Bug'ni qayta tiklashda faollashtirilgan uglerod ilovalari

O'nlab yillar davomida uglevodorod bug'larini qayta tiklash yoqilg'i yuklash operatsiyalarida ajralmas jarayon bo'lib kelgan. 1990-yillarda bug 'qayta tiklash qurilmalari (VRU) keng miqyosda o'rnatilgandan- beri faollashtirilgan uglerod adsorbsiyasiga, so'ngra vakuumni qayta tiklashga asoslangan texnologiya paydo bo'ldi.eng yaxshi mavjud texnologiya (BAT)ilovalarning katta qismi uchun. Hisob-kitoblarga ko'ra, butun dunyo bo'ylab yangi qurilgan VRUlarning 95% dan ortig'i ushbu jarayonni qo'llaydi. Vakuum{3}}qayta tiklangan faol uglerod tizimi toʻgʻri loyihalashtirilganda, hatto minimal texnik talablar boʻlsa ham, yuqori samaradorlik, -xarajat samaradorligi, xavfsizligi va oʻta ishonchliligi- bilan faxrlanadi.

 

 

Jarayon tavsifi

VRUda ishlov beriladigan bug 'havo va uchuvchi organik birikmalar (VOC) aralashmasi bo'lib, odatdaHajmi bo'yicha 20-50% VOC. VOC molekulalari benzin, xom neft yoki shunga o'xshash mahsulotlarni yuklash paytida bug'langan engilroq birikmalardan iborat. Bug 'faollashtirilgan uglerod to'shagidan o'tadi, u millionlab g'ovaklardan tashkil topgan ulkan sirt maydoniga ega. Faollashgan uglerodni ingl"molekulyar shimgich", bu erda VOC komponentlari deb nomlanuvchi zaif molekulalararo kuchlar orqali g'ovak devorlariga yopishadiVan der Vaals kuchlari. Ushbu adsorbsiya jarayonida faollashtirilgan uglerod yoki VOC molekulalarida hech qanday kimyoviy o'zgarishlar yuz bermaydi. Faollashtirilgan uglerodning yuqori adsorbsion qobiliyati tufayli VRUlardan uglevodorod chiqindilarini juda past darajaga kamaytirish mumkin.

 

VRU ikkita yoki undan ortiq faollashtirilgan uglerod yotoqlarini o'z ichiga oladiadsorbsiya/regeneratsiya velosiped rejimi, har bir tsikl odatda 10 dan 15 minutgacha davom etadi. Regeneratsiya bosqichida vakuum pompasi uglerod qatlami ichidagi bosimni kamaytiradi40-80 millibar. Bu past bosim muvozanatni siljitadi, VOC va faol uglerod o'rtasidagi kuchsiz kuchlarni buzadi va VOC molekulalarining vakuum pompasi orqali uglerod qatlamidan yuqori-konsentratsiyali gaz oqimi sifatida chiqishiga imkon beradi (Hajmi bo'yicha 95% VOC va 5% havo). Gaz oqimi teskari oqim orqali o'tadiassimilyatsiya minorasiu changni yutish vositasi (odatda yangi benzin) bilan aloqa qilganda va VOC komponentlari shu bilan yangi changni yutish vositasiga so'riladi. Assimilyatsiya minorasidan chiqadigan havo, hali ham oz miqdordagi VOClar bilan to'yingan, adsorbsion uglerod qatlamiga kiruvchi VOC{1}}yuklangan ozuqa gazi bilan aralashtirish orqali qayta ishlanadi. Bu bilan kichik ichki pastadir hosil qiladinol emissiya.

Faollashtirilgan uglerod

Keng tarqalgan ishlatiladigan xom ashyo Yuanli GRP va HEM seriyasidir. Bunday faollashtirilgan uglerod mukammal adsorbsiya qobiliyatini namoyish etadi va ortiqcha chang hosil bo'lishining oldini olish uchun uning mexanik kuchini ta'minlash kerak.

