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10th再生活性炭的工艺计算

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10th再生活性炭的工艺计算_第1页
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干燥区域 水分蒸发CO2力加温温度1O(M10C升温区域 低沸点有机物解析12Z50C热分解生成物脱离25(b500C炭化缩聚)500-800C汽化区域 氧化气体 800C(H2 O CO)部分汽化活性炭 +吸附有机物 +水分低分子有机物 臭气等析出水分蒸发等析出10t/h 再生活性炭的工艺计算再生炭的来源(使用过的活性炭)主要是饮用水的净化和工业废水的深度处理工艺一 般认为其中含吸附有机物为20%、含水分为 100%(按原始活性炭的重量计)再生的目的是 解析出已饱和的有机物,恢复活性炭原有的孔隙结构本计算是基于以多层耙式热解炉采用 热再生原理来进行的按每小时产10 公斤再生活性炭的产量计算,需干原料13.2 公斤其中,有机物为2.2 公斤,再生过程中碳的部分气化挥发和损耗为10%若按湿基成分物料平衡如下表:物料名称进料出料kg/hkg/dkg/hkg/d原炭112641*24*有机物2.252.82.252.8水分1126411264再生炭10240共计24.2580.824.2580.8*指再生时原活性炭的气化和损耗下图表是再生活性炭的一个工艺过程示意图活化炉以多层耙式炉为例,加热燃料选用天然气(Q^lOOOOkcal/kg),活化气体为水蒸汽(p=0.3Mpa,从尾气炉中过热到450°C)。

使用过的活性炭(废炭) =冷却一、活化炉热平衡计算活性炭再生设备工艺流程参照Hankin公司活化炉的设计,再生炉的热量需求由燃烧天 然气提供再生炉的热量需求由以下几部分组成:⑴原炭从16°C加热到800°C所需的物理热q];⑵原炭中的水分从16C加热汽化到600C(再生炉出口温度)所需的物理热q2;⑶原炭中有机物干馏分解所需的化学热q3 ;⑷5%的原炭气化所需的化学热q4 (另5%的原炭计为损耗);⑸活化水蒸汽从450C加热到800C(再生炉中心温度)所需的物理热q5;⑹转轴和耙齿冷却用耗热 q6;⑺再生炉本体散热 q7 下面先分部计算以上热量,以确定再生炉所需燃料量⑴原炭从16C加热到800C所需的物理热q1取碳的定压比热Cp=0.2kcal/(kg. °C),则 q1=11 X 0.2 X (800-16)=1724.8 kcal/h⑵原炭中的水分从16C加热汽化到600C所需的物理热q2 q2=11X1X(100-16)+11X550+11X245=9669 kcal/h⑶原炭中有机物干馏分解所需的化学热q3 取有机物的干馏分解热为500kcal/kg,则q3=2.2X500=1100 kcal/h⑷5%的原炭气化所需的化学热q4C+H2O—► H2+C0—Qr取 Qr =2624 kcal/kg,贝V q4=0.5X2624=1312 kcal/h⑸活化水蒸汽从450C加热到800C所需的物理热q5 按再生炭气比为1:1,活化蒸汽用量为11kg/h,贝yq5 =11X217=2387 kcal/h⑹转轴和耙齿冷却用耗热 q6参照Hankin公司活化炉的实例,冷却用空气量为274.1kg/h,空气从16C加热到150C① 16°C时,饱和空气的焓为274.1 X10.7=2933kcal/h② 150°C(冷却空气出口温度)干空气的焓为(274.1 — 3.12) X61.5=16665.3 kcal/h③ 150°C的空气湿份所增加的焓为3.12X(84+550+23.8)=2052.3 kcal/h④ q6=16665.3+2052.3—2933=15784.6 kcal/h⑺再生炉本体散热 q7 按锅炉本体散热率为5%计,则q7=(q1+ q2+ q3+ q4+ q5+ q6)X5%=31977.4X0.05=1600 kcal/h⑻整个再炉所需要的热量Q为Q= q1+ q2+ q3+ q4+ q5+ q6+ q7=33576.3 kcal/h结论:对再生活化炉而言,若用天然气加热,每小时耗气量(亦即Hankin公司图示的 F2)为3.4kg/h,耗蒸汽量为11kg/ho二、尾气燃烧和余热锅炉计算对尾气燃烧和余热锅炉而言,一要保证尾气着火,二要满足余热锅炉的产汽需要。

将11kg/h、16°C的水过热到0.3Mpa、450C的过热蒸汽所需热量Q1为Q1=11X 790=8690 kcal/h考虑到活化炉烟气从600°C降到500°C仍能放部分热能,尾气燃烧所需的燃烧量几乎 可以忽略不计究其原因,主要是以整体方案设想中再生产量过低造成的也许用多层耙式 炉再生10kg/h活性炭更本不是一个合理的选择。

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