Способ получения активных углей из шихт коксохимического производства

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2507153:

Открытое акционерное общество "Московский коксогазовый завод" (RU)

Изобретение относится к способу получения активного угля. Способ включает выделение фракции 1-3 мм из шихты для слоевого высокотемпературного коксования и следующие стадии: окисление кислородом воздуха при температуре 250°C со скоростью подъема температуры от комнатной до заданной 15-20°C/мин, с выдержкой при конечной температуре в течение 2,5 часов, карбонизация окисленного сырья при подъеме температуры со скоростью 5°C/мин до температуры карбонизации 550-650°C, с выдержкой при температуре карбонизации в течение 60 минут и активирование полученных продуктов водяным паром до обгара 35-40% при температуре 950°C. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности получения активных углей из шихт коксохимического производства без введения каких-либо дополнительных компонентов. 5 пр.

Изобретение относится к способу получения активного угля из шихт коксохимического производства, используемых при производстве металлургического кокса по технологии высокотемпературного слоевого коксования, без введения любых дополнительных компонентов и может быть использовано для очистки газов и жидкостей.

При составлении шихт для слоевого коксования коксохимического производства используют угли коксующихся марок рекомендованных ГОСТ 25543-88: ДГ, Г, ГЖ, ГЖО, Ж, КЖ, К, КО, КСН, КС, ОС, СС, ТС в различных соотношениях, как с использованием добавок, улучшающих спекаемость угольных шихт, так и без. Примеры составления таких шихт без применения добавок приведены в патенте RU 2305122 C1, научные основы составления шихт приведены в «Справочнике коксохимика», Харьков 2010 г., том 1, стр.117÷120. Одними из основных принципов составления угольных шихт для коксования является получение показателя «спекаемость» шихт y=16÷18 мм. (по ГОСТ 1186) и выход летучих веществ из шихты V^daf=27÷28% (по ГОСТ 7303). Данные показатели предопределяют доли углей различных марок при составлении шихт для высокотемпературного слоевого коксования коксохимического производства.

Данным изобретением предусматривается получение активного угля из шихт для слоевого коксования коксохимического производства используемых при производстве металлургического кокса по технологии высокотемпературного слоевого коксования без использования добавок, улучшающих спекаемость угольных шихт.

Известен способ получения активного угля (см. а.с. SU 1836289 A3, кл. C01B 31/08) из измельченного каменноугольного сырья и смоляного связующего, включающий смешение измельченного каменноугольного сырья и смоляного связующего, гранулирование смеси, карбонизацию гранул, их активацию.

Для приготовления смеси берут:

35% (масс.) каменного угля марки СС (ГОСТ 10 355-76),

35% (масс.) каменноугольного полукокса длиннопламенного угля марки Д (ГОСТ 10 355-76),

30% (масс.) лесохимической смолы (ТУ 13-4000-77-160-84).

Данная технология получения активного угля осложнена необходимостью использования спекающей добавки, усложняющей технологию изготовления и повышающей затраты на получение шихты для получения активированных углей, а также использование узкоспециализированных марок углей марки СС (y=0÷1) и марки Д (y=0÷4) практически не применяемых при составлении коксовых шихт для высокотемпературного слоевого коксования.

Известен способ получения активного угля (см. а.с. SU 1789505A1, кл. C01B 31/08) включающий получение активных углей из каменных газовых углей марки Г6 (ГОСТ 8162-79) с содержанием летучих веществ 39,4%.

Негативной стороной известного способа можно отнести использование узкоспециализированной марки каменных углей марки Г6, мало используемого при составлении коксовых шихт (V^daf=39,6%).

Известен способ получения активного угля (см. а.с. SU 689090 A кл. C01B 31/08) включающий получение активного угля в том числе, из слабоспекающегося каменного угля марки 2СС с выходом летучих 17-25%.

Данный известный способ осложнен необходимостью использования узкоспециализированной марки каменных углей марки 2СС, мало используемой при составлении коксовых шихт (y=0÷1).

Целью настоящего изобретения является создание технологии получения активного угля из шихт для слоевого коксования коксохимического производства без введения любых дополнительных добавок в целях использования как для нужд собственно коксохимического производства, как пример - для очистки собственных производственных и производственно-ливневых стоков, так и для смежных целей.

