Способ регенерации активного угля

(19) (11) 4 А 1 01 В 31/О 4 В 01.Т 20 НИЯ и может быть ис химической и га отраслях промь ретения - сокра го угля при сох нерации извести оидной химии и хиуманскоголименко, С,В.Грев, М,Н,Тимошенко,Дроздович,ерь активн ни тюкевич 8,8)детел3 20РАЦИ 1 ьство СССР /20, 1981.1 АКТИВНОГО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(46) 07.1289. Бюл171) Институт коллмии воды им. А.В.Д(57) Изоббам регенсыщенного ретение относится к спосоерации активного угля, наорганическими веществами,Изобретение относится к способам регенерации активных углей и может быть использовано в легкой, химической, гаэоперерабатывающей и других отраслях промышленности для регенерации отработанного активного угля после очистки стоков, содержащих раз личные органические вещества.Цель изобретения - сокращение по" терь активного угля при сохранении аналогичной степени регенерации,П р и м е р 1, Через адсорбционную колонну, в которую загружено 45 кг активного угля АГпри высоте загрузки 3,0 м, пропускают 8 м водного раствора красителя 5 СХ концентрацией 100 мг/л, Фильтрование за канчивают при концентрации красителя на выходе из колонны 75 мг/л, Адсорбционная емкость АГпо 5 СХ пользовано в легкои эоперерабатывающейтленности. Цель иэоб ранении степени реге ого способа. Для осу ествления способа нагрева массы угля до температуры на 5-10выше температуры окисления адсорбиванных веществ, регенерацию ведуто фпри 410 - 550 С и используют гаэ ссодержанием кислорода об, 1,2 - 3,,ои температурой 40 - 230 С. Способпозволяет сократить потери активного угля в 6 - 10 раз и одновременнобеспечить степень восстановленияадсорбционной емкости 98 - 100%.з,п, ф-лы, 7 табл. 115 мг/г. Затем насыщенный красителем активныи уголь подвергают термоокислительной обработке газом-реагентом с содержанием кислорода 2,0 об.7 и температурой 320 С. При этом лобовой слой активного угля, составляющий 47. общей массы (высоты) загрузки адсорбента, в течение 4,0 ч прогревают до 300 С, которая на 10 С выше температуры окисления данного красиотеля (со =290 С при концентрации кислорода 2 об,%), Созданную таким образом зону регенерации, длина котоорой 0,12 м и температура 470 С, перемещают вдоль слоя активного угля со скоростью 0,1 м/ч потоком газа с температурой 100 С и содержанием кислорода 2,0 об,7 Термоокислительную обработку ведут в течение 30 ч до полного выгорания нэ активном углеадсорбированного красителя. Об окончании процесса регенерации свидетельствует понижение температуры на выходе из колонны после перемещения туо 5 да зоны регенерации до 320 С и повышение концентрации кислорода в дымовых газах, которая в процессе термоокислительной обработки составляет О,1 об.1 до 1,8 об.7. После завершения процесса регенерации по описанной выше схеме проводят адсорбционную очистку следующей порции водного раствора красителя 5 СХ на активном угле АГс последующей термоокислительной обработкой адсорбента.Адсорбционная емкость активного угля АГпо красителю 5 СХ после проведения десяти циклов адсорбция регенерация восстанавливалась на 20 97,4 - 1007., потери угля составляли 0,46 - 1, 187.Показатели эффективности регенерации при многократном использовании активного угля приведены в табл. 1. 25 Как следует из табл.1, после пяти циклов общая величина потерь составляет 3,97., т,е, значительно меньше, чем при регенерации антрацита по из вестному способу после пяти циклов регенераций (26,37), и 4,4 - 6,27. эа один цикл при восстановлении адсорбционной емкости отрегенерированного угля на 97,4 - 100,07.