Способ получения порошкообразного углеродного сорбента

 

Изобретение относится к химической технологии, конкретно к гголучению порошкообразных углеродных сорбентов, и позволяет в 2-5 раз повысить их сорбционную активность, а также снизить энергозатраты при их получении. Сущность способа заключается в проведении карбонизации и активации углерод содержащего материала продуктами его сгорания, выделившимися при его пропускании в пнемотранспортном режиме через высокотемпературную зону . Эта зона ограничена псевдоожижен- „ ным слоем инертных и/или каталитичес- S ки активных, и/или угольных частиц. Процесс получения сорбентов ведут с выводом 60-90% продуктов сгорания из верхней части зоны при 550-850 с. 1 з.п. -лы, 1 табл.1 ил. (Л

СОВХОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д1) 4 С 01 В 31/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4) 58941/31-26 (22) 10 12,86 (46) 30,11.88. Бюл. 11 44 (71) Институт химии и химической технологии CO AH CCCP (72) М,Л,Щипко, Б.Н.Кузнецов и Д.В.Яновский (53) 661.183.12 (088,8) (56) Махорки К,Е,, Глухоманюк А.М.

Получение углеродных адсорбентов в псевдоожиженном слое. К.: Наукова думка 1983, с. 160, Патент Австралии.У 291778, кл. В Ol D 53/02, 1981, „.80„„144О875 д 1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОЦ1КООБРАЗНОГО УГЛЕРОДНОГО СОРБЕНТА (57) Изобретение относится к химической технологии, конкретно к получению порошкообразных углеродных сорбентов, и позволяет в 2-5 раз повысить их сорбционную активность, а также снизить энергозатраты при их получении.

Сущность способа заключается в проведении карбонизации и активации углеродсодержащего материала продуктами его сгорания, выделившимися при его пропускании B пнемотранспортном режиме через высокотемпературную зону, Эта зона ограничена псевдоожиженным слоем инертных и/ипи каталитически активных, и/или угольных частиц.

Процесс получения сорбентов ведут с выводом 60-90Ж продуктов сгорания из верхней части зоны при 550-850 С.

1 з.п. ф-лы, 1 табл. 1 ил.

1440875

Изобретение относится к химической технологии, а именно к способам получения углеродных сорбентов из дешевого природного сырья. 5

Цель изобретения — повышение сорбционной активности порошкообразных углеродных сорбентов, и также снижение энергозатрат при их получении.

На чертеже представлена принципи- !О альная схема установки.

Установка состоит из устройства для прогрева и запуска аппарата 1, трубопровода 2 для подачи воздуха и сырья, питателя 3, бункера 4 исходно-!5

ro сырья, реактора 5, в нижней части которого находится псевдоожиженный слой инертных p/Hëè каталитически активных и/или угольных частиц 6, устройство 7 для отбора ожнжающего аген-20 та, над которым формируется псевдоожиженный слой активируемого материала 8. Трубы 9-для отбора готового.продукта.

Установка работает следующим обра--25 зом.

С помощью устройства в аппарате создается требуемый температурный режим и одновременно подается воздух по трубопроводу 2. Затем включают 30

I питатель 3 и из «Ð 4 по трубопроводу 2 исходное сырье поступает в реактор 5, Там сырье попадает в псевдоажиженный слой 6, где быстро нагревается, пиролизуется и дви- 35 жется сквозь этот слой.в пневмотранспортном режиме. Выделившиеся при пиролизе летучие вещества тут же сгорают, поддерживая тем самым температурный режим в аппарате. Двигаясь в восходящем потоке, смесь твердых и газообразных продуктов пиролиза поступает в устройство 7, где часть газообразных продуктов отделяется от основного потока и выводится из аппарата. Благодаря этому линейная скорость газов выше устройства 7 становится меньше скорости питания, но остается выше критической скорости псевдоожижения для частиц карбоничи- 50 рованного материала. Поэтому последние над устройством 7 уже не движутся в пневмотранспортном режиме, а на-, ходятся в псевдоожиженном состоянии.

Содержащиеся в ожижающем агенте ак 55 тивные компоненты Н О, СО, О активируют полукокс. Активированные частицы становятся более легкими и

40-50

Результаты измерений представлены в таблице.

Пример 2. Получение сорбентов проводят при тех же условиях, что и в примере 1 из угля с размером частиц 0,125-0,630 мм. Часть ожижающего агента отводят выше зоны карбонизации через центробежный концентратор, Благодаря этому в верхней части аппарата образуется второй псевдоожиженный слой из частиц карбонизированного материала, который дополнительно некоторое время активируется в этом слое газообразными продуктами карбонизации.

Результаты приведены в таблице.

Пример 3, Получение сорбентов проводят в тех же условиях и из того же сырья, что и в примере 2,но при 650 С, В результате низкой температуры псевдоожиженного слоя шамста горение летучих не было устойчивым и установку приходилось постоянно подогревать с помощью устройства 1, постепенно перемещаются в верхнюю часть псевдоожиженного слоя 8, откуда отводятся через патрубок 9, Параметры установки: диаметр реактора, м 0,2 высота реактора, м 2,7 производительность по углю, кг/ч йагрузка по воз,з/, 70-90 диапазон рабочих температур, С 500-900

Пример 1. Углеродный сорбент получают по способу-прототипу из бурого угля Канско-Ачинского бассейна, Hpma-Бородинского разреза при 850 С, расходе угля 32 кг/ч и воздуха

80 нм /ч.,Размер частиц угля 0,1 25

0,630 мм, В качестве материала для нижнего псевдоожиженного слоя (зона карбонизации) используют шамот с размером частиц 1-2 мм. Отбор ожижающего агента из аппарата не производитсл. Твердые продукты после карбонизации дополнительно не активируются, Сорбционную активносгь полученного твердого продукта определяют по йоду, удельную поверхность — методом тепловой десорбции аргона.