Техническим результатом заявленного изобретения является создание технологии активных углей из производственных шихт для слоевого коксования коксохимического производства без введения дополнительных добавок.

Поставленная задача достигается в ходе подготовки активных углей из шихт для слоевого коксования коксохимического производства без введения дополнительных компонентов. При этом, используют инфраструктуру коксохимического производства по стадию окончательного дробления без внесения каких-либо изменений.

Пример 1. Берут предварительно дозированную и измельченную до степени крупности - содержание класса менее 3 мм. не менее 75% смесь углей подаваемых на коксование (шихту). Затем шихту рассевают с извлечением фракции 1-3 мм.

Далее все процессы ведут во вращающихся электропечах, или печах с обогревом дымовыми газами через стенку. Отобранную фракцию 1-3 мм. подвергают предварительному окислению кислородом воздуха в печи №1 (печь предварительного окисления) при температуре 250°C со скоростью подъема температуры от комнатной до заданной 15-20°C/мин. с выдержкой при конечной температуре в течении 2,5 часов.

При данной температурной выдержке, за счет окисления кислородом воздуха шихта теряет свои спекающиеся свойства.

Далее, продукт передают в вращающуюся печь №2 (печь карбонизации), в которой производят подъем температуры со скоростью 5°C/мин до температуры карбонизации 550°C, с выдержкой при температуре карбонизации в течении 60 минут, с отводом парогазовых продуктов коксования и получением карбонизата - материала с высоким содержанием углерода.

Определенная скорость нагревания углеродсодержащего материала с выдержкой при заданной температуре позволяет сформировать первичную пористость карбонизованного продукта, вскрываемую и развиваемую при проведении активации. При температурах карбонизации (550-650°C) происходит интенсивное газовыделение летучих веществ с образованием в угле всех видов пор, включая переходные и макропоры, обеспечивающие подвод активирующего агента на стадии активации.

Полученный карбонизат активируют водяным паром. Активацию проводят в печи №3 (печь активации) при температуре 950°C со скоростью подъема температуры от температуры карбонизации 10°C/мин, с выдержкой при конечной температуре 40 мин. (в зависимости от достижения требуемой величины обгара, равной 35-40%, которую определяют взвешиванием периодически отбираемых проб зерен определенного объема). В печь подают острый водяной пар с расходом 6-7 кг на 1 кг получаемого активного угля. Последний по достижении необходимой степени обгара выгружают из печи и охлаждают до температуры менее 40-50°C в специальной герметичной емкости.

Пример 2. Проведение процесса как в примере 1 до стадии карбонизации. Карбонизацию осуществляют во вращающейся печи при температуре 600°C. Режимы после стадии активации те же, что и в примере 1.

Пример 3. Проведение процесса как в примере 1 до стадии карбонизации. Карбонизацию осуществляют во вращающейся печи при температуре 650°C.Режимы после стадии активации те же, что и в примере 1.

Пример 4. Проведение процесса до как в примере 1 по стадию предварительного окисления, далее - нагрев до 650°C со скоростью 2,5°C/мин. Температурная выдержка при 650°C и далее по стадию активации - как в примере №1.

Пример 5. Проведение процесса до как в примере 1 по стадию предварительного окисления, далее - нагрев до 650°C со скоростью 7,5°C/мин. Температурная выдержка при 650°C и далее по стадию активации - как в примере №1.

Характеристики полученных активных углей из шихт для высокотемпературного слоевого коксования коксохимического производства приведены в таблице:

№ примера	V_SH2O, см³/г	V_SC6H6, см³/г	V_SCCL4, см³/г	V_ΣH2O, см³/г	V_ΣH2O V_SC6H6	V_SH2O- V_SC6H6+ V_SCCL4
Пример 1	0,0714	0,0198	1,65-10^-3	0,537	0,466	0,050
Пример 2	0,0540	0,0380	2,22-10^-3	0,397	0,343	0,014
Пример 3	0,0755	0,0309	2,38-10^-3	0,287	0,212	0,042
Пример 4	0,0711	0,0202	2,62-10^-3	0,314	0,243	0,048
Пример 5	0,0630	0,0298	2,20-10^-3	0,328	0,265	0,031

Составы шихт, использованных для приготовления активных углей, приведенных в примерах:

Пример №1: ГЖО 5,2%, ГЖ 19,2%, Ж 17,8%, КО 26,2%, КС 28,0%, КСН 3,6%.

