеры активации следует изготовить из жаростойкой стали 15Х25Т или другой хромистой стали ферритного класса, поскольку камера работает при высоких температурах до 1000оС.

Камера активации представляет из себя прямоугольный резервуар без ребер жесткости, в котором постоянно находится определенный объем угля. Определение толщины стенок 5, м, камеры сушки ведется по уравнению [15]:

5 = a •

k • b • c

2 •[*]

+ kc,

где а - короткая сторона стенки, м; Ь - длинная сторона стенки, м; с - высота аппарата, м; [а] -допускаемое напряжение, Н/м2; кс - прибавка на коррозию; к - коэффициент формы резервуара (0,1 - 0,2).

Производительность шлюзового питателя Qп, кг/ч, рассчитывается из соотношения

Qп = Ву / ру.

На рис. 4 представлен алгоритм расчета зоны активации.

В первом блоке алгоритма вводятся исходные данные, необходимые для моделирования процесса активации. Во втором блоке приводится моделирование процесса активации угля. В третьем блоке рассчитываются количественные параметры по сырью и перегретому пару. В четвертом блоке ведется расчет геометрических параметров камеры активации.

Разработанный алгоритм позволяет рассчитывать зону активации, выполненную в виде шахтного аппарата.

Рис. 4. Алгоритм расчета зоны активации / Fig. 4. Algorithm for calculating the activation zone

Результаты моделирования

Расчет конструктивных параметров зоны активации в непрерывно действующей установке проводился для древесного угля, полученного из отходов лиственницы.

На рис. 5 представлены кривая плотности угля по высоте камеры активации.

По зависимости видно, что при продвижении угля по зоне активации его плотность падает более чем в два раза, это связано с химическими реакциями активации. Наиболее интенсивно реакции протекают в средней секции; в угле, который проходит через нижнюю секцию, плотность меняется незначительно.

ISSN 1560-3644 UNIVERSITY NEWS. NORTH-CAUCASIAN REGION.

TECHNICAL SCIENCE.

2021. No 4

Рис. 5. Зависимость плотности угля по высоте камеры активации (верхняя секция - 1; средняя секция - 2; нижняя секция - 3) / Fig. 5. Dependence of the density of coal along the height of the activation chamber (upper section - 1; middle section - 2; lower section - 3)

На рис. 6 показаны кривые плотности пара и газов активации в сечениях трёх секций камеры активации в зависимости от толщины слоя угля.

рП, кг/м3 0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

2

х 1 ГА 3

С

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

3 П 2

выходе из третьей секции количество газов активации меньше, а плотность пара увеличивается в сравнении с таковой в средней секции.

Из анализа представленных соотношений и зависимостей видно, что конструктивные размеры камеры активации сильно зависят от производительности по углю в пиролизной зоне, в то время как сам процесс активации зависит от толщины слоя в ярусах и температуры процесса активации.

По полученным данным рассчитана зона активации, предназначенная для активирования угля, полученного путем пиролизации древесной щепы (рис. 7).

200

& А А:: а

д ^л ь д д À

0 50 100 150 200 250 hj, мм

Рис. 6. Зависимость плотностей пара и газов активации в камере активации от толщины слоя угля (верхняя секция - 1; средняя секция - 2; нижняя секция - 3)

/ Fig. 6. Dependence of the densities of steam and activation gases in the activation chamber on the thickness of the coal layer (upper section - 1; middle section - 2; lower section - 3)

Как видно из рис. 6, в верхней секции идет прогрев угля, поэтому скорость реакции активации невысокая. Это отмечается высокой плотностью пара и низкой плотностью газов активации на выходе из верхней секции. В средней секции уголь достаточно прогрет, концентрация веществ, удаляемых из микропор угля, максимальная, о чём свидетельствует низкая концентрация паров и высокая - газов активации. В нижней секции микропоры угля открылись, удалились оставшиеся части реагирующих компонентов, поэтому на

835

Рис. 7. Камера активации (размеры даны в мм, *- размеры для справки) / Fig. 7 Activation chamber (dimensions are in mm, * - dimensions for reference)

Итоговые данные для расчета:

Уо = 0,332 м3 - объем древесного угля в зоне пиролиза.

Насыпная плотность древесного угля Ру =84 кг/м3.

Угол естественного откоса для угля а = 45°.

Насыпная плотность активированного угля Рау = 42 кг/м3.

Плотность перегретого пара 900 оС Рп = 0,1 кг/м3.

Результаты расчета:

Объемная производительность по потребляемой влаге для активации угля ВтгУ = 0,14 м3/с.

Скорость движения пара через короб подвода пара ^тг = 10,4 м/с.

Диаметр загрузочного отверстия Он = 0,2 м.

Сечение короба пара К = 0,006 м2.

ISSN 1560-3644 UNIVERSITY NEWS. NORTH-CAUCASIAN REGION.

Число подводящих коробов п = 9.

Диаметр патрубка подвода пара Ое = 0,30 м.

