Hidrológiai Közlöny 1977 (57. évfolyam)

5. szám - Dr. Bauer Mária: Az aktívszén regenerálásának időszerű kérdései

228 Hidrológiai Közlöny 1977. 5. sz. Dr. Bauer M.: Az aktívszén regenerálásának 4. ábra. Fluidizált ágyas regeneráló berendezés Karlsruhe-i Egyetem kísérleti berendezése elhasználódott nedves szén a berendezés középpontja felé mozog, ahol a regeneráló gázok okozta fluidizáció a granulált szenet keresztül tereli a külső és belső falak által szabályozott kemencetéren, a kivezetőnyílás felé. Az üzemelési feltételek szabályozhatók a belépő gázok hőmérséklete és gőztartalmának változtatása, illetve a különböző gáz- és szén bevezetési módok alkalmazásával. Az új eljárás hatékonyságát és üzemelési feltételeit az elmúlt két év során tanulmányozta az említett egyetem kutatócsoportja, igen biztató eredményekkel. Nagy előnye az új eljárásnak, hogy a berendezésben nincs mozgó alkatrész a magas hőmérsékletű zónában. Az új eljárás bevezetése lehetővé teszi egészen kis — 50—100 kg/óra regenerálási teljesítményű — telepek építését is. Németországban a közeljövőben több ilyen kis telep épül, így ezután bővebb információk is rendelkezésre állnak majd az új eljárásról [3]. 4. A regenerálási mód kiválasztása Ahhoz, hogy bármely regenerálási eljárás hatékonyságát meghatározhassuk, analitikai mérés sorozattal kell meghatározni a szén alapvető sajátságait, amelyek a regenerálás során megváltoznak. Az adszorbeált, biológiailag nem bontható molekuláknak általában nagy a molekulasúlya, ezek főleg szénhidrogének, és erősen adszorbeálódnak a szén mikropórusaiban, a 10—30 Á átmérőjű tartományban. A regenerálás célja, hogy eltávolítsa az adszorbátumot a mikropórusokból, anélkül, hogy redukálná a szénszemcsék méretét külső oxidációval, kiégetéssel, vagy a pórusok megnagyobbodását okozná a pórusok belsejében fellépő, belső kiégéssel. Amikor a makropórusokban a pórusok megnagyobbodása lép fel (30—50 000 Á átmérő között), a szénrészecskék elveszítik keménységüket, ellenállóképességüket a koptatással szemben, és a normális kezelés során könnyen apróbb részecskékké töredeznek. Ha a megnagyobbodás a mikropórusokban jön létre, ezek idővel makropórusokká nagyobbodnak, és a szén elveszíti aktivitásának egy részét. Az 1. táblázat azokat a fontosabb mérési lehetőségeket és tulajdonságokat foglalja össze, amelyek alapján a szén aktivitását, ill. fizikai tulajdonságainak megváltozását mérhetjük. A szemcsesűrű1. táblázat Az aktívszén alapvető tulajdonságainak mérése Vizsgálat vagy mérés Tulajdonság Szemcsesűrűség (Hg helyettesítéssel) Szemcse térfogat Tényleges sűrűség (He helyettesítéssel) A szón térfogata a szemcsékben Jód (J

2) szám A 10 A átmérőnél nagyobb pórusok fajlagos felülete Melasz szám A 28 Á-nál nagyobb átmérőjű pórusok fajlagos felülete Tömegsűrűség A szén tömeg szerinti térfogata, monitorozási célra Szita analízis Szemcseméret eloszlás ség a szénrészecskék külső kiégésének mérőszáma. A tényleges sűrűség a pórusokban visszamaradó, el nem szenesedett adszorbátum mennyiségét méri. Ha a reaktivált szén pórustérfogata kisebb mint az elhasznált széné, ez az adszorbátum jelenlétére, vagy maradékára utal a pórusokban (ez a szemcsesűrűség és a tényleges sűrűség adataiból számítható). A jód-szám a 10 Á-nél nagyobb átmérőjű pórusok felszíni területét méri, csökkenése egyaránt jelentheti a mikropórusok belső kiégés miatti megnagyobbodását, vagy adszorbátum maradék jelenlétét a mikropórusokban. A magyarázat függ a pórustérfogat-változás eredményétől. A melasz szám növekedése a mikropórusok makropórusokká történő nagyobbodását jelzi. Nagyarányú növekedése a szénrészecskék keménységének csökkenésével párosul. A tömegsűrűség ugyancsak használható a részecske térfogat mérésére, de a számítások hibához vezethetnek, miután a tömegsűrűség változhat a szemcseméret eloszlással is. Ez könnyű mérési lehetőség, ezért monitorozásra használják. 5. A regenerálás liároin lépcsője A nedves, elhasznált szén regenerálása három lépésben játszódik le. Ezek: 1. a szárítás, 2. az adszorbátum elszenesítése (pirolízis), 3. aktiválás. A szárítás jellemző hőmérsékleti tartománya az indulási hőmérséklet és 100 °C határok között van. A szenesítés, az adszorbátum pirolízise 100 °C— 815 °C között játszódik le. Ezalatt az adszorbátum 70%-a illékonnyá válik, a maradék pedig elemi szénné bomlik le. Az aktiválás, vagyis az adszorbátum pirolízise folytán felszabadult szén oxidációja 815 °C—926 °C határok között megy végbe. Ezek természetesen olyan lépcsők, amelyeket nem lehet megkerülni a regenerálás rövid ideje alatt. A gőzzéválás magas hőmérsékletet igényel, emiatt a szén hőmérséklete nem emelkedik 100 °C fölé mindaddig, amíg a víz el nem párolgott. Az adszorbátum pirolízise 100 °C-on nagyon lassú. Ugyancsak nagyon lassan halad előre a szén gőzzel történő oxidációja 742 °C hőmérséklet alatt. Amikor a szárított, elhasznált szenet 815 °C-ra hevítjük, ahol az aktiválás gyakorlatilag végbemegy, a szén már áthaladt a pirolízis hőmérsékleti tartományán is. A pirolízis magas hőmérsékleten igen gyorsan végbemegy, ezért 815 °C-on az adszorbátumból már csak elemi szén marad vissza a pórusokban. A har-