Пример №2: ГЖ 13,9%, Ж 31,6%, КО 3,1%, КС 44,4%, ОС 7%.

Пример №3: Ж 48,5%, КС 18,1%, ОС 33,4%.

Пример №4: ГЖО 8%, ГЖ 12,4%, Ж 31,3%, КО 18,5%, КС 14,3%, ОС 14,0%, Т 1,5%.

Пример №5: ГЖ 19,8%, Ж 31,4%, КО 31,8%, ОС 17,0%.

Где марки углей приведены в соответствии с ГОСТ 25543-88, а именно:

ГЖО - газовый жирный отощенный; ГЖ - газовый жирный; Ж - жирный;

КО - коксовый отощенный; КС - коксовый слабоспекающийся; КСН -коксовый слабоспекающийся низкометаморфизованный; ОС - отощенный спекающийся; Т - тощий.

Адсорбционная способность полученных активных углей по нефтепродуктам полученных по прототипу, составляет 80-90% таковой от промышленно выпускаемых марок активных углей на каменноугольной основе (АГ-3) и древесной основе (БАУ).

Способ получения активного угля на каменноугольной основе, включающий выделение фракции 1-3 мм из шихты для высокотемпературного слоевого коксования (сырье) и последовательно выполняемые операции окисления кислородом воздуха при температуре 250°C со скоростью подъема температуры от комнатной до заданной 15-20°C/мин с выдержкой при конечной температуре в течение 2,5 ч, карбонизации окисленного сырья подъемом температуры со скоростью 5°C/мин до температуры 550-650°C с выдержкой при этой температуре в течение 60 мин, активирования полученных продуктов водяным паром до обгара 35-40% при температуре 950°C со скоростью подъема температуры от температуры карбонизации до температуры активации 10°C/мин с выдержкой при конечной температуре 40 мин.

Изобретение может быть использовано для очистки технологических стоков предприятий химической промышленности. Способ очистки водных растворов от пиридина адсорбцией активным углем включает обработку активного угля хлоридом аммония с концентрацией 5 мг/дм3 в течение 3 часов.

Установка и способ получения активированного угля // 2501732

Изобретение относится к получению активированного угля. Уголь получают путем карбонизации и последующей активации полимерных органических, сульфонированных исходных веществ.

Способ получения активированного угля // 2490207

Изобретение относится к технологическим процессам получения активного угля на основе древесины. .

Пористый углеродный материал, способ его получения, адсорбенты, маски, впитывающие листы и носители // 2488556

Изобретение относится к углеродным материалам. .

Пористый углеродный материал, способ его получения, адсорбенты, маски, впитывающие листы и носители // 2488555

Изобретение относится к пористым углеродным материалам. .

Углеродный сорбент с антибактериальными свойствами и способ его получения // 2481848

Изобретение относится к технологии получения углеродных сорбентов с антибактериальными свойствами на основе пористых углеродных адсорбентов и предназначено для применения в медицине и ветеринарии.

Активированный уголь из микрокристаллической целлюлозы // 2480407

Изобретение относится к получению активированных углей. .

Карбонизация и(или) активирование углеродного материала // 2478573

Изобретение относится к способу для карбонизации и активирования углеродного материала и вращающейся печи с внешним обогревом для его осуществления. .

Адсорбент, моющее средство, лекарственное средство при почечной недостаточности и функциональное питание // 2478393

Лекарственное средство с замедленным высвобождением, адсорбент, функциональный пищевой продукт, маска и поглощающий слой // 2476230

Способ получения хемосорбента // 2510868

Изобретение относится к области получения хемосорбентов, используемых для средств защиты органов дыхания и для очистки отходящих газов. Способ получения хемосорбента включает пропитку гранул активного угля модифицирующим раствором, вылеживание гранул и их термообработку. Пропитке подвергают активный уголь с объемом микропор 0,36-0,55 см3/г. Пропиточный раствор содержит сернокислую медь, воду и серную кислоту в соотношении 1:(8-10):(0,3-0,5). Коэффициент пропитки составляет 0,8-1,0. Изобретение позволяет повысить время защитного действия полученного хемосорбента по бензолу при сохранении высокой адсорбционной активности. 1 з.п. ф-лы, 3 пр.

