CC BY
59
СНИЖЕНИЕ ЗАТРАТ ТЕПЛА И СЫРЬЯ В СОВМЕЩЁННОМ СПОСОБЕ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВНЫХ УГЛЕЙ
REDUCTION OF THE EXPENSESES OF THE HEAT AND RAW MATERIAL IN COMBINED WAY OF PRODUCTION ACTIVE CARBONS
Симкин Ю.Я., Епифанцева Н.С.(СибГТУ, г. Красноярск, РФ) Simkin Yu. Ya., Yеpiphantseva N.S. (The Siberian State Technology University,
Krasnoyarsk city, Russia)
Установлено, что при получении активных углей по совмещённому способу в сравнении с традиционным сокращаются затраты тепловой энергии на нагрев угля-сырца на 42 %, а экономия древесного сырья составляет 16 %.
In article is installed, that at production active carbons on combined way in comparison with traditional the expenses of heat energy grow shorter on heating of charcoal-product on 42 %, but this spares оf 16 % wood raw material
Ключевые слова: активные угли, уголь-сырец, тепловая энергия, древесное сырьё.
Keywords: the active carbons, charcoal-product, heat energy, wood raw material.
Традиционная технология получения древесных активных углей включает технологию получения древесного угля-сырца на углевыжигательных производствах пиролизом древесины при 500-600 0С, его охлаждение, транспортировку к месту получения активных углей, предварительную подготовку к активированию и собственно активирование в печах активации. В последнее время альтернативой ему служит совмещённый способ получения активных углей в одном технологическом цикле, где пиролиз древесины и активирование образующегося при пиролизе угля осуществляются совместно [1,2,3]. Преимущества совмещённого метода получения активных углей из древесины заключается, в исключении стадии обращения с промежуточным продуктом - углем-сырцом, в использовании меньших единиц производственного оборудования и обеспечении энергозатратных термических процессов сушки и пиролиза древесины, активирования углей совместным теплом от сгорания образующихся в этих процессах парогазов пиролиза древесины и газов активации. Установки, работающие по совмещённому методу получения активных углей, в сравнении с оборудованием традиционных методов обладают меньшими габаритами, их можно создавать на предприятиях небольшой мощности, использовать в качестве сырья отходы деревопереработки малоценную древесину.
В традиционном способе в процессах выгрузки угля-сырца из реторты, погрузки его на транспорт, транспортировании и перегрузки в печь активации из-за малой его механической прочности вследствие образования некондиционной угольной мелочи неизбежно теряется 12-20 % готового продукта [3,4,5]. Также затрачивается тепло на нагрев в печи активации охлаждённого угля-сырца. В выполненном эскизном проекте СибГТУ производства активных углей мощностью 50 кг/час (400 тонн в год) произведены расчёты затрат сырья и энергии в совмещённом способе в сравнении с традиционным.
Так, в совмещённом способе в процессе нагрева 421 кг древесины влажностью 10 % от 0 0С до температуры активации, на удаление влаги, пиролиз при 500 0С, прокалку и нагрев до 850 0 образующегося угля-сырца в количестве 102,7 кг с учётом экзотермических реакций и теплопотерь - 10 %, затрачивается 183 011 кДж тепла. В традиционном способе - после осуществления стадий пиролиза древесины при 500 0С, охлаждения полученного угля, транспортировки и загрузке его с температурой 0 0С в печь активации, затраты тепла Q на нагрев угля от 0 0С от до температуры активации 850 0С составят:
Q = 102,7 х 1,22 (850-0) = 106 499,9 кДж,
где 1,22 кДж/кг • град - удельная теплоемкость угля.
Таким образом, в традиционном способе на достижение температуры активации затрачивается на 42 % больше тепловой энергии, чем в совмещённом.
Также, если принять, что в традиционном способе образование угольной мелочи при перегрузках и транспортировках угля-сырца в среднем составит 16 %, то выход активного угля соответственно уменьшится до 42 кг/час или 336 т/год. При сохранении производительности по активному углю 400 т/год в традиционном способе необходимо затрачивать больше, чем в совмещённом, на
-5
641,5 т/год (1069 м /год) древесного сырья 10-ти % влажности таких пород, как берёза или лиственница.
Список использованных источников
1. Пат. 2225836 РФ, МПК7 C 01 B 31/08. Способ и устройство для получения древесного и активного угля [Электронный ресурс] / Чернышев П.А.. - N 2002125146/152002125146/15; Заявл. 19.09.2002; Опубл. 20.03.2004. - Сайт Федерального института промышленной собственности: www.fips.ru.
2. Пат. 2270848 РФ, МПК7 C 10 B 1/04. Вертикальная печь для получения активного угля [Электронный ресурс] / Бычев Р.М., Новопашин М.Д, Бычев М.И. - N 2003135136/15; 3аявл.02.12.2003; Опубл. 27.05.2005. - Сайт Федерального института промышленной собственности: www.fips.ru.
3. Пат. 2210538 РФ, МПК7 C 01 B 31/08. Способ пиролиза древесной массы. [Электронный ресурс] / Редькин С.В., Аристов В.В.- N 2002110170/12; Заявл. 18.04.2002; Опубл. 20.08.2003. - Сайт Федерального института промышленной собственности: www.fips.ru.
4. Бронзов, О.В. Получение, основные свойства и области применения древесного угля [Текст] / О.В. Бронзов, Г.К. Уткин, А.Н. Кислицин. - М.: Лесн. пром-сть, - 1979. - 137 с.
5. Кулагин, Е.П. Технология использования отходов и малоценных продуктов химической переработки древесины [Текст]: дис. ... докт. техн. наук: 05.21.03/ Е.П. Кулагин. -Нижний Новгород, 2001. - 361 с.