Расстояние между коробами в одном ряду М = 0,275 м.

Расстояние между рядами коробов к2 = 0,2 м.

Высота рабочей части камеры активации Н=1 м.

По известному объему найдем рабочую ширину камеры активации (длина короба теплоносителя) г = 0,3 м, рабочий объем камеры активации Уо = 0,295 м3.

Число рядов коробов г = 6 по 3 ряда подвода и отвода, число коробов в одном ряду 3, толщина стенки камеры активации 5 = 0,005 м.

Заключение

В результате исследований разработана инженерная методика расчета зоны активации для непрерывно действующей установки производства активированного угля. Данная методика позволяет решить конструкторское оформление и размеры промышленной установки в зависимости от производительности, вида сырья и его характеристик.

Разработанная конструкция камеры активации позволяет с большей эффективностью активировать угли благодаря разделению потоков перегретого пара, а движение угля сверху вниз обеспечивает смешанный противоточный и перекрестный режим обработки древесного угля. Построенные зависимости позволяют анализировать процессы, протекающие в зоне активации.

Приведенные размеры расчета могут быть использованы при проектировании аппаратов большей производительности.

Активированный уголь, полученный в зоне активации, установки производства активированного угля из измельченных органических отходов, соответствует марке ДАК и БАУ-МФ по ГОСТ 6217-74. Данный уголь может применяться в качестве адсорбента в фильтровальных установках и для очистки парового конденсата от различных примесей.

TECHNICAL SCIENCE. 2021. No 4

Список источников

1. Юрьев Ю.Л., Орлов В.П., Панюта С.А., Штеба Т.В. Проблемы аппаратурного оформления процессов переработки измельченной древисины в активные угли // Лесной журнал. 2000. № 5-6. С. 52 - 57.

2. Богданович Н.И. Адсорбенты из отходов лесопромышленных предприятий для решения экологических проблем // Лесной журнал. 1997. № 4. С. 92 -96.

3. МухинВ.М., Курилкин А.А., ВоропаеваН.Л., ЛексюковаК.В., Учанов П.В. Место активных углей в экологии и экономике, новые техологии их производства // Сорбционные и хрома-тографические процессы 2016. Т. 16, № 3. С. 346 - 353.

4. Зиатдинов Р.Р., Сафин Р.Г., Степанова Т.О., Зиатдино-ва Д.Ф., Ахметова Д.А., Терехин Н.М. Непрерывно действующая установка переработки древесных отходов в активированный уголь // Деревообрабатывающая промышленность. 2019. № 4. С. 90 - 98.

5. Сафин Р.Г., Степанова Т.О., Зиатдинов Р.Р., Рябушкин Д.Г., Петров В.И., Сотников В.Г. Конструктивный расчет пи-ролизной зоны установки производства активированного угля // Деревообрабатывающая промышленность. 2020. №3. С. 45 - 55.

6. Timerbaev N.F., Safin R.G., Mazarov I.Yu., Stepanova T.O. Thermochemical processing of organic waste // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. 643 p.

7. Safin, R.G., ProsvirnikovD.V., Stepanova T.O. Processing of Renewable Wood Biomass into Thermally Modified Pellets with Increased Combustion Value // Proceedings of the 5th international Conference on Industrial Engineering Lecture Notes in Mechanical Engineering. 2020. 387 p.

8. Патент РФ № 2694347, 11.07.201МПК С 10 B 53/00. Способ получения активированного угля.

9. Сафин Р.Г., Зиатдинов Р.Р., Сотников В.Г., Рябушкин Д.Г., Гумеров Д.Р. Моделирование процесса измельчения и транспортирования органических отходов в установке производства активированного угля // Системы. Методы. Технологии. 2021. № 2(50). С. 152 - 157.

10. Сафин Р.Г. [и др.] Технологические процессы и оборудование деревообрабатывающих производств: учебник; 4-е изд., испр. и перераб. СПб.: Лань. 2020. 752 с.

11. Тимербаев Н.Ф., Сафин Р.Г., Садртдинов А.Р., Хисамее-ва А.Р. Моделирование процесса прямоточной газификации древесных отходов // Вестн. Казанского технологического ун-та. 2011. № 7. С. 75 - 79.

12. Tuntsev D.V. The mathematical model of fast pyrolysis of wood waste // Conf. on Mechanical Engineering, Automation and Control Systems (MEACS) 2015. Р 1 - 4.

13. Timerbaev N.F. Modeling of the process of energy-technological treatment of wood waste by method of direct-flow gasification // Journal of Engineering and Applied Sciences. 2014. 9(5). Р. 141 - 146.

14. Кузнецов В.С., Денисов С.В. Пневмотранспорт деревообрабатывающих предприятий. Внешние пневмотранспорт-ные установки: учеб. пособие. Братск: БрГУ. 2007. 67 с.

15. Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. М.: Машиностроение, 1970. 752 с.

