книги / Углеродные адсорбенты и их применение в промышленности

зависимости (ри с.3 6 ),т.е.наибольшая прочность угля ха­ рактерна для торфа со степень*) разложения около 40%, когда имеет место оптимально* соотношение между гуми­ фицированной частью и растительными остатками,которые отличаются большим содержанием углеводов» дающих проч­

низинных торфов не наблюдается корреляции между адсорб­ ционной способностью и степенью разложения.Для верховых

образование пор,ответственных за адсорбцию метиленового голубого и бензола. При математической обработке резуль­ татов установлено,что указанные зависимости имеют вид

равен 0,906, для адсорбции метиленового голубого по урав­ нению (5)

коэффициент корреляции Г= 0,913.

Вышеприведенные данные многочисленных экспериментов, обработанные на ЭВМ "йаири", дают возможность обоснован­ но рекомендовать в качестве критериев оценки торфяного сырья для получения углеродных адсорбентов ботанический состав торфа и степень его разложения.

Исследования угля,получаемого из продуктов последова­ тельного выделения компонентов из торфа,представленные в таблице,показывают,что при сернистокалиевой активации из всех исследованных продуктов получаются микропористые ад­

6 356

81

сорбенты с развитым объёмом микропор. Удаление битумов благоприятно сказывается на характеристике угля,что по­ зволило обосновать использо ание остатка от экстракции битума из торфа в качестве сырья для производства ак­ тивного угля. Резкое понижение адсорбционной способно­ сти по метиленовому голубому после извлечения из торфа водорастворимых и легкогидролизуемых веществ служит под­ тверждением точки зрения о решающей роли углеводов и растительных остатков содержащих большое количество пос­ ледних в формировании крупных микропор,ответственных за адсорбцию метиленового голубого.

Таким образом,на основании исследования физико-хими­ ческих свойств углеродных адсорбентов из торфа различно­ го ботанического состава и степени разложениям также их компонентов и модельных веществ показано,что ботанический состав и степень разложения торфа являются основными кри­

82

териями при выборе последнего в качестве сырья для полу­ чения углеродных'адсорбентов. При изучении торфов широ­ кого спектра ботанического состава с нескольких торфяных месторождений БССР и РСФСР установлено,что для пароводя­ ной и сернистокалиевой активации наиболее перспективными являются верховые торфа смешанного ботанического состава пушицевой группы ( пушицевый, пушицево-сфагновый и т .п .) со степенью разложения 35-45/», которые дают уголь с мак­ симальной прочностью и высокой адсорбционной способностью. Из низинных торфов возможно использование осоковых мало­ зольных торфов,нежелательно в составе исходного торфа присутствие большого количества шейхцерии и древесной коры.

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

1. Дубинин М.М. физико-химические основы сорбционной техники.-М .-Л: Госхимиздат,1932.

итехника, 1973,с . 139.

7.Мазина О.И.,Жуков В.К.,Макеева Г.П.,Микулич С.М.,

Раковский В .Е.т Там ж е,с .143.

8. Жуков В.К.,Мазина О.И.«Раковский В.Е. - В с б .: Термический анализ: Тезисы докл.УП Всес.совещания.-Рига, 1979,т .1 .

6-2 356

УДК 6 6 2 .7 4 9 .6 6 1 .1 8 3 * 2 :6 2 8 .3

ф.ЕоКенеман, О.П.Потапов, П. В. Рябинин,

Э.А. Соколов

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

МЕЛКОЗЕРНИСТОГО ПОЛУКОКСА ТККУ

ДЛЯ ОЧИСТКИ сточных вод

Разработан метод комплексного использования у г - лей-термоконтактное-консование углей (ТККУ) с одновре­ менным получением ряда продуктов топливного и нетоплив­ ного назначения, в т.ч*углеродных адсорбентов.При этом, хотя адсорбенты в комплексной технологии и составляют по тоннажу лишь малую долю товарной продукции, они иг­ рают существенную роль в экономике производства.

Путем пиролиза угля (полукоксования) из него извле­ каются ценные компоненты,прежде всего,содержащиеся в па­ рогазовой смеси (ПГС) смолы - сырье для получения хими­ ческих продуктов и жидкого топлива. Оставшийся после вы­ деления ПГС полукокс разделяется на фракции крупнее и мельче 0,3 мм. фракции крупнее 0 ,5 мм используются в ка­ честве заменителя активных углей при очистке сточных вод

путем активации. Полукокс мельче 0,5 м является высокока­

84

полукокса Т Ш . Хороший топливом для ТЭС является и пиро­ лизный г а з , остающийся после выделения из ПГС смолы и пи­ роге нетическ ой воды.

Сущность технологии ТККУ (рисунок) заключается в пиро­ лизе мелкозернистого угля (до 5 мм) в реакторе I с кипя­ щим слоем. Полукокс - теплоноситель,получаемый в самом процессе ТЕКУ,нагревается в кокоонагревателе 2 - топке с кипящим слоем,где за счет подвода воздуха (П) в количест­ ве около 1%от требуемого для полного сгорания часть по­ лукокса огорает. Реактор и коксонагреватель соединены дву­ мя IXобразными коксопроводами 3, по которым полукокс не­ прерывно циркулирует между аппаратами,подводя в реактор

тепло для пиролиза угля и отводя из него полукокс для на­ грева в коксонагреватеде. Для осуществления циркуляций полукокса по вокоопроводан в чх восходящие ветви подает­ ся пар,уменьшающий плотность ,реды в этой ветви по срав­ нению с нисходящей.

