Способ получения гранулированного активированного угля

 

Сущность изобретения: смешивают шлам отстойных прудов очистных сооружений нефтеперерабатывающих заводов, сажу и лигносульфонат при массовом соотношении шлама, сажи и лигносульфоната в пересчете на сухое вещество 1 : 0,3 - 0,8 : 1,1 - 1,5. Смесь гранулируют, сушат и активируют водяным паром при 700 - 800^oС в течение 50 - 130 мин. При смешении дополнительно вводят карбонат кальция при массовом соотношении карбоната кальция и шлама с влажностью 20 - 30% 0,01 - 0,1 : 1. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к производству гранулированного активированного угля, адсорбционные свойства которого широко используются, например, для очистки сточных вод, отходящих газов.

Известен способ получения гранулированного активированного угля, включающий смещение сажи со связующим из каменноугольной смолы, фенолформальдегидной смолы, полиакрилонитрила в соотношении (0,1-10,0):1, добавление к смеси растворителя типа ацетона или бензола, грануляцию смеси, сушку гранул и их карбонизацию [1] Наиболее близким к предлагаемому является способ получения гранулированного активированного угля, включающий смешение печной сажи с адсорбционной емкостью по маслу > 100 мл/100 г со связующим смолой, песком или их смесью грануляцию полученной смеси, сушку, карбонизацию при 830^оС в токе азота и активацию водяным паром при 850^оС [2] Основным недостатком указанных способов является относительно высокая себестоимость получаемых углей. Кроме того, использование в качестве связующего водонерастворимых смол усложняет технологию процесса, например, требует введения специального растворителя.

Задача изобретения состоит в получении гранулированного активированного угля с достаточно высокими адсорбционными и прочностными характеристиками при удешевлении угля за счет использования в качестве сырья отходов производства.

Предлагаемый способ получения гранулированного активированного угля, включающий смещение шлама отстойных прудов очистных сооружений нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ), сажи и лигносульфата в качестве связующего при массовом соотношении компонентов с пересчете на сухое вещество соответственно 1: 0,3-0,8:1,1-1,5. Полученную смесь гранулируют, гранулы сушат и активируют водяным паром при 700-800^оС в течение 50-130 мин.

Для получения угля с повышенными адсорбционными свойствами при смещении компонентов возможно дополнительно вводить карбонат кальция при массовом соотношении его и шлама с влажностью 20-30% 0,01-0,1:1.

Отличиями предлагаемого способа от прототипа являются дополнительное введение при смещении шлама отстойных прудов очистных сооружений нефтеперабатывающих заводов и использование в качестве связующего лигносульфоната при указанном соотношении компонентов; проведение активации при 700-800^оС в течение 50-130 мин, а также возможное введение на стадии смещения дополнительно карбоната кальция.

Шлам в больших количествах скапливается в отстойных прудах очистных сооружений каждого нефтеперерабатывающего завода. Специальными методами (например, с использованием установки шведской фирмы "Альфа-Лаваль") осуществляется отделение шлама от воды и жидких нефтепродуктов, которые находят дальнейшее использование. Шлам является отходом производства, который содержит в своем составе: 1,5-3,0 мас. нефтепродуктов с температурой кипения 200-350^оС и выше, 20-30 мас. воды, 67-78,5 мас. твердых примесей (в частности, песок, глину, продукты коррозии оборудования). Утилизировать ранее неиспользуемые шламы позволяет изобретение.

Применение в способе в качестве связующего лигносульфоната, содержащего в своем составе воду, позволяет улучшить диспергирование твердых частиц при смещении и облегчить регулирование вязкости смеси перед гранулированием.

В предлагаемом способе получения активированного гранулированного угля исключается специальная стадия карбонизации, что существенно упрощает процесс. Необходимые адсорбционные и прочностные характеристики угля достигаются при проведении активации водяным паром при 700-800^оС в течение 50-130 мин.

Дополнительное введение на стадии смещения карбоната кальция позволяет достичь дальнейшего повышения адсорбционной активности угля.

П р и м е р 1. Смещение шлама отстойных прудов очистных сооружений НПЗ, сажи и лигносульфоната в качестве связующего при их массовом соотношении в пересчете на сухое вещество соответственно 1:0,3:1,1 проводили в пятилитровом смесителе в течение 15 мин при 60^оС. Состав используемого шлама, мас. нефтепродукты 2; вода 22; твердые примеси 78. Грануляцию проводили в трехлитровом грануляторе шнекового типа через фильеры диаметром 1,8 мм. Гранулы получались блестящие, черного цвета, ломкие, не слеживающиеся при хранении, диаметром 3-4 мм.

Сушку гранул проводили во вращающемся барабане в течение 60 мин при постоянном повышении температуры 80-140^оС. Сушенный гранулированный продукт активировали во вращающейся печи с внешним обогревом. Печь разогревали до режимной температуры 700^оС. Время активации 50 мин. Расход гранулированного продукта определялся скоростью вращения барабана печи. Водяной пар подавался за счет отсоса паров и газов активации с помощью эжектора. Расход пара 1 г/г сушеных гранул. Физико-химические свойства полученного гранулированного активированного угля представлены в табл.1.

П р и м е р 2. Способ осуществлялся по примеру 1, но соотношение шлама, сажи и лигносульфоната в пересчете на сухое вещество 1:0,6:1,3, а температура и время активации соответственно 750^оС и 90 мин.

Физико-химические свойства полученного гранулированного активированного угля представлены в таблице.

П р и м е р 3. Способ осуществлялся по примеру 1, но соотношение шлама, сажи и лигносульфоната в пересчете на сухое вещество 1:0,8:1,5, а температура и время активации соответственно 800^оС и 130 мин. Физико-химические свойства полученного гранулированного активированного угля представлены в таблице.

П р и м е р 4. Способ осуществлялся по примеру 1, но при смещении дополнительно вводили карбонат кальция при массовом соотношении карбоната кальция и шлама соответственно 0,01:1. Карбонат кальция вводили в смеситель в следующем порядке: сажа, шлам, карбонат кальция, лигносульфонат.

Физико-химические свойства полученного гранулированного активированного угля приведены в таблице.

П р и м е р 5. Способ осуществлялся по примеру 2, но при смещении дополнительно вводили карбонат кальция при массовом соотношении карбоната кальция и шлама 0,05:1. Порядок введения как в примере 4.

Физико-химические свойства полученного гранулированного активированного угля приведены в таблице.

П р и м е р 6. Способ осуществлялся по примеру 3, но при смещении дополнительно вводили карбонат кальция при массовом соотношении карбоната кальция и шлама 0,1:1. Порядок введения как в примере 4.

Физико-химические свойства гранулированного активированного угля приведены в таблице.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО АКТИВИРОВАННОГО УГЛЯ, включающий смешение сажи со связующим, грануляцию смеси, сушку гранул и их активацию водяным паром, отличающийся тем, что при смешении дополнительно вводят шлам отстойных прудов очистных сооружений нефтеперерабатывающих заводов и в качестве связующего используют лигносульфонат при массовом соотношении шлама, сажи и лигносульфоната в пересчете на сухое вещество 1:0,3 - 0,8:1,1-1,5, а активацию осуществляют при 700 - 800^oС в течение 50 - 130 мин.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при смешении дополнительно вводят карбонат кальция при массовом соотношении карбоната кальция и шлама с влажностью 20 - 30% 0,01-0,1:1

РИСУНКИ

Рисунок 1