References

1. Yuryev Yu.L., Orlov V.P., Panyuta S.A., Shteba T.V. (2000) Problems of hardware design of the processes of processing crushed wood into active coals. Lesnoy Zhurnal = Forest Journal, 2000, no. 5-6, pp. 52-57. (In Russian).

2. Bogdanovich N.I. (1997) Adsorbents from wastes of timber industry enterprises for solving ecological problems. Lesnoy Zhurnal = Forest Journal, 1997, no. 4, pp. 92-96. (In Russian).

ISSN 1560-3644 UNIVERSITY NEWS. NORTH-CAUCASIAN REGION. TECHNICAL SCIENCE. 2021. No 4

3. Mukhin V.M., Kurilkin A.A., Voropaeva N.L., Leksyukova K.V., Uchanov P.V. (2016) The place of activated carbons in ecology and economics, new technologies of their production. Sorption and chromatographic processes, 2016, vol. 16, no. 3, pp. 346-353. (In Russian).

4. Ziatdinov R.R., Safin R.G., Stepanova T.O., Ziatdinova D.F., Akhmetova D.A., Terekhin N.M. (2019) Continuously operating plant for processing wood waste into activated carbon. Woodworking industry, 2019, no. 4, pp. 90-98. (In Russian).

5. Safin R.G., Stepanova T.O., Ziatdinov R.R., Ryabushkin D.G., Petrov V.I., Sotnikov V.G. (2020) Constructive calculation of the pyrolysis zone of the activated carbon production unit. Woodworking industry, 2020, no. 3, pp.45-55. (In Russian).

6. Timerbaev N.F., Safin R.G., Mazarov I. Yu., Stepanova T.O. (2019) Thermochemical processing of organic waste. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 2019. 643 p.

7. Safin, R.G., Prosvirnikov D.V., Stepanova T.O. (2020) Processing of Renewable Wood Biomass into Thermally Modified Pellets with Increased Combus-tion Value. Proceedings of the 5 th international Conference on Industrial Engineering Lecture Notes in Mechanical Engineering, 2020, 387 p.

8. RF patent No. 2694347, 11.07.201 MPK S 10 B 53/00. A method for producing activated carbon. (In Russian).

9. Safin R.G., Ziatdinov R.R., Sotnikov V.G., Ryabushkin D.G., Gumerov D.R. (2021) Modeling of the process of grinding and transportation of organic waste in an activated carbon production unit. Systems. Methods. Technologies, 2021, no. 2 (50), pp. 152-157. (In Russian).

10. Safin R.G. [and others] (2020) Technological processes and equipment for woodworking industries: textbook; 4th ed., Rev. and revised. St. Petersburg: Lan. 2020.752 p. (In Russian).

11. Timerbaev N.F. (2021) Modeling the process of direct-flow gasification of wood waste. Bulletin of Kazan University of Technology, 2011, no. 7, pp. 75-79. (In Russian).

12. Tuntsev D.V. (2015) The mathematical model of fast pyrolysis of wood waste. Conf. on Mechanical Engineering, Automation and Control Systems (MEACS), 2015, pp. 1-4.

13. Timerbaev N.F. (2014) Modeling of the process of energy-technological treatment of wood waste by method of direct-flow gasification. Journal of Engineering and Applied Sciences, 2014, no. 9 (5). pp. 141-146.

14. Kuznetsov V.S., Denisov S.V. (2007) Pneumatic transport of woodworking enterprises. External pneumatic conveying units. Tutorial. Bratsk, BrSU, 2007. 67 p. (In Russian).

15. Lashchinsky A.A., Tolchinsky A.R. Fundamentals of design and calculation of chemical equipment. Moscow, Mashinostroenie = Mechanical engineering, 1970.752 p. (In Russian).

Сведения об авторах

Рушан Гареевич Сафин - д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой «Переработка древесных материалов», safin@kstu.ru Радис Решидович Зиатдинов - канд. техн. наук, доцент, кафедра «Переработка древесных материалов», radis226@rambler.ru Виктор Георгиевич Сотниковя- аспирант, кафедра «Переработка древесных материалов», vcvcvc12345678@gmall.com Дмитрий Георгиевич Рябушкин - аспирант, кафедра «Переработка древесных материалов», tabalcao@yandex.ru

Information about the authors

Rushan G. Safin - Doctor of Technical Sciences, Professor, Head Department «Wood Materials Processing», safin@kstu.ru

Radis R. Ziatdinov - Candidate of Technical Sciences, associate professor, Department «Wood Materials Processing»,

radis226@rambler.ru

Viktor G. Sotnikov - Graduate Student, Department «Wood Materials Processing», vcvcvc12345678@gmail.com Dmitry G. Ryabushkin - Graduate Student, Department «Wood Materials Processing», tabalcao@yandex.ru

Статья поступила в редакцию/the article was submitted 26.07.2021; одобрена после рецензирования /approved after reviewing 03.09.2021; принята к публикации / ac-ceptedfor publication 07.09.2021.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.