Способ получения дробленого активного угля

Изобретение относится к технологии получения активного угля (АУ) на основе растительного сырья и может быть использовано в процессах очистки жидких сред. Предложен способ получения дробленого активного угля из плодовых косточек персика и абрикоса, включающий карбонизацию до конечной температуры 700°С, дробление, рассев карбонизата и парогазовую активацию. Карбонизацию ведут со скоростью подъема температуры 5-10°С/мин, после чего осуществляют изотермическую выдержку при конечной температуре в течение 10-15 минут. Активацию проводят при температуре 880-920°С. Изобретение обеспечивает повышение адсорбционной активности АУ на основе косточек персика и абрикоса по фенолу 3 пр.

 

Изобретение относится к технологии получения активного угля (АУ) на основе уплотненного растительного сырья, который может быть использован в процессах очистки жидких сред, в т.ч. питьевой воды и сортировки в производстве водки.

Известен способ получения дробленного АУ из скорлупы орехов, включающий сушку, карбонизацию, активирование смесью водяного пара, диоксида углерода и кислорода, отмывку угля кислотой, сушку и повторную активацию (см. патент Японии 56-28846, кл. С01В, 31/10, В01J 20/20, 1981).

Недостатком известного способа является значительная сложность технологического процесса, многостадийность, образование кислотных отходов, низкий выход углеродного остатка, узкий спектр пористой структуры получаемых углей.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и количеству обладающих признаков является способ получения дробленного АУ из скорлупы орехов и косточек плодов фруктовых деревьев, включающий карбонизацию при температуре 20-750°С со скоростью подъема температуры 30-50°С/мин и активацию смесью водяного пара и диоксида углерода при температуре 820-870°С, причем карбонизованный продукт подвергают дроблению с выделением фракции частиц размером 0,5-3,5 мм, который передают на активацию, а после активации отмывают водой (см. патент РФ №2105714 Кл. С01В 31/10, В01J 20/20, опубл. 27.02.1998 г.).

Недостатком прототипа является низкая адсорбционная активность получаемого АУ по извлечению фенола из воды.

Техническим результатом (целью изобретения) является повышение адсорбционной активности получаемого активного угля по извлечению фенола из воды.

Поставленная цель достигается предлагаемым способом, включающим карбонизацию до конечной температуры 700°С, дробление, рассев карбонизата и парогазовую активацию, причем карбонизацию ведут со скоростью подъема температуры 5-10°С/мин, осуществляют изотермическую выдержку при конечной температуре в течение 10-15 мин, а активацию проводят при температуре 880-920°С.

Отличие предлагаемого способа от прототипа состоит в том, что карбонизацию ведут до конечной температуры 700°С, причем карбонизацию ведут со скоростью подъема температуры 5-10°С/мин, осуществляют изотермическую выдержку при конечной температуре в течение 10-15 мин, а активацию проводят при температуре 880-920°С.

Авторам из научно-технической и патентной литературы неизвестен способ получения дробленого АУ из косточек персика и абрикоса, в котором карбонизацию ведут до конечной температуры 700°С, причем карбонизацию ведут со скоростью подъема температуры 5-10°С/мин, осуществляют изотермическую выдержку при конечной температуре в течение 10-15 мин, а активацию проводят при температуре 880-920°С.

Сущность предлагаемого способа состоит в следующем. АУ, полученные из такого уплотненного растительного сырья, как косточки персика и абрикоса, имеют, как правило, развитую микропористую структуру, в то время как структура транспортных (мезо и макропор) недостаточно развита.

Это ухудшает кинетику поглощения адсорбтивов. Поэтому для выполнения этой задачи необходимо развить в плотной структуре карбонизата косточки персика и абрикоса достаточный объем мезо- и макропор. Этому обстоятельству должно благоприятствовать повышение температуры карбонизации, что обеспечивает дополнительное удаление летучих веществ и, следовательно, развитие более крупных пор, а также оптимизация скорости нагрева. Изотермическая выдержка на стадии карбонизации стабилизирует распределение кристаллитов в массе зерна карбонизата и сохраняет достаточное количество аморфного углерода - будущую базу развития макропор. Температура активации карбонизата косточки персика и абрикоса должна обеспечивать необходимый баланс микропор и транспортных мезо- и макропор.

Способ осуществляется следующим образом.

