Приложение на активен въглен при възстановяване на пари

В продължение на десетилетия възстановяването на въглеводородните пари е незаменима част от операциите по зареждане на гориво. Тъй като през 90-те години на миналия век започна широкомащабното инсталиране на агрегати за регенериране на пари (VRU), принципът наадсорбция с активен въглен, последвана от регенерация под вакуумсе очертава като най-добрата налична техника за по-голямата част от приложенията. Изчислено е, че над 95% от новопостроените VRU по света приемат този процес. Когато са проектирани правилно, вакуумно{3}}системите с регенериран активен въглен осигуряват висока ефективност,-рентабилност, безопасност и изключителна надеждност-дори при минимални изисквания за поддръжка.

 

 

Преглед на процеса

Парите, обработени в VRU, са смес от въздух и летливи органични съединения (ЛОС), обикновено съдържащи 20–50% обемни ЛОС. VOC молекулите се състоят от по-леки съединения, които се изпаряват по време на зареждането на бензин, суров нефт или подобни вещества. Парата преминава през слой от активен въглен, който се отличава с огромна повърхност, съставена от милиони пори.Гранулиран активен въглен за лечение на ЛОСсе използва широко тук като класическа адсорбционна среда, където VOC компонентите се придържат към стените на порите чрез слаби междумолекулни сили (т.е. сили на Ван дер Ваалс). По време на този процес на адсорбция не настъпват химически промени нито в активния въглен, нито в молекулите на VOC. Благодарение на високия си адсорбционен капацитет, активният въглен може да намали въглеводородните емисии от VRU до изключително ниски нива.

VRU включва две или повече легла с активен въглен, работещи в цикъл на адсорбция/регенерация, като всеки цикъл обикновено продължава 10–15 минути.Гранулиран активен въглен за лечение на ЛОСобикновено се използва в такива-системи с няколко легла за надеждна циклична работа. По време на фазата на регенерация, вакуумна помпа намалява налягането във въглеродния слой до 40–80 mbar. Ниското налягане измества равновесието, прекъсвайки слабите връзки между ЛОС и активен въглен. След това VOC молекулите се отстраняват от слоя като поток с висока -концентрация (95% VOC по обем, 5% по обем въздух) чрез вакуумната помпа. Този поток протича в противоток през абсорбционна кула, където влиза в контакт с абсорбент (обикновено пресен бензин) и ЛОС компонентите се абсорбират в свежия абсорбент. Въздухът, излизащ от абсорбционната кула, все още наситен с малко количество ЛОС, се рециклира чрез смесването му със суровия захранващ газ с ЛОС, влизащ в адсорбционния слой. Това създава малък вътрешен рецикл без емисии.

 

 

Активен въглен

Обичайните суровини сакокосови черупки и въглища, които дават активен въглен с отличен адсорбционен капацитет и достатъчна механична якост, за да се избегне прекомерното образуване на прах.

Суровините по своята същност имат определена степен на порьозност и специфична повърхност от 10–15 m²/g. Въпреки това, по време на активиране-обикновено извършвано при 800–1100 градуса в атмосфера на окислителна пара-специфичната повърхност се увеличава до над1500 m²/g.

Микропорестата структура на активния въглен позволява ефективна адсорбция, докато мезопорите и макропорите служат като канали за потока. Следователно за активния въглен е изключително важно не само да има силно развита вътрешна повърхност, но също така да осигурява достъп до тази повърхност чрез мрежа от пори с различни диаметри.

 

Форма: ГранулиранАктивен въгленсрещуЕкструдиранАктивен въглен

Активният въглен се предлага и в дветеГранулиран активен въгленили екструдиран активен въглен. Гранулираният активен въглен обикновено е по-рентабилен-, но има тенденция да се утаява и да образува плътни региони. Тези региони имат по-висок спад на налягането и създават мъртви зони с високо-„насочване“ на потока във въглеродния слой. Неравномерната адсорбция и регенерация през слоя ще повлияят отрицателно на цялостната производителност на VRU.

Екструдиран активен въглене широко признат като най-добрият избор за VRU, тъй като е устойчив на установяване в гъсти мъртви зони. В VRU екструдираният активен въглен обикновено има диаметър от4 мм. Важно е да се избягва смесването на въглероди с различни диаметри, тъй като това води до по-плътно опаковане и по-висок спад на налягането в слоя.

 

Капацитет на адсорбция и остатъчен капацитет на адсорбция

Капацитет на адсорбциясе отнася до масата на допълнителни ЛОС, които могат да бъдат адсорбирани на единица маса активен въглен. Пресният въглерод обикновено има капацитет от30 тегл.%, което означава, че 1 kg въглерод може да адсорбира 0,3 kg ЛОС, преди да достигне пълно насищане. Възстановяването на въглерода до първоначалния му капацитет изисква повторно активиране с пара при 1000 градуса, но този процес причинява значителна загуба на въглерод-голяма част от въглерода се губи като прах. Това е непрактично за циклични системи, така че по-мекивакуумна регенерациясе използва вместо това. При вакуумно регенериране, дългосрочният-капацитет (наричан ощеработоспособност) активен въглен на-минерална основа обикновено е наоколо8 тегл.%. Разликата между свеж капацитет и работоспособност се определя катоостатъчен адсорбционен капацитет.

