-

1. (19) BY (11) 6332
(13) U
(46) 2010.06.30
(51) МПК (2009)
C 01B 31/00
ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВНОГО УГЛЯ
(21) Номер заявки: u 20091049
(22) 2009.12.09
(71) Заявитель: Общество с ограничен-
ной ответственностью "Техиннова-
ции" (BY)
(72) Автор: Чащин Олег Леонидович (BY)
(73) Патентообладатель: Общество с огра-
ниченной ответственностью "Техин-
новации" (BY)
(57)
Установка для получения активного угля, включающая, по меньшей мере, один ци-
линдрический обогреваемый корпус, патрубки подачи исходного материала и выгрузки
готового продукта, расположенные соответственно в верхней и нижней частях корпуса,
патрубок подачи активирующего агента, расположенный в нижней части корпуса, распре-
делитель активирующего агента, расположенный выше патрубка подачи активирующего
агента, и патрубок отвода газов, образующихся в процессе активации, отличающаяся
тем, что распределитель активирующего агента выполнен в виде источника упругих волн
и соединен с патрубком подачи активирующего агента.
(56)
1. SU 1432002 А, 1988.
2. SU 1145921 А, 1985.
BY6332U2010.06.30

2. BY 6332 U 2010.06.30
2
Полезная модель относится к установкам для получения активного угля и может быть
использована в ряде отраслей промышленности, нуждающихся в активных углях техноло-
гического и экологического назначения, например в энергетике, химической, металлурги-
ческой, пищевой, фармацевтической и других отраслях. Полезная модель также может
найти применение для реактивации отработанных углеродных сорбентов и термической
обработки материалов.
Известна установка для получения активного угля, включающая цилиндрический
обогреваемый корпус, патрубки подачи исходного материала и выгрузки готового про-
дукта, расположенные соответственно в верхней и нижней частях корпуса, патрубок по-
дачи активирующего агента, расположенный в нижней части корпуса, распределитель
активирующего агента в виде конуса, расположенный выше патрубка подачи активирую-
щего агента, и патрубок отвода газов, образующихся в процессе активации [1].
Недостатком известной установки является сложность изготовления и эксплуатации, а
также высокая энергоемкость.
Известна также установка для получения активного угля, включающая цилиндриче-
ский обогреваемый корпус, патрубки подачи исходного материала и выгрузки готового
продукта, расположенные соответственно в верхней и нижней частях корпуса, патрубок
подачи активирующего агента, расположенный в нижней части корпуса, распределитель
активирующего агента в виде распределительной решетки, расположенный выше патруб-
ка подачи активирующего агента, и патрубок отвода газов, образующихся в процессе ак-
тивации [2].
Недостатками известной установки являются высокая энергоемкость и низкая произ-
водительность.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание установ-
ки для получения активного угля, простой по конструкции и обеспечивающей снижение
энергозатрат и сокращение времени процесса активации.
Поставленная задача решена тем, что в установке для получения активного угля,
включающей, по меньшей мере, один цилиндрический обогреваемый корпус, патрубки
подачи исходного материала и выгрузки готового продукта, расположенные соответст-
венно в верхней и нижней частях корпуса, патрубок подачи активирующего агента, рас-
положенный в нижней части корпуса, распределитель активирующего агента,
расположенный выше патрубка подачи активирующего агента, и патрубок отвода газов,
образующихся в процессе активации, распределитель активирующего агента выполнен в
виде источника упругих волн и соединен с патрубком подачи активирующего агента.
В качестве источника упругих волн могут быть использованы различные акустические
излучатели, работающие в диапазоне частот от 8 до 170 кГц, например механические (га-
зоструйные генераторы, свистки), преобразующие кинетическую энергию струи жидкости
или газа в акустическую. Они относительно дешевы, просты по конструкции и в эксплуа-
тации. Такие излучатели при излучении в газовых средах имеют относительно высокую
эффективность и мощность излучения: их КПД составляет до 50 % при мощности от не-
скольких ватт до десятков киловатт.
Воздействие упругими волнами на активирующий агент, которым может быть водя-
ной пар, кислород, воздух, углекислый газ или смесь этих газов, вызывает его турбулиза-
цию с ускорением процессов тепломассобмена в несколько раз, что способствует
ускорению процесса активации. Кроме того, в активирующем агенте под воздействием
упругих волн образуются кавитационные пузырьки, при захлопывании которых возника-
ют сферические ударные волны, что также способствует ускорению процесса за счет по-
вышения объема вскрытых пор и улучшения капиллярной структуры угля.
На фигуре представлена установка для получения активного угля в разрезе.
Установка для получения активного угля включает в зависимости от требуемой про-
изводительности несколько или один обогреваемый цилиндрический корпус 1, изготов-