Способ дообработки питьевой воды // 2510887

Изобретение относится к обработке питьевой воды с использованием сорбционной очистки. Способ дообработки питьевой воды включает механическую фильтрацию воды через древесную активированную угольную сорбционную загрузку и введение в исходную фильтруемую воду гипохлорита натрия. Фильтрацию исходной воды осуществляют с заданной скоростью, соответствующей времени контакта фильтруемой воды с сорбционной загрузкой в течение 8-12 минут. Периодически измеряют показатель окисляемости в фильтрате. При увеличении на 25-30% показателя окисляемости в фильтрате заданную скорость фильтрации снижают в 2-3 раза. Гипохлорит натрия вводят в исходную фильтруемую воду с концентрацией 60-80 мг/л, после чего сорбционную загрузку промывают обратным током очищенной воды. Изобретение позволяет увеличить сорбционную емкость угля в процессе дообработки воды. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Магнитоуправляемый сорбент для удаления эндо- и экзотоксинов из организма человека // 2516961

Изобретение относится к магнитоуправляемому сорбенту для удаления эндо- и экзотоксинов из организма человека, приготовленному из наночастиц магнетита Fe3O4. Поверхность магнетита модифицирована соединением, образующим прочную связь с частицей-носителем за счет поверхностно-активных групп, придающих свойства селективности и выполненных в виде оболочки из нормальных углеводородных цепей C12H25, присоединенных к ядру посредством сульфидной связи Fe-S, причем в качестве упомянутого соединения, обеспечивающего связывание железа с углеродной цепочкой, выбран додецилмеркаптан. Магнетит получен либо из хлорида железа (II) и хлорида железа (III) методом химического осаждения с концентрацией их в растворе 1% масс. и мольным соотношением железа (II) и (III) = 2,5 либо из сульфата железа FeSO4 (II) с добавлением смеси водных растворов нитрата калия KNO3 и гидроксида калия KOH из расчета 3 моль KOH и 0,1 моль KNO3 на 1 моль FeSO4. Изобретение обеспечивает сорбент, с помощью которого достигается эффективный контроль за вредными ингредиентами плазмы крови. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Способ получения углеродного адсорбента // 2518579

Изобретение относится к области получения углеродных сорбентов на основе растительного сырья. Способ получения углеродного адсорбента включает карбонизацию измельченной древесины березы при 300-800°C в инертной среде. После карбонизации осуществляют выдержку карбонизата при конечной температуре 30 минут. Затем смешивают карбонизат древесины березы с бетулинолом в соотношении, равном 4:1, сплавляют при 400-450°C и активируют. Активацию проводят в атмосфере аргона в присутствии твердого гидроксида калия при подъеме температуры до 800°C. После активации осуществляют выдержку при конечной температуре в течение 60 мин. Продукт промывают раствором кислоты, затем водой при температуре 50°C и сушат. Техническим результатом является улучшение характеристик углеродного сорбента по отношению к низкомолекулярным компонентам газовых смесей. 2 ил., 1 табл.

Способ получения активного угля на основе антрацита // 2518964

Изобретение относится к области адсорбционной техники, в частности к способам получения активных углей на основе каменноугольного сырья. Предложен способ получения активного угля на основе антрацита. Способ включает дробление кусков, рассев зерен, термообработку в инертной среде и активацию при 850-900°С. Термообработку ведут при температуре 760-820°С со скоростью подъема температуры 12-20°С/мин. Активацию осуществляют смесью водяного пара и диоксида углерода, подаваемой со скоростью 0,7-1,2 см/с. Способ позволяет повысить емкость активного угля по ионам тяжелых металлов. 1 з.п.ф-лы, 2 пр.