П р и и е р 2. Через адсорбцион 35 ную колонну, в которую загружено 45 кг активного, угля АГслоем высотой 3 м,пропускают 12 мз сточной воды цеха крашения текстильного пред 40 приятия, содержащей красители, поверхностно-активные и другие органические вещества, количество которых характеризуется величиной ХПКмг 0/л. Фильтрование заканчивают при концентрации загрязнений на выходе из колонны Х 11 Кмг 0/л. Адсорбционная емкость активного угля. по поглощенному органическому веществу, выраженная в. единицах ХПК, составляет 24 мг 0/г. Затем насыщенный органическими веществами активный уголь подвергают термоокислительной обработке гаэом-реагентом с содержанием кислорода 2 об.7 и температурой 300 С, При этом лобовой слой актив 55 ного угля, составляющий 57 общей массы загрузки алсорбента, в течение 4,0 ч прогревают до температуры 280 С, которая на 50 С выше температуры окисления смеси использованныхорганических веществ ( =275 С приокконцентрации кислорода в газе-реагенте 2 об,l),Созданную таким образом зону регенерации, длина которой 0,15 м и температура 490 С, перемещают вдоль слояактивного угля со скоростью 0,1 м/чпотоком газа-реагента с температурой100 С и содержанием кислорода2,0 об.7. Термоокислительную обработку ведут в течение 30 ч до полногоокисления на активном угле адсорбированных органических веществ. Об окончании процесса регенерации свидетельствуют понижение температуры на выходе из колонны после перемещения тудазоны регенерации до 320 С и повышеоние концентрации кислорода в дымовыхгазах, которая в процессе термоокислительной обработки составляла0,1 об,7., до 1,8 об,7,. После завершения процесса регенерации адсорбционную очистку сточных вод повторяют.Адсорбционная емкость активного угля АГцля данной смеси органических веществ после проведения десятициклов адсорбция - регенерация восстанавливалась на 95,5 - 100,07. припотерях адсорбента 0,46 - 1,123.Показатели эффективности проведенных регенераций приведены втабл,2,Как следует иэ табл.2, после пяти циклов общая величина потерь сос"тавляет 4,47, т.е. значительно меньше, чем при регенерации антрацита поизвестному методу после пяти регенераций (26,3 Х), при восстановленииадсорбционной емкости отрегенерированного активного угля на 95,5100,07.С целью определения оптимальныхзначений концентрации кислорода,температуры газа-реагента, величиныэоны регенерации и выяснения влияния этих параметров на степень обгара активного угля и степень восстановления его адсорбционной емкости, проведена серия опытов, состоящая иэ десяти циклов адсорбция -регенерация для каждого из приведенных в табл.3 - 5 значений температуры газа, концентрации в нем кислорода и величины зоны регенерации, посхеме, описанной в примерах 1 и 2, сиспользованием в качестве адсорбента красителя, ПАВ и органическихсоединений, содержащихся в сточныхводах текстильного предприятия,15268 В табл.З приведены усредненные5данные о влиянии температуры газа навходе в слой активного угля на температуру в зоне регенерации, степеньвосстановления адсорбционной емкостии величину потерь активного угля после проведения десяти циклов регенерации угля АГ-З, насьпценного красителем 5 СХ при концентрации кислородав газе-реагенте 2,0 об.7., загрузкеактивного угля 45 кг и объеме очищенной воды 8 м,Из данных табл.Э следует, что приувеличении температуры газа вышео230 С резко возрастают потери активного угля на выгорание. Температурав зоне регенерации при температурахогаза в диапазоне 40 - 230 С изменяется незначительно, а степень восстановления адсорбционной емкости активного угля остается высокой и составляет 96 - 100 Х. Получение газа с температурой ниже 40 С и концентрациейкислорода 1,2 - 3,5 об,l связано созначительным увеличением энергетических затрат и поэтому проведение регенерации активного угля при темпеоратуре газа ниже 40 С нерационально.В табл.4 представлена зависимостьстепени восстановления адсорбционной35емкости активного угля, величины потерь активного угля, времени регенерации и температуры в зоне регенерации от концентрации кислорода в газе,после проведения десяти циклов регенерации угля АГ-З, насыщенного красителем 5 СХ, поверхностно-активнымвеществом (метаупоном) и органическими веществами реальных сточных водпри температуре газа 150 С, загрузке АУ 45 кг и объеме очищенной воды8 - 12 м .Из данных табл.4 следует, что приувеличении содержания кислорода в газе выше 3,5 об,Е резко увеличиваютсяпотери активного угля на выгорание,а при уменьшении ниже 1,2 об.Е значительно возрастает время регенера- .