木質粉末活性炭:炭活化和後處理過程的物料與熱能估算

炭化活化和後處理過程的物料與熱能估算(按絕熱計)

(1)炭化、活化物料重概算:按“793”工藝數據,生產一噸木質粉末活性炭用含水率20%木屑3t,60波美度的氯化鋅溶液13.2t,按活化料計重新工藝概算,在高溫活化過程中應蒸發和汽化去液體7.658t,留下固形物活化料8.542t(活性炭絕幹重900kg+活化損耗後的氯化鋅重)。

(2)烘幹後的木質粉末活性炭半成品物料重概算:用離心脫水後含水率約70010的濕炭,需3t烘幹至含水量10%的活性炭1t;則需氣化去2.1t水分。

(3)回收氯化鋅和酸煮過程物料能耗概算:這裏用熱主要在於提高液體溫度,以便氯化鋅回收和酸煮除鐵之用。按生產經驗最後兩道回收料加液(2—3倍)以3倍計,最好pH值在4~4.6之間,加熱85℃,據試驗在85℃下溶解度比室溫下大5—6倍。若采用三道煮酸除鐵,則需要消耗9t80~90攝氏度溶液。現將生產過程主要能耗估算列於表13—1。

表13-1活性炭生產能耗估算表
  炭活化
過程能耗
  噸產品原材料消耗 (kg)   活化料 ( kg)   氣化物
( kg)
  炭活化 ( kCal) 需要高溫煙
道氣量( kg)
  ( kCal)   木屑
(含水率
20%)
  3000 活性炭生產得率900   2100 以900kg絕幹
炭折10%水分炭1t
 
    氯化鋅
(濃度 60波美度
  13200   氯化鋅7642     5558    
      小計     16200     8542     7658   900~ 5000C
  能耗
( kCal)
    751696   4740302   5491998   55052.1
  後處理回
收酸煮能
耗( kCal)
  氯化鋅回收和酸煮
( kg)
加熱水溫 加水重量
( kg)
  後處理( kCal) 500~ 200℃
    活化料     8542 最後一道加熱水溫100℃   2000    
    酸煮料   900 頭三道水溫 加熱90℃   9000    
    小計       11000    
能耗( kCal)       790000   790000   10558.6
  烘幹半成
品能耗
( kCal)
Meja活性炭半成品烘幹
( kg)
  固形物
( kg)
  汽化水
( kg)
  烘幹炭
( kCal)
500~ 200C
    半成品
(含水量70%)
  3000 絕幹900
(產品含水量10%)
  2100    
能耗( kCal)       15840  1299900  1315740  17585.4
炭活化能耗
總計( kCal)
7597738注:表中氯化鋅以無損耗計,烘幹炭以絕幹計
活性炭產量重為lOOOkg(含水量10010)
備  注:表
中熱焓均按
絕熱狀況下
計算的理論
值,在生產
中要以實際
的熱效率
折算
高溫煙道氣熱焓公式:I=595X +0.24T+0.47TX,式中T為溫度,X為空
氣濕含量,在一般狀況下取X=0. 02  kCal/kg幹空氣。經計算焰道氣:(l)
900℃的熱焓=236. 36kCal/kg煙道氣,(2) 500度的熱焓=136. 6kCal/kg煙
道氣。(3) 200C的熱焓=61. 78kCal/kg煙道氣。(4) 20C的熱焓=
16. 88kCal/kg煙道氣,以上按水的比熱、汽化熱、上式溫度按攝氏(℃)計
算。(A)活化過程需要的熱能=5491998kCal,需要900~ 500qC煙道氣為
55052. lkg。(B)回收酸煮需要熱量=790000kCal,需要利用炭活化後餘熱
500~ 200C煙道氣為10558. 6kg。(C)烘幹需要熱量1315740kCal.同上需要
500~ 200。C煙道氣17585. 4kg作熱源。
注:以上計算炭和氯化鋅兩者的比熱取0.  176

 

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