Способ получения углеродсодержащего сорбента

 

Изобретение относится к области изготовления углеродсодержащих сорбентов для очистки сточных вод от нефти, нефтепродуктов и их производных . Цель - повышение адсорбционной емкости углеродсодержашего сорбента. Каменноугольное сырье сжигают при 1200-1500 С на тепловых электростанциях . Предварительно сырье подвергают помолу до размера частиц 10-500 мкм при содержании грубой фракции 90 мкм 10-70%. В результате термической обработки сырья при указанном температурном режиме увеличивается выход сорбента и получаемый продукт на 45- 80% состоит из углеродсодержащей фракции и на 20-55% - из частичек силикатов шаровидной формы. Сорбент используют для фильтрования воды, содержащей керосин в количестве 15- 20 мг/л и мазут в количестве 18 г/л. Эффективность очистки увеличивается на 20-25%, а скорость фильтрования - в 2-3 раза. 5 табл. S (Л ее 4 4 СО ою

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК фсэ Ap re г ч ° ! 1

1б

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1М% )

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ, ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3680678/31-26 (22) 27,12.83 (46) 15.10.87. Бюл, N 38 (71) Днепропетровский горный институт им. Артема (72) И. И. Мнушкин, П. А. Егоров, М, В, Сергиенко, В. В. )Кабо, В. Д. Мешко, A. Г. Навроцкий и В, Г. Калинин (53) 663,631.82(088,8) (56) Очистка и контроль сточных вод предприятий цветной металлургии,/.

Под ред. К. Б. Лебедева. — М.: Металлургия, 1983, с. 77, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩЕГО СОРБЕНТА (57) Изобретение относится к области изготовления углеродсодержащих сорбентов для очистки сточных вод от нефти, нефтепродуктов и их производ„„Я0„„1344738 А1 (51) 4 С 02 F 1/28 В 01 J 20/20 ных . Цель — повышение адс ор б цп онн ой емкости углеродсодержашего сорбента.

Каменноугольное сырье сжигают при ! 200-1500 0 на тепловых электростанциях. Предварительно сырье подвергают помолу до раэмера частиц 10-500 мкм при содержании грубой фракции 90 мкм

10-70Х. В результате термической обработки сырья при укаэанном температурном режиме увеличивается выход сорбента и получаемый продукт на 45807 состоит из углеродсодержащей фракции и на 20-557. — из частичек силикатов шаровидной формы. Сорбент используют для фильтрования воды, содержащей керосин в количестве 1520 мг/л и мазут н количестве 18 г/л.

Эффективность очистки увеличинается на 20-257., а скорость фильтрования в 2-3 раза. 5 табл.

1344738

Изобретение относится к изготовлению углеродсодержащих сорбентов для очистки сточных вод от нефти, нефтепродуктов и их производных и может быть использовано в энергетике, металлургии, химической технологии, горном деле и других областях промышленности..

Цель изобретения — повышение адсорбциониой емкости углесодержащего сор бента, Для получения сорбента каменноугольное сырье подвергают угрубленному помолу до размера частиц 10500 мкм при содержании груоой фракции +90 мкм 10-70 и сжигают в котлоагрегатах тепловых электростанций (ТЗС) при )200-1500 С. В результате термической обработки такого каменноугольного сырья при укаэанном темпера урном режиме увеличивается выход сорбеята и получаемый продукт на 45807 состоит из углесодержащей фракции и на 20-557 из частичек силикатов шаровидной формы.

Минеральная составляющая сорбента представлена частицами алюмосиликатов шаровидной формы, наличие которых позволяет увеличить скорость фильтрования очищаемых вод через слой сорбента, а также повысить эффективность их очистки. Наличие в составе фильтрующей смеси частичек угля и алюмосиликатов, обладающих различными гидрофобными свойствами, увеличивает сорбционную способность фильтра.

Сочетание указанных свойств у сор бента делает его особенно эффективным при очистке сточных вод от вязких нефтепродуктов, При перемешивании сорбента со сточными водами, загрязненными, например, мазутом и вязкими машинными маслами, происхо,цит маслянач агломерация, т,е. образование агломератов типа гранул pasмером 1-5 мм, состоящих из частиц сорбента.

Масляная агломерация происходит при определенном значении рН раствора: 9-9,5. Такое оптимальное значение рН,цостигается в растворе при использовании со бента, в состав которого входя-. оксиды щелочных и щелочноземельных металлов в указанных количествах и соотношениях (гм. табл. )).

Сорбент, полученный по предложенному способу, в отличие от известных позволяет производить очистку сточных вод от вязких нефтепродуктов, содержание которых может изменяться от нескольких милиграмм на литр до, десятков грамм на литр, Из табл. 2 видно, что уменьшение содержания угольной фракции менее

457. снижает эффективность очистки за счет снижения сорбционной способности смеси и ухудшает условия последующего ее сжига;ия, Увели ..ние содержания угля свыше 80% не влияет на полноту очистки сточных вод.

Содержание в фигьтрующей смеси менее 207 алюмосиликатов уменьшает скорость фильтрации загрязненных вод, Увеличение содержания алюмосиликатов более 457 уменьшает степень очистки за счет снижения сорбционной емкости смеси. Сорбент, насыщенный аполярными поверхностно-активными веществами, регенерации не подвергается, так как представляет собой дешевый материал и сжигается в топках котлов.

