Способ получения углеродного сорбента

 

Углеродный сорбент получают карбонизацией древесины при 300 - 400° С в течение 2 - 4 ч и последующим окислением при 200 - 250° С в течение 1 - 3 ч 1 таба

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5030998/26 (22) 06.03.92 (46) 15.12.93 Бюп. Мя 45-46 (75) Ершов Б.Г.; Селиверстов АФ:, Милютин B.Â:, Гепис В.М.; Быков ГЛ. (73) Ершов Борис Григорьевич (is) Rlg (и) 2004319 1 (51) 5 В01J2 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОДНОГО

СОР6ЕНТА (57) Углеродный сорбент получают карбониэацией древесины при 300 — 400 С в течение 2 — 4 ч и последующим окислением при 200 — 250 С в течение 1 - 3 ч. 1 табтт

2004339

Изобретение относится к химической

° технологии, конкретно к способам получения сорбентов на основе древесного окисленного угля, которые могут быть использованы для очистки растворов от ра, дионуклидов цезия, америция, плутония и др

Известны способы получения углеродных сорбентов путем окисления активированйых углей растворами азотной кислоты, гипохлорита натрия и перекиси водорода, К недостаткам данных способов следует отнести нестабильность физико-химических свойств получаемых сорбентов, их низкую механическую прочность, а также сложность аппаратурного оформления процесса.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому эффекту является спрсоб получения углеродного сорбента, включаю щий окисление древесного активного угля

20 воздухом при 400-450 С в течении 20-30 ч.

Недостатками данного способа являются. низкая селективность получаемых сорбентов по отношению к одновалентным ионам, а также низкий выход и большие энергозат- 25 рэты при синтезе, так как процесс идет при высоких температурах, Техническим эффектом изобретения является получение сорбента, селективного к радионуклидам цезия при сохранении изби- 30 рательности к поливалентным металлам, а также снижение энергозатрат и увеличение выхода сорбента при его синтезе, Материалы, полученные при карбонизации древесного сырья без их последующего 35 окисления, не обладают сорбционной спо. собностью по отношению к Са, Проведение окисления древесины беэ ее предварительной карбонизации также не приводит к получению селективного к цезию сорбента.

Проведение процессэ карбонизации при температуре ниже 300 С и при времени обработки меньше 2 ч не позволяет получить сорбент с заданными свойствами, а проведение карбонизации при температуре 45 выше 400 С в течение более 4 ч не приводит к дальнейшему возрастанию селективности по отношению к Cs, снижает выход готового сорбента и экономичности нецелесообразно. 50

Проведение процесса окисления при температуре ниже 200 С в течение менее

1 ч не приводит к достижению поставленной цели, а при температуре окисления выше

250 С в течение более 3 ч наблюдается сни- 55 жение селективности и уменьшение выхода сорбента. Появление повышенной селективности к цезию не коррелируется с величиной кэтионообменной емкости сорбента и связано, по-видимому, с образованием s фазе сорбента функциональных групп, проявляющих повышенную селективность к Cs, При этом сорбенты, полученные заявленным способом, не теряют сорбционной способности к ионам поливалентных металлов.

Способ осуществляют следующим образом. Древесину в виде опилок, стружек или мелкой сечки нагревают без доступа воздуха при температуре 300-400 С в течение

2 — 4 ч. Полученный карбонизат охлаждают до 200 — 250 С и продувают через него воздух в течение 1-3 ч. После окончания процесса сорбент охлаждают и выгружают иэ аппарата.

Пример 1. Осиновые опилки фракции

0,3-0,8 мм с насыпной плотностью 0,08 г/см з и содержащие 0,6 золы загружали во вращающуюся печь и подвергали термообработке без доступа воздуха при 300 С в течение 2 ч. Затем через слой карбониэата пропускали поток воздуха с расходом 50 л/ч и с температурой 200 С в течение 3 ч. После окончания процесса сорбент охлаждали до комнатной температуры и выгружали из аппа рата, Ф

Пример ы 2 — 6. Синтез сорбентов проводили аналогично примеру 1 при варьировании температуры и времени кэрбонизации и окисления с использованием различных" видов исходного древесного сырья.

Условия синтеза приведены в таблице.

У сорбентов, полученных по примерам

1 — 6, а также у промышленных углей БАУ и

БАУ о,в. (окисленного кислородом воздуха) оп ределяли сорбцион н ые характеристики; полную обменную емкость (по 0,1 н. K0H) и коэффициенты распределения К ) микроколичеств радионуклидов Cs и Ри в водопроводной воде р. Москвы рН = 7,5 — 7,8.Данные приведены в таблице., Полученные данные показывают, что сорбенты, полученные по заявляемому способу, по сравнению со способом-прототипом обладают повышенными сорбционными характеристиками по отношению к цезию при сохранении селективности к многозарядным ионам (Pu).

Технико-экономические преимущества заявленного способа состоят в получении сорбентэ в 10 — 15 рээ большей по сравнению с прототипом емкостью по цезию, а также в значительном уменьшении энергозатрат при синтезе сорбента за счет снижения температуры процессов, (56) И,А.Тарковская. Окисленный уголь. Киев. Наукова думка. 1981, с. 162-1бб, 2004349

Формула изобретения

Составитель Б.Ершов

Редактор Г.Мельникова Техред М.Моргентал Корректор М.Самборская

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3366

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОДНОГО

СОРБЕНТА, включающий окисление воздухом углеродсодержащего материала на основе древесины, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащего материала используют древесину, карбонизованную при 3QO - 400 С в течение 2 - 4 ч, а окисление осуществляют при 200 --250 С в течение 1 Зч,