 

Xom ashyo allaqachon ma'lum darajada g'ovaklikka ega va har bir gramm uchun 10-15 kvadrat metr o'ziga xos sirt maydoniga ega. Biroq, faollashtirish jarayonida{3}}odatda oksidlovchi bug 'atmosferasida 800 darajadan 1100 darajagacha bo'lgan haroratlarda -o'tkaziladi, ularning o'ziga xos sirt maydoni bir gramm uchun 1500 kvadrat metrgacha oshadi.

 

Faollashgan uglerodning mikro gözenekli tuzilishi adsorbsiya uchun samarali vositani ta'minlaydi, mezoporlar va makroporlar esa molekulyar transport kanallari uchun juda muhimdir. Shu sababli, faollashtirilgan uglerod nafaqat yuqori darajada rivojlangan ichki sirt maydoniga ega bo'lishi, balki ushbu sirtga kirishni ta'minlaydigan turli diametrli teshiklar tarmog'iga ega bo'lishi juda muhimdir.

 

Morfologiya - donadormi yoki granulalanganmi?

Faollashtirilgan uglerod granulalar yoki ekstrudirovka qilingan granulalar shaklida mavjud. Donador faollashtirilgan uglerod odatda eng tejamkor variant-dir, lekin u bir joyga to'planib, zich zonalarni hosil qiladi. Bu zonalar uglerod qatlami ichida yuqori bosim tushishi va o'lik bo'shliqlarni hosil qiladi, bu esa gazning yuqori-o'tkazuvchanlik yo'llari orqali oqib o'tadigan kanallarga olib keladi. Butun uglerod qatlami bo'ylab notekis adsorbsiya va regeneratsiya bug'ni qayta tiklash qurilmasining (VRU) umumiy ishlashiga salbiy ta'sir qiladi.

 

Pelletlangan faol uglerod faollashtirilgan uglerod kukunini bog'lovchi bilan aralashtirish va aralashmani silindrsimon shakllarga chiqarish orqali ishlab chiqariladi. U VRU uchun eng yaxshi tanlov sifatida keng tarqalgan, chunki u qadoqlash va o'lik zonalarni shakllantirishga kamroq moyil. VRU ilovalarida granulalangan faollashtirilgan uglerod odatda 4 millimetr diametrga ega. Tanqidiy jihatdan, turli diametrli faollashtirilgan uglerodni aralashtirmaslik kerak, chunki bu qattiqroq qadoqlash va uglerod to'shagida yuqori bosimning pasayishiga olib keladi.

 

Imkoniyat va qoldiq adsorbsiya

Adsorbsion sig'im deganda faollashtirilgan uglerod massasi birligiga qo'shimcha ravishda adsorbsiyalanishi mumkin bo'lgan uchuvchi organik birikmalar (VOC) massasi tushuniladi. Yangi faollashtirilgan uglerod odatda og'irligi bo'yicha 30% sig'imga ega, ya'ni 1 kilogramm uglerod to'liq to'yinganlikdan oldin 0,3 kilogramm VOCni o'zlashtirishi mumkin. Uglerodni asl quvvatiga to'liq tiklash uchun 1000 graduslik bug' yordamida qayta faollashtirish talab qilinadi. Biroq, bu jarayon uglerodning sezilarli darajada emirilishiga olib keladi, uglerodning katta qismi chang sifatida yo'qoladi. Uning tsiklik tizimlarda amaliy emasligini hisobga olgan holda, uning o'rniga yumshoqroq vakuumli regeneratsiya usuli qo'llaniladi. Vakuum regeneratsiyasi orqali mineral asosidagi faol uglerodning uzoq muddatli quvvati (shuningdek, "ish quvvati" deb ham ataladi)-odatda og'irligi bo'yicha 8% ni tashkil qiladi. Yangi quvvat va ish qobiliyati o'rtasidagi farq "qoldiq adsorbsiya" deb ataladi.

