Ускорение остывания древесного угля после пиролизной печи

[pankov.vd]

Добрый день!
Нужна помощь знатоков.
Занимаемся выпаливанием дерева в пиролизной печи, соответственно конечным продуктом является древесный уголь.
Весь процесс занимает порядка 6-7 дней. 2 - 2.5 дня выпаливаем дерево, остальные 3 - 3.5 дней древесный уголь остывает, охлаждается.

Теперь к сути вопроса. Т.к процесс остывания занимает много времени, мы начали искать способ "как быстро остудить древесный уголь после процесса пиролиза?"

Нам пришла в голову следующая идея - ускорить процесс остывания за счет принудительного впрыскивания углекислого газа.
Но перед тем как перейти к практики и в итоге натворить делов решил спросить у знатоков.

Вопрос следующий:
1.Как лучше ускорить процесс остывания древесного угля? (чтобы было не дорого)
2. Можно ли остудить древесный уголь за счет добавления циркуляции углекислого газа через камеру выжега?


Спасибо всем, за помощь!

[serg1]

Так вам таки "быстро" или "не дорого"?
Если первое- то залить жидким азотом (кстати, он тоже не сильно дорог, если оптом).
А если более подробно- то надо разбираться в конструкции печи, можно ли сделать к ней водоохлаждаемую рубашку, или продувку инертным газом с его охлаждением и рециклом. И с требованиями к углю, и к техпроцессу вообще. Вот в металлургии, например кокс тушат водой и (почти) ничего. Единственное, что воду можно впрыскивать сильно не сразу, а чуть подстыв, условно от 500 о С до комнатной.

[pankov.vd]

Так вам таки "быстро" или "не дорого"?

Вопрос именно в ускорении остуживания уже выпаленного древесного угля, т.к. его температура будет в приделах 500-600С и остывает он до 4х дней. Если открыть пиролизную камеру раньше времени, не дав углю при этом остыть, то будет самовозгорание.

Если запустить циркуляцию углекислого газа или азота, это ускорит охлаждение? Превратится ли углекислый газ\азот в что-то ядовитое или взрывоопасное при температуре 600С ? (Так как с древесным углем будут работать и в дальнейшем использовать люди, не хотелось бы их отравить или подорвать)

[dmr]

Не во что ядовитое при 500~600° не превратится

[dmr]

От жидкого азота, уголь то быстро остынет, но печь тоже лопнет, или потрескается.

[antabu]

Превратится ли углекислый газ\азот в что-то ядовитое или взрывоопасное при температуре 600С ? (Так как с древесным углем будут работать и в дальнейшем использовать люди, не хотелось бы их отравить или подорвать)[/b]

C + CO2 = 2CO
C азотом не реагирует.

[pankov.vd]

Превратится ли углекислый газ\азот в что-то ядовитое или взрывоопасное при температуре 600С ? (Так как с древесным углем будут работать и в дальнейшем использовать люди, не хотелось бы их отравить или подорвать)[/b]

C азотом не реагирует.

Т.е. углекислым газом лучше не остужать? А вот азотом можно?

[pankov.vd]

От жидкого азота, уголь то быстро остынет, но печь тоже лопнет, или потрескается.

1. Уголь можно остудить быстро азотом и это никак не повлияет на конечный продукт?
2. Если камеру (печь) остудить постепенно, удастся сохранить печь? материал пиролизной камеры (печи) - обычный металл стенка 4мм.

[serg1]

1. Да, с точки зрения химии. Но с точки зрения механики могут куски покрошиться на более мелкие.
2. Если лить/дуть не на стенки а на уголь и не все сразу- ничего не будет и с печью. В любом случае циклика нагрев-охлаждение изнашивает металл, отваливается окалина, ускоряется окисление. "условно безопасно для металла" на первый прикид- охладить с 500 до 100 оС за полсуток, если надо быстрее- надо экспериментировать на образцах.

ЗЫ А где вы есть и почем у вас уголь, и какая у него зольность в итоге?

[chemist]

Задачка сильно попахивает ТРИЗовской. Самое простое решение - выгрузка угля в другую, герметически соединённую с печью ёмкость (охладитель), в которой в простейшем случае можно оставить на самоохлаждение, но лучше тепло утилизовать для пользы дела. Понятно, что охладитель должен быть запитан инертным газом чтобы не произошло возгорание. Освободившуюся печь, ещё горячую, можно загружать новым сырьём опять-таки под азотом чтобы не пыхнуло.

[avor]

Вариант первый. Если изменить конструкцию печи пиролиза. Например уголь находится в многотрубной печи(трубчатый теплообменник), которая нагревается топочными газами, а потом охлаждается например потоком воздуха или другого газа или даже водой. Это, так сказать, вариант, требующий больших капитальных затрат.

Другой вариант разбиение большой пиролизной печи на много малых. Небольшой пиролизных сосуд будет остывать гораздо быстрее, из-за своей меньшей теплоемкости. Небольшой сосуд легко транспортируется и его легко перемещать по технологической линии, для всевозможных операций. Грубо говоря засунули блок с пиролизуемым материалом в печку, от пиролизовали, вынули и поместили в блок охлаждения, где его поливают водой или жидким азотом. Дёшево в реализации, дорого в эксплуатации, потому что в первом варианте вторичное тепло от охлаждения угля можно легко использовать для получения электроэнергии и тепла бытового назначения, а во втором случае это сделать затруднительно.

[Nbveh]

Можно сделать вариант как в случае печь + регенератор (нужно думать над количеством). В печи получаем уголь для начала ее греем теплом от охлаждаемой печи (камера прогревается теплоносителем), далее подаем бедную кислородом газовую смесь (тут уже охлаждаем для получения тепла), После получения кокса печь охлаждаем, полученное тепло используем для обогрева печи.
Думаю уместно автору посмотреть на схемы устновок УЗК

При температурах более 500 нас должно беспокоить больше радиантное охлаждение нежели конвекционное. Поэтому лучший вариант охлаждения это печь с вертикальными радиантными трубами в которые подается подготовленная вода и получается пар высокого давления, т.е. паровой трубчатый котел, только вместо газа там будут дрова ))

Если стенки будут непрерывно охлаждаться во время получения, а после охлаждаться, то температурные перепады будут только во время выемки угля и загрузки сырья.

[Dilitiypolidivinil]

Так вам таки "быстро" или "не дорого"?
Если первое- то залить жидким азотом (кстати, он тоже не сильно дорог, если оптом).
А если более подробно- то надо разбираться в конструкции печи, можно ли сделать к ней водоохлаждаемую рубашку, или продувку инертным газом с его охлаждением и рециклом. И с требованиями к углю, и к техпроцессу вообще. Вот в металлургии, например кокс тушат водой и (почти) ничего. Единственное, что воду можно впрыскивать сильно не сразу, а чуть подстыв, условно от 500 о С до комнатной.

В коксопроизводстве коксовый пирог выталкивают в вагон, а уже потм, когда вагон наполнится, проливают водой. Тут наверное также можно сделать. Если делать быстро, то сгорит незначительна часть угля.