1440875

Результаты приведены в таблице.

Пример 4, Получение сорбентов проводят в тех же условиях, что и в примере 2, но вместо шамота ис-, пользуют частицы бурого угля круп-, ностью 3-6 мм.

Пример 5. Получение сорбентов проводят при 550, 600, 750 и

800 С в тех жз условиях, что и в прио мерах 2 и 3, э вместо шамота и угля используют катализатор окисления (сферическая гамма-окись алюминия с

30 нанесенного Cu Cr O ).

Пример 6, Процесс осуществляют в смешанном псевдоожиженном слое, состоящем из 30 катализатора окисления (Cu Crq0, нанесенных на окись алюминия) и 70 инертного материала (дробленый шлак энергетических котлов), Пример 7. В качестве материала слоя используют смесь 20Х катализатора окисления (0,1 . Pt на шариках

2 мм из циркониевой керамики) и 80Х угля с размером частиц от 1 до 6 мм. . В ходе эксперимента в слой добавляют дробленьй уголь по мере его выгорания, так что масса слоя остается примерно. постоянной.

Пример 8. В качестве материала слоя используют смесь иэ 20Х катализатора (5, Cu) ЗОХ шамота и 50Х угля с размером частиц 1

6 мм . В ходе эксперимента уголь постепенно выгорает, так что соотношение компонентов меняется.

Пример 9, Проводят опыт так же, как в примере 5, но в качестве сырья используют тощий уголь Кузнецкого бассейна с размером частиц

0,125-0,630 мм.

Пример 10, Проводят опыт так же, как в примере 4, но в качестве основного сырья используют бурый уголь Ирша-Бородинского бассейна с размером частиц 0,630-1,2 мм, Приведенные экспериментальные результаты доказывают, что предложенный способ может быть осуществлен в нескольких равноценных вариантах, которые различаются между собой качественным составом псевдоожиженного слоя частиц. Всего может быть исполь— зовано семь следующих составов материала слоя: инертные частицы 1; уголь

2; катализатор Э окисления; 4 - инерт" ный материал + катализатор окисленип;

5 — катализатор окисления + уголь;

6 - инертный материал + уголь; 7 инертный материал + уголь + катализатор. Во всех этих вариантах предложенный способ при его реализации в

10 температурном диапазоне 550-850 С позволяет в 2 — раэ повысить сорбционную активность продукта по сравнению с прототипом

Изменение температуры карбонизации

15 в интервале 600-800 С позволяет,кроме того, варьировать характеристики пористой структуры -получаемых сорбентов — микропорнстых продуктов с высо" кой активностью по йоду или макропо20 ристых - более активных по метиленовому. — синему. При этом для активации не требуется дополнительного количества пара или других активирующих агентов.

Следует также отметить, что снижение выхода твердого продукта но сравнению с прототипой в предложенном способе с избытком компенсируется повышением его .качества. При снижении

30 выхода продукта примерно в 2 раза его цена возрастает на порядок и более за счет значительного улучшения качества.

З5Формула изобретения

1 ° Способ получения порошкообразного углеродного сорбента, включающий карбонизацию и активацию углерод4О содержащего материала продуктами его сгорания, выделившимися при его пропускании в пневмотранспортном режиме через высокотемпературную зону, ограниченную псевдоожиженным слоем инерт45 ных, и/или каталитически активных, и/или угольных частиц, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше- ния сорбционной активности, в верхней части зоны выводят из процесса

50 60-90Х продуктов сгорания углеродсодержащего материала.

2 ° Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, карбончзацию и активабб пию ведут при 600-800 С.,1440875

Доля отводимого после карбони зации газа

Выход твердого продукта,Ж

Общая пооистость см /r

Удельная поверхность м /r

Активность.по йоду

Х по метиленовому синему,, мг/г

0,30

17

0,64

0,9

95

0,9 . 0,50

3 650

4 850

67

300

0,67

270

0,9

0,24

160

18

550 098

600 0,8

750 0,9

650

0,56

0,72

33

920

800 0,9

0,80

700

0,26

240

550 0,9

600, 0,9

0,64

680

50

800

0;70

750 0,8

36

620

0,78

31

0,56

940

0,73

20

680

0,62

52

760

0,70

25

620

0,35

13

750

0,44

120

560

0,92

42

140

420

1,02

При- Темпемьр, ратура, В С

Прото- 850 0 тип

2 850

800 0,8

600 .0,8

750 0,9

600 . 0,9

750 0,8

750 0,6

800 0,7

600 0,6

750 0,7

Характеристика продуктов

1440875

Ф/ЗЮИ7трийный ам й

Составитель Т.Чиликина

Техред М. Ходаиич

Корректор M,Øàðîøè

Редактор А.Долинич

Тираж 446 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и .открытий

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

Заказ 6138/26

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