Пористые угреродные композиционные материалы и способ их получения, а также адсорбенты, косметические средства, средства очистки и композиционные фотокаталитические материалы, содержащие их // 2521384

Изобретение относится к пористому углеродному композиционному материалу. Пористый углеродный композиционный материал образуется из (А) пористого углеродного материала, получаемого из материала растительного происхождения, имеющего содержание кремния (Si), составляющее 5 мас.% или выше, в качестве исходного материала, причем указанный пористый углеродный материал имеет содержание кремния, составляющее 1 мас.% или меньше, и (В) функционального материала, закрепленного на пористом углеродном материале, и имеет удельную площадь поверхности 10 м2/г или больше, которую определяют по адсорбции азота методом BET, и объем пор 0,1 см3/г или больше, который определяют методом BJH и методом МР. Полученный углеродный материал можно использовать, например, в качестве медицинского адсорбента, композиционного фотокаталитического материала, носителя для лекарственного препарата, агента, поддерживающего выделение лекарственного препарата, для селективной адсорбции нежелательных веществ в организме, насадки для колонн очистки крови, водоочищающего адсорбента, адсорбирующего листа. Изобретение обеспечивает получение материала с высокой функциональностью. 6 н. и 13 з.п. ф-лы, 21 ил., 8 табл., 11 пр.

Способ получения активного угля из растительных отходов // 2527221

Изобретение относится к способам получения активных углей из сельскохозяйственных растительных отходов. Предложен способ получения активного угля, включающий измельчение соломы рапса на куски 1-10 см, карбонизацию соломы в инертной атмосфере при температуре 450-500°C со скоростью подъема температуры 1-20°C/мин и выдержкой при конечной температуре в течение 30-60 минут. Затем осуществляют активацию водяным паром при температуре 820-850°C, подаваемым с расходом 3-5 кг на 1 кг карбонизованного продукта. Предложенный способ позволяет получить порошковый активный уголь с высокой адсорбционной способностью по полифенолам, ёмкость по резоцину составляет 0,0030-0,0050 мг/г, по гидрохинону составляет 0,0040-0,0050 мг/г. 3 пр.

Способ функционализации углеродных наноматериалов // 2529217

Изобретение направлено на получение функционализированных углеродных нанотрубок, обладающих хорошей совместимостью с полимерными матрицами. Углеродные нанотрубки подвергают обработке в парах перекиси водорода при температуре от 80°С до 160°С в течение 1-100 ч. Обработку можно проводить в аппарате с псевдоожиженным слоем углеродного наноматериала. Способ характеризуется высокой эффективностью, отсутствием токсичных продуктов окисления, малым расходом реагентов, легко масштабируется. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 табл., 4 пр.

Способ получения модифицированного активного угля // 2529233

Изобретение относится к модифицированию промышленного активного угля. Процесс модифицирования включает промывание дистиллированной водой, прогрев при температуре 200°C в атмосфере воздуха в течение 2 часов и обработку раствором соляной кислоты с концентрацией 0,1 моль/дм3. Изобретение обеспечивает повышенную сорбционную способность угля по диметитламину. Извлечение диметиламина возрастает в среднем на 35%. 3 табл., 3 пр.

Способ получения древесноугольного сорбента // 2531933

Изобретение относится к способу получения древесноугольного сорбента, которое может быть использовано для получения активных углей и углеродных сорбентов, используемых в сельском хозяйстве (животноводстве, птицеводстве, очистке почв, а также в качестве кормовой добавки). Углеродсодержащее сырье (древесные опилки хвойных и лиственных пород с исходной влажностью 10-30%) карбонизуют при температуре 450-600°С. Проводят последующую активацию карбонизата парогазовой смесью при температуре 650-800°С. Карбонизат охлаждают в тонком слое до 20-30° со скоростью снижения температуры 10°С/мин. Полученный древесноугольный сорбент направляют на дополнительную активацию для окисления кислородом воздуха. Изобретение позволяет получить древесноугольный сорбент с адсорбционной способностью по йоду - 30-41% (что соответствует требованиям ГОСТ на уголь дробленый активный марки ДАК); проводить непрерывный процесс получения совмещенного технологического процесса карбонизации-активации древесных опилок в одном аппарате, управлять формированием пористой структуры полученных древесноугольных сорбентов, а также получать сорбенты с требуемыми параметрами пористой структуры и адсорбционными свойствами. 2 пр.