 

Adsorbsiya issiqligi

Adsorbsiya jarayoni ekzotermikdir. Uglerod to'shagining normal tsiklik ishlashi paytida chiqarilgan issiqlik haroratni atrof-muhit haroratidan taxminan 10-20 darajaga oshiradi. Ba'zi uglevodorodlar, masalan, ketonlar va aldegidlar ko'proq reaktivdir va uglerod qatlamida yuqori harorat ko'tarilishiga olib kelishi mumkin. Faollashgan uglerodning ayrim turlari-ayniqsa, yog'och va hindiston yong'og'i qobig'idan olinganlar- "termik qochqin" yoki "issiq nuqtalar" ga ko'proq moyil bo'lib, ular VRUni o'chirish, uni inert gaz bilan tozalash va yaqin nazorat ostida sovutishni talab qiladi. Yangi faollashtirilgan uglerod birinchi marta bug'larga duchor bo'lganda, u yuqori reaktivlikni namoyon qiladi va sezilarli issiqlik hosil qiladi. Uglerod to'shagi ichidagi harorat 100 darajaga ko'tarilishi mumkin, shuning uchun VRUlarda yangi uglerodni ishga tushirish (shuningdek, "oldindan yuklash" deb ham ataladi) o'qitilgan mutaxassislar tomonidan amalga oshirilishi kerak.

 

Asosiy tashvish: changdan qochish

Chang oldini olish kerak bo'lgan muhim muammodir, chunki u bosimning pasayishiga olib keladi, sirt teshiklarini yopish orqali adsorbsiya qobiliyatini pasaytiradi, vakuum nasoslari va assimilyatsiya nasoslarining haddan tashqari eskirishiga olib keladi, filtrlarni bloklaydi va benzin saqlash tanklarida to'planadi.

Faollashtirilgan uglerodning har bir partiyasi VRU ishlashi uchun muhim bo'lgan parametrlarga, jumladan, chang miqdori, quruqlik, zichlik, zarrachalar hajmi, qattiqlik va ish qobiliyatiga nisbatan sinovdan o'tishi juda muhimdir.

 

Faollashtirilgan uglerod uchun optimal ish sharoitlarini ta'minlash

To'g'ri ishlab chiqilgan VRUda faollashtirilgan uglerodning xizmat qilish muddati odatda 10 dan 20 yilgacha. Biroq, VRU dizayni uglerod uchun qulay ish sharoitlarini ta'minlay olmasa, uning xizmat qilish muddati 4-5 yilga qisqarishi mumkin.

 

Karbon to'shagi ichidagi harakat

VRUlarda bosim atmosfera bosimi va chuqur vakuum o'rtasida soatiga kamida to'rt marta aylanadi. Har bir regeneratsiya davrining boshida vakuum nasosi bosimni desorbsiya chegarasiga tushirish uchun to'liq quvvat bilan ishlaydi. Regeneratsiya tugallangandan so'ng, uglerod qatlamini keyingi adsorbsion tsiklga tayyor holatga qaytarish uchun bosim tezda tenglashtirilishi kerak. Agar uglerod to'shagi ishonchli tarzda o'rnatilmasa, bu doimiy tortish va surish kuchi uglerod zarralarining bir-biriga ishqalanishiga va changga aylanishiga olib keladi. Shubhasiz, past quvvatli uglerod- tezroq parchalanadi va donador uglerod bo'laklarga zichroq joylashadi. Hatto qattiq, mineral asosidagi granulalangan uglerod ham asta-sekin eskirib, vaqt o'tishi bilan chang hosil qiladi. Uglerod harakatining oldini olishdan tashqari, quduq{8}}moslashtirilgan VRU uglerod qatlamiga ta'sir qiluvchi kuchlarni (vakuum va bosimni tenglashtirish) ham nazorat qilishi va kamaytirishi kerak.

Odatda, chang hosil bo'lishi natijasida uglerodning ommaviy yo'qolishi faollashtirilgan uglerodning xizmat qilish muddatiga ta'sir qiluvchi yagona muhim omil bo'lib-va uni to'g'ri VRU dizayni orqali deyarli butunlay oldini olish mumkin.

