Способ получения активного угля

 

Изобретение относится к адсорбционной технике и может быть использовано при получении активного угля для очистки воды от поверхностно-активных веществ неионногенного характера. Предложен способ получения активного угля из карбонизованного материала, включающий его дробление, сушку при 140 - 180oC, активацию при 900 - 1100oC до соотношения объемов микро- и мезопор, равного 1 : 1,0 - 1,1. Способ позволяет повысить адсорбционную способность угля при глубокой очистке воды, применяемой при изготовлении пива, кока-колы, пепси-колы и других напитков, и повысить механическую прочность.

Изобретение относится к способам получения активного угля (а.у.) и может быть использовано для очистки водных сред (питьевой воды, ликеро-водочных изделий и др.) в медицине, а также для поглощения газов и паров.

Известен способ получения активного угля из растительного углеродсодержащего сырья, включающий карбонизацию, активацию и рассев (см. заявку Великобритании N 2086867, опубл. 19 мая 1982 г., кл. C 01 B 31/08).

Недостатком известного способа является значительная сложность технологического процесса и аппаратуры, узкий спектр пористой структуры получаемых углей.

В научной и патентной литературе известны способы получения активных углей на основе различных видов углеродсодержащего сырья путем его дробления, карбонизации и активации (см. патенты РФ N 2105714, N 2057067). Недостатком известных способов является узкий спектр пористой структуры получаемых а. у. , сложность технологического процесса, высокая неоднородность качества получаемых продуктов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и количеству совпадающих признаков является способ, включающий дробление карбонизованного материала и его активацию при 900-1100oC смесью водяного пара и дымовых газов (см. патент GB N 1233784, C 01 B, 31/10, 1971).

Недостатком известного способа является невысокая адсорбционная емкость получаемого активного угля при очистке питьевой воды от НПАВ (поверхностно-активных веществ неионогенного характера), например, по синтанолу-10, который характеризуется линейной формой молекулы с ответвлениями по краям, что придает специфические свойства этому веществу, поглощение которого адсорбционными методами требует развития в углях больших объемов микро-и мезопор.

Целью изобретения является разработка такой технологии изготовления а.у. , которая обеспечивала бы их высокую адсорбционную емкость по НПАВ при очистке питьевой воды, что особенно необходимо в производствах пива, лимонада, кока-кола и др.

Поставленная цель достигается предлагаемым способом, включающим дробление карбонизованного материала, его последующую сушку при 140-180oC и активацию при 900-1100oC смесью водяного пара и дымовых газов до соотношения объемов микро- и мезопор 1:(1,0-1,1).

Отличие предлагаемого способа от известного состоит в том, что дробленый карбонизованный материал перед активацией сушат при 140-180oC и активацию ведут до соотношения объемов микро-и мезопор, равного 1:(1,0:1,1).

Сущность предлагаемого способа состоит в следующем.

Берут карбонизованный материал (например, полукокс длиннопламенного каменного угля Д, полукокс косточкового или древесного угля) и раздрабливают до фракции 0,5-2,8 мм, затем эти частицы сушат при 140-180oC в атмосфере, содержащей не менее 10% кислорода в течение 40-60 мин, после чего направляют в печь активации, куда при температуре 900-1000oC также подается смесь водяного пара и дымовых газов. Обработку частиц ведут до тех пор, пока соотношение объемов микро-и мезопор не будет равным 1:(1,0-1,1). Обычно для указанного углеродного сырья последнее достигается при суммарных объемах пор 0,95-1,25 см3/г (при этом объем микропор составляет 0,320-0,330 см3/г, а объем мезопор - 0,320-0,400 см3/г).

После этого уголь выгружают и анализируют.

Многочисленными экспериментами показано, что определяющими факторами, влияющими на эффективность поглощения углей по синтанолу-10 наряду с развитым объемом микропор (не менее 0,30 см3/г) существенную роль играет и объем более крупных, транспортных (мезо) пор. При этом их соотношение должно быть равным (1:1,0-1,1).

Было определено, что такое соотношение этих пор может быть обеспечено: - сушкой дробленых частиц при температуре 140-180oC в определенной среде (содержащей не менее 10% кислорода) - активацией подсушенных (по существу окисленных) частиц до определенного соотношения микро- и мезопор (1:1,0-1,1), при этом активация должна осуществляться смесью водяного пара и дымовых газов.

Следующие примеры поясняют сущность изобретения.

Пример 1. Берут 5,0 кг карбонизата каменного угля Д (полукокс ПК-1, выпускаемый АО "Ленинск-Кузнецкий завод"), влажность 7-9%, выход летучих 4-10%. Этот карбонизат дробят на щековой дробилке до размера частиц 0,5-2,8 мм. Продукт сушат на ленточном транспорте (или вращающейся печи) при температуре 140oC, непрерывно подавая воздух, разбавленный азотом (или топочными газами). Через 45 мин подсушенный (окисленный) уголь направляют в печь МПА и при температуре 900oC активируют в присутствии смеси водяного пара 60%, азота 20%, смеси CO2, H2, C2H2 - 20%, непрерывно контролируя объем микро-и мезопор.

При достижении суммарного объема пор, равного 1,1 см3/г, уголь выгружают при соотношении Vми:Vме=1,0.