 

Топлина на адсорбция

Адсорбцията е екзотермичен процес. По време на нормална циклична работа на въглеродния слой, топлината на адсорбция повишава температурата с приблизително 10-20 градуса над околната среда. По-реактивните въглеводороди като кетони и алдехиди генерират значително по-високи температури в слоя. Някои активни въглени (особено на базата на-дърво и кокосови черупки-) са по-склонни къмтермично бяганеилигорещи точки, което налага изключване на VRU, продухване с инертен газ и охлаждане под строго наблюдение. Пресният въглерод проявява изключително висока реактивност, когато е изложен за първи път на пара, генерирайки значителна топлина. Температурите на леглото могат да се повишат до около 100 градуса, така чепървоначално зареждане (предварително-кондициониране)пресен въглерод в VRU трябва да се извършва от квалифициран персонал.

Ключова грижа, която трябва да избягвате, епрах, тъй като причинява загуби на спад на налягането, намалява капацитета чрез блокиране на повърхностните пори, ускорява износването на вакуумните и абсорбционните помпи, запушва филтрите и се натрупва в резервоарите за съхранение на бензин.

Всяка партида активен въглен трябва да бъде тествана за параметри, критични за работата на VRU:съдържание на прах, съдържание на влага, плътност, размер на частиците, твърдост и работоспособност.

 

Поддържане на оптимална производителност на активен въглен

В правилно проектиран VRU активният въглен обикновено има експлоатационен живот от10–20 години. Въпреки това, лошият дизайн, който не успява да поддържа благоприятни работни условия, може да съкрати живота до 4–5 години.

 

Движение на карбоново легло

В VRUs налягането се променя между атмосферно налягане и висок вакуум най-малко четири пъти на час. В началото на всеки цикъл вакуумната помпа дърпа силно, за да намали налягането до прага на десорбция. След регенериране налягането бързо се изравнява, за да се подготви леглото за адсорбция. Освен ако не е здраво задържано, това многократно издърпване и уплътняване кара въглеродните частици да се трият една в друга, износвайки се в прах. Въглеродът с-ниска якост се разгражда по-бързо, а гранулираният активен въглен се утаява по-лесно в по-плътни бучки. Дори екструдираният активен въглен с-висока якост-на минерална основа постепенно се износва в прах. Правилният дизайн на VRU трябва да предотвратява движението на въглерода и да контролира/минимизира силите (вакуум и изравняване), действащи върху въглерода.

Загубата на-маса, предизвикана от прах, е единственият най-важен фактор, ограничаващ живота на активния въглен-и може да бъде почти елиминирана с подходящ дизайн на VRU.

 

Дългосрочен остатъчен адсорбционен капацитет-

Както беше отбелязано по-рано, остатъчният адсорбционен капацитет е частта от първоначалния адсорбционен капацитет, която не може да бъде възстановена чрез вакуумна регенерация. Представлява пори, постоянно заети от VOC молекули, които не могат да бъдат отстранени чрез вакуум. Остатъчният адсорбционен капацитет се увеличава бавно с времето във всяка система, като постепенно намалява работния капацитет. Въглеродният капацитет обикновено намалява с няколко процентни пункта годишно. Добре-проектираните VRU включват първоначална граница на безопасност, за да компенсират този спад. Стабилната програма за поддръжка включва редовно вземане на въглеродни проби и анализ, за ​​да се определи предварително оптималното време за смяна.

 

Избор на оптимален активен въглен за VRU

Най-критичните критерии за избор на идеален активен въглен VRU са следните:

Ключови критерии за избор на VRU активен въглен

 

 

Наводняване на въглеродно легло

Потапянето на активен въглен в течен абсорбент причинява необратими щети. Предотвратете това чрез-системи за откриване на високо ниво при входа на парите и абсорбционната кула.

 

Увличане на аерозол във въглероден слой

Абсорбционната кула трябва да бъде оборудвана с елиминатор на мъгла и скоростите на потока през вакуумната помпа и абсорбционната кула трябва да се контролират, за да се избегне увличането на аерозол във въглеродния слой-това причинява необратимо увреждане на активния въглен.

 

Ако се интересувате от гранулиран активен въглен или екструдиран активен въглен и искате да ги използвате за възстановяване на маслените пари, можем да препоръчаме най-подходящия активен въглен за вас въз основа на вашите изисквания. Моля, не се колебайте да се свържете с нас по всяко време. За нас е чест да можем да ви помогнем!

Свържете се сега