Сжигание сырья (неугрубленного помола) по известному способу производится при температуре до 1800 С в факеле котлоагрегата. Количество частиц угля, пбдаваемого в топку котлоагрегата, а также время их пребывания в топке как и в предложенном спо-, собе остаются постоянными, Угрубление помола сырья (содержание фракции +90 мкм ()0-70%) приво= дит к понижению среднемассовой температуры в топках до 1200-1500 C. При большей крупности частиц температура становится ниже 1200 С и процесс горения протекает. неустойчиво, термическая обработка сырья происходит малоэффективно, в результате чего выход годного продукта снижается, В табл, 3 приведены данные по влиянию содержания фракции +90 мкм в исходном сырье на количественный состав компонентов сорбента и его эффективность при одноразовой очистке воды °

Как видно из табл, 3 для углей марки AU этот процесс наступает при содержании в исходном сырье фракции

+90 мкм более 407, а для марки Г— более 707., Пример 1, Камень оyгольноe сырье марок АШ (зольность 353) и Г

Формула изобретения

Способ получения углеродсодержащего сорбента путем сжигания каменноугольного сырья на тепловых электростанциях, отличающийся тем, что, с целью повышения адсорб. ционной емкости сорбента, на сжига. ние подают. каменноугольное сырье размером частиц 10-500 мкм, причем фракция размером частиц +90 мкм составляет 10-70, и процесс ведут при 1200-1500 С.

Таблица 1

Содержание, на сухое вещество

Продукт

SiO> Fe>O > CaO MgO SO> А1 0 TiO> Р О К О Na>0 С

Сорбент 22,57 5,62 0,99 0,50 0,20 7,67 0,25 0,41 1,40 0,30 60,0

49э66 12э 32 2ю 18 1э27 Оэ44 12э87 0 ° 53 Оь90 3е10 Оэ67 12ьО

Зола

3 13447 (зольность 30 ) с различной степенью помола (размер частиц 10-500 мкм, содержание фракции +90 мкм 10-70 ) сжигают в котлоагрегате при 12005

1500 С. Полученный сорбент используют для фильтрования воды, содержащей керосин в количестве 15-20 мг/л и мазут в количестве 18 г/л.

Выбор гранулометрического состава исходного сырья для получения сорбента по предлагаемому способу определяется маркой углей. Угли марки АШ и, частично, тощие угли должны применяться с содержанием фракции +90 мкм

10-40Х, а угли с более низкой степенью метаморфизма, например марки

Г и Ж, надо использовать более грубого помола: содержание фракции

+90 мкм 50-70, Удельная поверхность сорбента (эолы), получаемого по известному способу из различных марок углей составляет 1,1-5,9 м /r. Удельная поверхность сорбента в предложенном 25 способе превосходит эту величину как в результате роста содержания угольной фракции, так и пористости угольных частиц. Она равняется 20-30 м /r для ъ разных фракций углей с тенденцией увеличения для углей с низкой степенью метаморфизма (марки Ж и Г).

Сравнительные данные по скорости фильтрования и степени очистки от керосина приведены в табл. 4, Пример 2. Каменноугольное сырье марки Т с различной степенью помола (размер частиц 1-500 мкм) сжигают в котлоагрегате при 12001500 С. Полученные смеси, содержащие 40 различное количество угольной фракции (25-85 ) и алюмосиликатов (1575X), используют для фильтрования

38

4 воды, содержащей керосин в количестве 15-20 мг/л. Высота фильтрующего слоя 45-50 мм, Пример 3. Для разовой очистки СВ с содержанием мазута 18 г/л применяют фильтрование через слой сорбента высотой 45 мм на вакуумном фильтре. Предварительно сточные воды перемешивают с сорбентом. Регулирование вакуума во всех случаях достигают постоянной скорости фильтрования, В качестве сорбентов использовали АУ БАУ-1, золу-унос ТЭЦ и предлагаемый сорбент (табл ° 5).

Таким образом, применение предлагаемого способа получения углеродсодержащего сорбента позволяет улучшить его сорбционные свойства и, как следствие, повысить степень очистки сточных вод и увеличить скорость фильтрования. По сравнению с известными сорбентами эффективность очистки- увеличивается на 20-25, а скорость фильтрования в 2-3 раза, Кроме того, способ позволяет удешевить фильтрующую смесь, увеличить выход сорбента и расширить базу сорбционных материалов.

Таблица 2

Степень

Содержание компонентов, мас. Х

76,3

4,1

17,2

25

87,3

2,0

16,4

94,3

0,9

l5,8

97,4

0 5

19,5

55

97,8

0,4

18 9

15,2

98,2

0,3

98,2

0,3

16,7

85

Таблица 3

Уголь АШ

77,6

18

75,3

31

84е7 86,3

45

98,2

99,6

99,8

53

98,3

50 Процесс сжигания протекает неустойчиво

Уголь Г

l,2

98,8 1,0 1,2

9851,113

1,5

98,3 1,4 1,5

1,7

9,8

40,4 42,7

90,2

2l,7

78,3 85,4 87,1

38,3

61,7

96,7 97,3

47,2

52,8 98,7 99,4

80

Процесс сжигания протекает неустойчиво

Угольная фракция

Алюмо силикаты

1344738 !

Содержание керосина в воде, мг/л

До фильтра- После фильтции рации очист ки, 7

1344731

Т аблица 4

Фильтрующнй мате" риал

Степень очистки

Сорбент по способу предлагаемому 4-5

0,5

96,7

1, 5" 2

3-4

80,0-73,3 известному

Таблица 5

Фильтрующий Скорость материал фильтров, м /м - ч

Степень очистки, Ж

Зола-унос по известному способу

11,4 36,7

0,3

Активированный уголь

4,3 76,1

0,3

Предлагаемый сорбент

0,3

0 09 99,5

Составитель Л, Ананьева

Редактор М. Товтин Техред .Л.Сердюкова Корректор И, Эрдейи

Заказ 4883/25 Тираж 850 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Скорость фильтрования, м/ч

Содержание керосина в очищенной воде, мг/л

Содержание мазута в очищенной воде, г/л