Характеристика выгруженного активного угля типа КАД: Объем микропор - 0,34 см3/г Объем мезопор - 0,34 см3/г Объем макропор - 0,42 см3/г Адсорбция синтанола - 70,5 мг/г (из хлоридного раствора, конц. 246 мг/л, рH 2).

Аналогичные показатели по прототипу: (объем пор 0,31, 0,24, 0,50 см3/г), адсорбция синтанола 30,9 мг/г.

Пример 2. Аналогичен примеру 1 за исключением того, что сушку ведут при температуре 180oC, а активацию при 1100oC до соотношения Vми:Vме=1:1,05.

Выгруженный уголь характеризуется следующими показателями: Объем микропор - 0,390 см3/г Объем мезопор - 0,410 см3/г Объем макропор - 0,420 см3
Адсорбция синтанола - 70,1 мг/г
Пример 3. Аналогично примеру 1 за исключением того, что сушку ведут при температуре 160oC, а активацию при температуре 990-1000oC до соотношения объемов микро-мезопор, равного 1:1,1.

Активный уголь имеет следующую характеристику:
Объем микропор - 0,360 см3
Объем мезопор - 0,402 см3
Объем макропор - 0,420 см3
Адсорбция синтанола - 73,5 мг/г
Отклонения температуры сушки в большую или меньшую сторону, так же как и показателей соотношения микро- и мезопор получаемых активных углей, приводят к снижению адсорбционной емкости по синтанолу до 30-32 мг/г.

Таким образом, эксперименты доказали, что сушка дробленого карбонизата при температуре 140-180oC и активация продукта до соотношения объемов микро-и мезопор, равного 1:(1,0-1,1), обеспечивают выполнение цели изобретения, а именно повышение адсорбционной емкости активных углей по веществам типа НПАВ, что делает их особенно ценными при подготовке воды в процессах производства пива и других напитков.


Формула изобретения

Способ получения активного угля, включающий дробление карбонизованного материала и его активацию при 900-1100°С смесью водяного пара и дымовых газов, отличающийся тем, что после дробления материал сушат при 140-180°С, а активацию ведут до соотношения объемов микро- и мезопор 1 : (1,0-1,1).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к лесохозяйственной отрасли и может быть использовано при извлечении драгоценных металлов, водоподготовке, а также в химической, пищевой, медицинской промышленности

Изобретение относится к получению активированных углей переработкой древесины

Изобретение относится к получению дробленого активного угля
Изобретение относится к сорбционной технике и может быть использовано для получения активных углей и углеродных адсорбентов, используемых в газоочистке, рекугирации летучих растворителей, водоподготовке и водоочистке, очистке почв, а также в противогазовой технике

Изобретение относится к способам деструктивной перегонки твердых углеродсодержащих материалов с получением древесного угля и газообразных продуктов

Изобретение относится к производству активных углей из сырья различного химического состава
Изобретение относится к способам работы печей активации в производстве активных гранулированных углей и может быть использовано в отраслях, занятых переработкой твердых горючих ископаемых, например коксохимии
Изобретение относится к способу получения активированного угля в виде шарообразных гранул

Изобретение относится к автоматизации процессов термической обработки углеродсодержащих материалов и может быть использовано для автоматизации процесса парогазовой активации углеродсодержащих материалов в производстве гранулированных и дробленых активных углей и позволяет увеличить выход качественного продукта за счет стабилизации его качества

Изобретение относится к сорбционной технике, в частности к способам получения гранулированных активных углей, и может быть использовано для получения активных углей, применяемых для очистки газов и жидкостей от вредных примесей и токсичных веществ, а также для других индустриальных и природоохранных целей

Изобретение относится к области медицины и медицинской химии, может быть использовано для лечения экзо- и эндогенной интоксикации

Изобретение относится к охране окружающей среды в различных отраслях народного хозяйства для быстрого и полного удаления нефтяных загрязнений с твердой и водной поверхностей

Изобретение относится к способу обработки адсорбента на основе активного угля и может быть использовано для более полной очистки воздуха от аммиака

Изобретение относится к области абсорбционной техники и может быть использовано для получения активного угля с повышенными показателями механической прочности и адсорбционной емкости при очистке воды от вредных веществ

Изобретение относится к сорбционной технике, в частности к способам получения гранулированных активных углей, и может быть использовано для получения активных углей, применяемых для очистки газов и жидкостей от вредных примесей и токсичных веществ, а также для других индустриальных и природоохранных целей
Изобретение относится к технологии получения активного угля, используемого для очистки питьевой воды, и может быть использовано в химико-фармацевтической и пищевой промышленности

Изобретение относится к области адсорбционной техники и может быть использовано для получения активного угля с повышенными показателями адсорбционной емкости по органическим веществам с крупными размерами молекул (1,0 - 1,5 нм) и может использоваться для поглощения токсинов и диоксинов при лечении животных и очистке пищевых продуктов и воды

Изобретение относится к лесохозяйственной отрасли и может быть использовано при извлечении драгоценных металлов, водоподготовке, а также в химической, пищевой, медицинской промышленности

Изобретение относится к медицине и медицинской химии, может быть использовано для лечения экзо- и эндогенной интоксикаций

Изобретение относится к переработке древесины лиственницы и выделению из нее нативных биофлаваноидов - дигидрокверцетина и дигидрокемферола
Наверх