Метод ТКНУ реализован на опытно-промышленной установ­ ке (СНУ) производительностью по перерабатываемому углю 4 т/ч . Многолетние испытания СОУ,на которой была достиг­ нута непрерывная работа на стабильном режиме в течение

50 суток при общей продолжительности работы на. угле более

6000 часов,показали надежность метода ТККУ и целесообраз­ ность его промышленного внедрения. Основным достоинством этого метода следует считать простоту аппарату рно-техно- логического оформления процесса«освоенного в нефтепере­ работке,которая значительно опередила по своему техничес­ кому развитию углепереработку.Высокая надежность аппара­ туры обусловлена её простотой,использованием передовой технологии кипящего слоя и отсутствием каких-либо меха­ низмов,работающих в горячих условиях (см .рисунок).

Помимо промышленных испытаний полукокса ТККУ в качест­ ве топлива была установлена целесообразность его примене­ ния в ряде металлургических производств для замены дефи­ цитного металлургического кокса. Наиболее полно полукокс ТККУ был испытан в лабораторном,опытно-промышленном и промышленном масштабе в качестве заменителя адсорбентов типа БАУ и ДАК при очистке сточных вод ТЭС от масла и ма­ зута.

Активированный уголь,в том числе наиболее часто приме­ няемый на ТЭС БАУ (ГОСТ 6217 -74),имеет эффективный радиус

имеет большие размеры,поэтому внутренняя поверхность ак­ тивированного угля почти не используется - капли масла и мазута задерживаются,в основном, наружной поверхностью угля. Бели учесть также высокую стоимость угля марки БАУ (800 р у б ./т ),т о станет очевидной нецелесообразность его применения для очистки сточных вод ТЭС от масла и мазута

86

/1 * 2 /. Это обстоятельство привлекло внимание исследова­ телей к изучений" фильтрующей способности полукокса ТЕКУ,

рования 7-10 м/час, объёме пропущенной за первые б меся­ цев испытаний воды 217*103,м3 и содержании нефтепродуктов перед фильтром I Д - 2 ,7 мг/л (в среднем 1,6 мг/л) эффек­ тивность очистки составила 73-94$ (в среднем 87 $ ).Вымы­ вание кремнекислых соединений из полукокса,что вахно для оценки перспектив его применения в схемах водоподготовки, прекратилось после пропуска 170 м3 воды на I и3 полукок­ са. На Средне-Уральской ГРЭС были испытаны два параллель­ ных фильтра (с полукоксом ТККЗГ и активированным углем марки БАУ),через которые был пропущен конденсат с турбин­ ным маслом прк концентрации на входе 5-10 мг/л. Через Ii^ полукокса было пропущено 4700 мэ воды с содержанием масла до 5,5 м г/л,через I мэ БАУ - 4500 м3. Степень очистки во­ ды от масла составила: для полукокса 93,5$, для БАУ 92$.

при его концентрации на входе 5-19 мг/л для фильтра с по­ лукоксам: оказалась равной 96$.

В результате лабораторных исследований было выявлено, что эффективность очистки воды от масла с содержанием 8,4-20 мг/л для свежего полукокса составляет 92$; после его регенерации она не падает и достигает 87-94$.Лабора­ торные исследования позволили установить,что при исход­ ной концентрации нефтепродуктов в конденсатах ^ 2 0 мг/л эффективность их очистки полукоксом составляет 91,5-94,8$ при удельном пропуске нефтесодерхащих растворов более 340 м3 на I м3 полукокса.

Для расширения сферы применения в энергетике (напри-

х при стоимости угля в оптовых ценах 1967 г .

Втабл.1 приведены данные исследований полукокса ТККУ

иполученного из него активного угля в сравнении с БАУ и антрацитом / 3 / .

Как видно из табл.1 адсорбционные качества полукокса после активации существенно улучшаются.

Сцелью разработки способа активации мелкозернистого полукокса TKH^Vnoлуче'ния активных .углей широкого примене­ ния были исследованы физико-химические и технологические свойства полученного из полукокса ТККУ активного угля в сравнении с промышленными активными углями (т а б л .2 ).

Сделан вывод,что мелкозернистый полукокс ТККУ перспек­ тивен для получения активных углей широкого применения,а также специальных углей с развитым объёмом мозопор.Пер­

спективным углеродным адсорбентом является уголь с обга­ ром 50-55% для применения как в зернистом,так и в порош­

кообразном виде.

Длительная и стабильная работа опытно-промышленной ус­ тановки и положительные результаты промышленных испытаний мелкозернистого полукокса в качестве заменителя адсорбен­ тов дали основание Минэнерго СССР рекомендовать строительгство установки ТККУ-140 производительностью по перераба­ тываемому канско-ачинскому углю 140 т/ч для удовлетворе­ ния потребностей тепловых электростанций в дешевом зам е- нителе адсорбента. В 1980 г.Минэнерго СССР утвердило ТЭО строительства установки ТККУ-140, в 1982.г . должна быть

закончена разработка ее технического проекта. Установка ТКЮГ-140,наряду с другими продуктами,обеспечит производ­ ство 86,5 тыс.тонн в год мелкозернистого полукокса - заме­ нителя адсорбента для очистки сточных вод ТЭС и 30 тыс.т в год активных углей широкого применения.

88

Примечание: ^ этот показатель взят для ДАК.

00

U)