ции, что приводит к увеличению энергетических затрат на про 55ведение процесса и уменьшается степень восстановления адсорбционной емкости угля. Температура в зоне регенерации увеличивается с увеличением 14 6количества поступающего в нее кислоо рода. Уменьшение ее ниже 410 С приводит к значительному увеличению времени регенерации и уменьшению степени восстановления адсорбционной емкости активного угля, а в конечном итоге к затуханиюзоны регенерации, аоувеличение выше 550 С к значительному возрастанию потерь активного угля на выгорание и большим тепловым нагрузкам на корпус адсорбционной колонны,В табл.5 приведены усредненныеданные влияния величины зоны регенерации на потери активного угля на выгорание и степень восстановления адсорбционной емкости после проведения десяти циклов регенерации угля АГ-З,насыщенного органическими веществамиреальных сточных вод цеха крашениятекстильного предприятия при температуре газа-реагента 150 С, загрузкеадсорбента 45 кг, объеме очищеннойводы 8 м и высоте слоя загрузки 3 м.Из данных табл,5 следует, что приуменьшении величины эоны регенерацииниже 47 заметно падает степень восстановления адсорбционной емкости активного угля, а при увеличении эоны регенерации выше 67. значительно возрастаютпотери активного угля на выгорание.Анализ данных табл.З - 5 указывает на необходимость проведения регенерации активного угля при следующих оптимальных параметрах: концентрация кислорода в газе 1,2 - 3,5 об,7.;температура газа-реагента 40 - 230 С;температура в зоне регенерации 410о550 С; величина зоны регенерации 467,П р и м е р 3. В этом примере термоокислительную обработку активногоугля, насыщенного органическими веществами, ведут при охлаждении отрегенерированного слоя активного угляводой.Через адсорбционную колонну, вкоторую загружают 45 кг активногоугля АГслоем высотой 3,0 м, пропускают 8 м водного раствора красителя 5 СХ концентрацией 100 мг/л,Фильтрование заканчивают при концентрации красителя на выходе из колонны 75 мг/л, Адсорбционная емкостьАГпо 5 СХ 15 мг/г. Затем насьпценный красителем АУ подвергают термоокислительной обработке гаэом-реагентом с содержанием кислорода 2,0 об,7.и температурой 320 С, которую понижа,ют до 100 С после образования зонырегенерации длиной 0,12 м, При перемещении зоны регенерации со ско 5ростью 0,1 м/ч на глубину 1 м от лобового слоя, т,е, при достижении воэтой части слоя температуры 470 С,на лобовой слой активного угля с расходом 15 кг/ч распыляют воду, интенсивно охлаждая сорбент в верхней часати колонны до 80 С, Термоокислительную обработку с подачей воды на слойугля ведут в течение 20 ч до полного выгорания на активном угле адсорбированного красителя. Об окончаниипроцесса регенерации свидетельствует понижение температуры в нижнемслое адсорбента после перемещения туода зоны регенерации до 320 С и повышение концентрации кислорода в дымовых газах, которая в процессе термоокислительной обработки составлялаО, 1 об.Х, де 1,8 об.7. После завершения процесса регенерации по описанной вьппе схеме проводят адсорбционную очистку следующей порции водного раствора красителя 5 СХ на активном угле АГс последующей термоокислительной обработкой адсорбентапо описанной выше схеме, Адсорбционная емкость угля АГпо 5 СХ послепроведения десяти циклов адсорбция "регенерация восстанавливалась на 98,0100,0 Е, потери составляли 0,38 -0,641 за один цикл. Показатели эффективности регенерации при многократном использовании активного угля приведены в табл,б,Как следует из табл,б, после пяти 40циклов общая величина потерь составляет 2,57 Х, т.е, на 34 меньше, чемпри регенерации по предлагаемому способу, описанному в примере 1 (где онасоставляет 3,98 Х) при такой же сте-, 45пени восстановления адсорбционнойемкости, и в 10 раз меньше, чем прирегенерации антрацита по известномуметоду после пяти регенераций (26,37),В табл,7 приведены усредненные данные о влиянии температуры охлажденного водой верхнего слоя отрегенерированного активного угля на степеньвосстановления адсорбционной емкости и величину потерь активного угля55после проведения десяти циклов регенерации угля АГ-З, насыщенного красителем 5 СХ при концентрации кислорода в газе-реагенте 2,0 об,7, за Исходныйуголь 5,5,100 100 0,78 0,46 груэке активного угля 45 кг и объемеочищенной воды 8 м,Как следует из данных табл,1, увеличение температуры охлажденного уголя выше 150 С не приводит к сокращению потерь адсорбента по сравнению спредлагаемым способом (пример 1), ауменьшение ее ниже 40 С приводит кнекоторому уменьшению степени восстановления адсорбционной емкости активного угля. Поэтому оптимальной является температура охлаждения отрегенерированного угля водой до 40 - 150 С.Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным, позволяет сократить потери активного угля при регенерации в 6 - 10 раз при98 - 1003-ном восстановлении адсорбционной емкости активного угля и проводить процесс в полностью пожаробезопасном режиме за счет низкой концентэапии кислорода.Формула изобретения1, Способ регенерации активногоугля, насыщенного адсорбированными органическими веществами, включающийобработку угля в стационарном слоегазом, содержащим кислород, при одновременном нагреве, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью сокращения потерь активного угля при сохранении аналогичной степени регенерации, нагревают 4 - 67. массы угля дотемпературы, на 5 - 10 С вьппе температуры окисления адсорбированных веществ, регенерацию ведут при 410 -о550 С и используют газ с содержанием кислорода 1,2 - 3,5 об.7 и температурой 40 - 230 С,2Способ по п.1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что уголь после регенерации охлаждают водой до 40- 150 С.Т а б л и ц а 1оПродолжение табл.2 9 1526814Продолжение табл. 111111 ЧЧЧ 1Ч 111 О Ч 1111 ХХ 23,8 23,8 23,0 22,9 23,5 23,9 23,8 23,7 23,8 99,2 0,57 99,2 1,12 96,0 0,98 95,5 0,62 98,0 0,73 99,6 0,64 99,2 0,61 98,8 0,86 99,2 0,75 15,0 14,9 14,8 14,9 14,6 14,6 14,9 14,9 0,69 0,82 1, 18 0,97 0,79 0,86 0,78 1,04 100,0 99,3 98,6 99,3 97,4 97,4 99,3 99,3 1111 ЧЧ 1Ч 11Ч 1111 ХХ 15 Темие- Температура ту оне рееаге генера о ции, адсорбционнойемкости,7 лои угл 470+10 470+10 465+10 460+10 460+10 460+10 450+10 0,80+0 0,79+0 0,85+0 0,97+0 1,05+0 1,85+0 3,15+0,25 98+2 ,35 98+2 ,3 98+2 ,33 97+1 ,35 98+1 ,25 98+2 ,40 98+2 40 100 150 200 230 240 300 Исходныйуголь 24, 1 24,100,0 1 Т а Время ре генераци Потери акти Темпера тепеньосстановения адорбционсло геонцен нер ция кислорода в гаго угля,в зоне регенерации, Со реагеноб,7ои емкос 370+10 410+10 460+19 495+10 550+10 570+30 375+10 410 10 42+2 32+2 30+1 29+1 24+1 23+1 42+2 32+2 30+1 генерация тивного ля, насыщ го красиелем 5 СХ 97+2 98+2 98+2 99+1 99+1 86+4 98+2 98+2 98+2 9812 99+1 86+4 98+2 1,2 2,0 2,5 40 1,0 1,2 2,0 2,5 3,5 4,0 1,0 1 2 егенерациктивного ля, насыенного меаупоном 24+ 1 23+1 42+2 32+2 30+. 29+1 24+1 23+1 еге актив асыугля, щенног ническ щества ных СВ,0 ,5 ,5 0 8+ 91 орга ми ве и реалз 4 Таблица 2 0,35+0,05 0,83+0,20 0,85+0,30 0,92+0,12 1,11+0,20 4, 15+0)50 0,39 т 0,06 0,79+0,15 0,8710, 15 0)93+0)18 1,10+0,32 3,45+0,45 0,45+0,10 0,80+0,20 0,88+0)30 0,95+0,20 1, 16+0,35 3,48+0)38 Та блица 3 Потери Степень активного восстаугля, / новле- ния 4 70+ 10 490+10 550+10 570+30 370+10 410+10 465+ 10 490+10 550+10 570+30111526814Таблица 5 12Продолжение табл 6 Степень Потери активного угля, 7 Величина восстанов 5 ления ад- сорбционной емкости,зоны регенерации, Й 10 64+5 98+2 98+2 99+1 99+ 1 Таблица 7 15 Темпе- Ратура Степень восстаПотери активногоугля, 7. ТаблицаЬ охлажде- новления Цик ния уго ля, С адс цио на регене 20 мкость аци емк7 угля 5 СХ 0,50+0,05 0,50+0,05 0,50+0,05 0,55+0,05 0,55+0,05 0,57+0,05 0,58+0,05 0,70+0,05 60 80 10 Исх 0 150 1609+1 9+1 й 0,38 15,0 ставитель В,Виноград хред Л. Сердюкова К скид ект актор Заказ 7439/12 Тираж 486 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГОП С113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат Патен Ужгород, ул. аг;ри 0,45+0,10 0,80+0,20 0,95+0,20 1, 16+0, 35 4,20+0,25 1111111 ЧЧЧ 1Ч 11Ч 1111 ХХ 15,0 14,9 14,9 14,7 14,7 14,8 14,9 14,8 14,9 14,8 93+1 99+ 1 99+1 99+ 1 99+1 99+ 1 100,0 99,3 99,3 98,0 98,0 98,6 99,3 98,6 99,3 98,6 0,52 0,64 0,45 0,58 0,46 0,41 0,49 0,55 0,56 0,60