3. BY 6332 U 2010.06.30
3
ленный из кварцевой трубы, заключенной в теплоизоляционный кожух с электронагрева-
тельным элементом 2. В верхней части корпуса 1 расположен патрубок подачи исходного
материала 3, а в нижней - патрубок выгрузки готового продукта 4 и патрубок подачи ак-
тивирующего агента 5, который соединен с источником упругих волн 6. Установка также
включает патрубок для отвода газов, образующихся в процессе активации 7.
Установка для получения активного угля работает следующим образом. Исходный
материал, например древесный дробленый уголь, через патрубок подачи исходного мате-
рила 3 поступает в корпус 1. Опускаясь вниз под действием силы тяжести, уголь проходит
через три условные зоны: предактивационную, активационную и послеактивационную. За
время продвижения сырья в предактивационной зоне происходит его обезвоживание и
предварительный нагрев за счет тепла газов, образующихся в процессе активации, тут же
происходит термическое разложение смолистых веществ, содержащихся в обрабатывае-
мом материале, на летучие газы и их удаление через патрубок для отвода газов, образую-
щихся в процессе активации 7. Эти физико-химические процессы, протекающие с
поглощением тепла, позволяют уменьшить энергозатраты процесса активации на нагрев
сырья и значительно снизить температуру газов, образующихся в процессе активации, для
их последующей утилизации в качестве вторичных энергоресурсов.
После предактивационной зоны очищенный и разогретый уголь попадает в зону акти-
вации с температурой 850-900 °С, где подвергается окислительному воздействию активи-
рующего агента, например перегретого водяного пара, вырабатываемого парогенератором
(на фигуре не показан) и подаваемого противотоком через патрубок подачи активирующе-
го агента 5 в корпус 1. Для ускорения процесса активации за счет турбулизации и интен-
сивного перемешивания пара, на него воздействуют упругими волнами, для чего патрубок
подачи активирующего агента 5 соединен с источником упругих волн 6, например свист-
ком, генерирующим упругие волны в диапазоне 15-100 кГц, в котором источником упру-
гих волн является механическая энергия потока самого пара. Эффективность
взаимодействия пара и зерен древесного угля и, следовательно, ускорения процесса обу-
славливается равномерностью распределения пара между частицами за счет его турбу-
лентной диффузии под воздействием упругих волн по всему объему обрабатываемого
угля. При любом расположении частиц угля газ поступает в пустоты между ними и кон-
тактирует со всей поверхностью каждой частицы за исключением точек соприкосновения
частиц друг с другом. Кроме того, за счет вышеназванных свойств пара дополнительно
обеспечивается возможность принудительного удаления газов, образующихся в процессе
активации и снижающих скорость протекания процесса активации.
Далее готовая продукция (активный уголь) поступает в послеактивационную зону, где
подвергается предварительному охлаждению активирующим агентом, например водяным
паром, тем самым разогревая пар до температуры зоны активации (перегретый водяной
пар). Постепенно продвигаясь к патрубку выгрузки готового продукта 4, активный уголь
достаточно охлаждается и поступает в устройство выгрузки (на фигуре не показано), про-
изводящее дозируемую выгрузку готовой продукции в приемную емкость холодильника
(на фигуре не показано) для последующего конечного ее охлаждения и переноса в упако-
вочную тару.
Газы процесса активации отводятся в охлаждающее устройство (на фигуре не показа-
но) для последующей утилизации в качестве вторичных энергоресурсов.
Предлагаемая установка компактна и проста в изготовлении и эксплуатации и предна-
значена для организации маломасштабного (малотоннажного) промышленного производ-
ства высококачественных углеродсодержащих сорбентов различных марок как в
стационарном, так и в мобильном варианте. Установка работает в непрерывном режиме.
Энергозатраты на получение 1 кг активированного угля составляют 3-5 кВт/ч в зависимо-
сти от производимой марки. Основные марки получаемых активных углей - БАУ по ГОСТ
6217-74 и ОУ по ГОСТ 4453-74. Возможно также изготовление углей с нужными потреби-

4. BY 6332 U 2010.06.30
4
телю физико-химическими показателями. Кроме того, возможно получение разнообраз-
ных марок других зерненых или гранулированных активированных углей - торфяных, ка-
менноугольных или косточковых.
Основными преимуществами предлагаемой установки, полученными за счет снабже-
ния ее источником упругих волн, что обеспечило циркуляцию и равномерное распределе-
ние активирующего агента в объеме обрабатываемого материала, являются:
высокая эффективность взаимодействия активирующего агента и обрабатываемого
материала;
максимально полное использование активирующего агента;
возможность принудительного удаления газов, образующихся в процессе активации,
снижающих скорость протекания процесса активации, перегретым паром;
значительная экономия энергоресурсов.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.