 

Uzoq{0}}Muddatli qoldiq adsorbsiya

Yuqorida ta'kidlab o'tilganidek, qoldiq adsorbsiya deganda vakuum regeneratsiyasi orqali qayta tiklanmaydigan dastlabki adsorbsiya qobiliyatining bir qismi tushuniladi. Uni vakuum bilan olib tashlab bo'lmaydigan VOC molekulalari doimiy egallagan teshiklar sifatida ko'rish mumkin. Har qanday tizimda qoldiq adsorbsiya vaqt o'tishi bilan asta-sekin o'sib boradi, natijada ish qobiliyati asta-sekin pasayadi. Yillik quvvatning bir necha foizga qisqarishini kutish kerak. Yaxshi ishlab chiqilgan VRUlar-bu pasayishning o‘rnini qoplash uchun dastlabki xavfsizlik chegarasini o‘z ichiga oladi. To'g'ri VRU ta'mirlash dasturining bir qismi sifatida uglerod namunalari vaqti-vaqti bilan uglerodni almashtirish vaqtini oldindan aniqlash uchun olinishi va tahlil qilinishi kerak.

 

Parametr	Maqsadli talab	Optimal tanlash
Uglerodli qatlam oqimining taqsimlanishi	Yagona oqim taqsimoti VRU ning eng uzoq xizmat muddati, eng past bosim tushishi va maksimal umumiy quvvatini ta'minlaydi.	Diametri 4 mm bo'lgan granulalangan uglerod
Chang	Dastlabki chang miqdori past	Chuqur tozalash va tez-tez partiya namunalarini olish sinovlaridan o'tgan uglerod
Mexanik quvvat	Qattiq, yuqori{0}}qattiqlikdagi uglerod changga bo'linish va parchalanishga qarshilik ko'rsatib, uzoq xizmat muddatini ta'minlaydi.	Mineral{0}}asosli, yuqori sifatli uglerod, aniqlangan qattiqlik/eskilik indeksi
Ishlash qobiliyati	VRU ning uzoq muddatli samaradorligini taʼminlash uchun yetarli darajada yuqori, lekin haddan tashqari yuqori emas (chunki bu termal qochib ketish xavfini oshiradi)	Toʻliq uzoq muddatli ish qobiliyatini qayd etgan-mineral asosidagi uglerod
Zichlik	Uglerod miqdori har doim og'irlik bilan belgilanadi, ammo zichlikdagi sezilarli o'zgarishlar uglerod idishining o'lchamlarini hisoblashda buni asosiy omilga aylantiradi.	Ish qobiliyati zichlik bilan bog'liq bo'lishi kerak; har bir partiyaning quruq massa zichligi tekshirilishi kerak
Past bosim tushishi	Osonlik bilan zich bo'laklarga to'planmaydigan uglerod	Diametri 4 mm bo'lgan granulalangan uglerod
Xavfsizlik/Avtomatik yonish harorati	Yuqori o'z-o'zidan yonish harorati uglerod to'shagida termal qochib ketishdan kattaroq xavfsizlik chegarasini ta'minlaydi.	Mineral-based carbon with documented autoignition temperature >450 daraja
	Zich bo'laklar issiq joylarni hosil qilish ehtimoli ko'proq	Donador uglerodga nisbatan granulalangan uglerod afzalroqdir

 

Bug 'qayta tiklash qurilmalari uchun optimal faollashtirilgan uglerodni tanlash

Bug 'qayta tiklash qurilmalari (VRU) uchun ideal faollashtirilgan uglerodni tanlashda eng muhim mezonlar quyidagilardan iborat:

Karbon to'shagini suv bosishi

Faollashgan uglerodni suyuq changni yutish vositasiga botirish qaytarilmas zararga olib keladi. Buni bug 'kirish va assimilyatsiya minorasiga yuqori{1}}tegishli yuqori darajadagi aniqlash moslamalarini o'rnatish orqali oldini olish kerak.

Aerozolning uglerod to'shagiga kirishi

Assimilyatsiya minorasi tumanni yo'q qilish moslamasi bilan jihozlangan bo'lishi va vakuum pompasi va assimilyatsiya minorasi orqali oqim tezligi uglerod to'shagiga aerozol kirishining oldini olish uchun nazorat qilinishi muhim-bu faollashtirilgan uglerodga qaytarilmas zarar yetkazadi.