Берут косточку абрикоса или персика, которую помещают в стационарную или вращающуюся электропечь, куда подают азот с расходом 0,5-1 л/мин, и начинают поднимать температуру со скоростью 5-10°С/мин до конечной температуры 700°С.По достижении температуры 700°С осуществляют изотермическую выдержку при конечной температуре в течение 10-15 мин, затем полученный карбонизат дробят на валковой дробилке до фракции 0,5-1,5 мм. Полученную фракцию направляют на активацию также в стационарной или вращающейся электропечи, причем активацию проводят при температуре 880-920°С водяным паром и диоксидом углерода в соотношении 70:30. По завершении процесса активации в течение 160-240 мин печь охлаждают, выгружают полученный продукт и подвергают анализу на адсорбционную активность по фенолу. Полученный АУ из косточек абрикоса имел адсорбционную активность по фенолу... мг/г,

Методика оценки адсорбционной способности полученных активных углей по извлечению фенола из воды была следующая. Готовили раствор фенола в воде с исходной концентрацией 0,02 мг/л. Затем в колбу помещали 1 л раствора, дозировали 1 г угля и вели перемешивание в течение 30 минут. После осаждения угля на дно колбы отбирали пробу воды и анализировали в ней равновесную концентрацию фенола калометрически с использованием 4-аминоантипирена по МИ....

Повышение адсорбционной способности активного угля по фенолу оценивали по степени извлечения его из воды. Равновесная концентрация фенола после его адсорбции АУ составляла 0,001-0,003, т.е. степень извлечения равнялась 95-85%.

Пример 1.

Берут 1 кг косточек абрикоса с влажностью не более 3% и содержанием золы не более 3% и загружают в стационарную электропечь, куда подают азот с расходом 1 л/мин и начинают осуществлять процесс карбонизации со скоростью подъема температуры 5°С/мин до конечной температуры 700°С и осуществляют изотермическую выдержку при конечной температуре в течение 10 мин. Затем отключают нагрев, охлаждают печь до комнатной температуры, карбонизат выгружают, дробят на валковой дробилке и высевают фракцию размером 0,5-1,5 мм. Кондиционную фракцию направляют на активацию во вращающейся электропечи с диаметром реторты 52 мм, нагретую до температуры 880°С и ведут процесс активации водяным паром и диоксидом углерода в соотношении 70:30. Процесс ведут до обгара 50-58%, что обеспечивает выход готового продукта в количестве около 400 г. Полученный АУ снизил концентрацию фенола в воде до 0,002 мг/л, т.е. степень извлечения фенола составила 90%.

Пример 2.

Осуществление процесса, как в примере 1, за исключением того, что при карбонизации в качестве исходного сырья берут косточку персика. Карбонизацию ведут со скоростью подъема температуры 10°С/мин, изотермическую выдержку осуществляют в течение 15 мин, а активацию проводят при температуре 920°С. Полученный АУ снизил концентрацию фенола в воде до 0,001 мг/л, т.е. степень извлечения фенола составила 95%.

Пример 3.

Осуществление процесса, как в примере 1, за исключением того, что при карбонизации в качестве исходного сырья берут косточку персика. Карбонизацию ведут со скоростью подъема температуры 7°С/мин, изотермическую выдержку осуществляют в течение 12 мин, а активацию проводят при температуре 900°С. Полученный АУ снизил концентрацию фенола в воде до 0,003 мг/л, т.е. степень извлечения фенола составила 85%.

Активный уголь, полученный на основе прототипа Пат. РФ 2105714 снижал концентрацию фенола в воде до 0,006 мг/л, т.е. степень извлечения фенола составила 69,4%.

Экспериментально было установлено, что при повышении скорости подъема температуры выше 10°С/мин на стадии карбонизации, в карбонизате на стадии активации развивается сильная макропористая структура (более 60% от суммарного объема пор), что приводит к снижению адсорбционной активности по фенолу. С другой стороны, при снижении скорости подъема температуры менее 5°С/мин идет графитизация структуры карбонизата, что снижает объем микропор (менее 0,15 г/см3), что также приводит к снижению адсорбционной активности по фенолу.

Если время изотермической выдержки при конечной температуре превышает 15 мин, в полученном АУ увеличивается доля микропор и остается малая доля аморфного углерода, отвечающего за развитие транспортных пор при выгорании при проведении стадии активации. С другой стороны, уменьшение времени изотермической выдержки менее 10 мин, наоборот, возрастает доля аморфного углерода, что снижает объем микропор при активации.

Относительно температуры активации парогазовой смесью опыты показали, что на данных типов карбонизатов при температуре выше 920°С идет поверхностный обгар, а не развитие пористой структуры. В тоже время снижение температуры ниже 880°С существенно увеличивает время активации и ухудшает экономические показатели технологии.

Из вышеизложенного следует, что каждый из признаков заявленной совокупности в большей или меньшей степени влияет на достижение поставленной цели, а вся совокупность является достаточной для характеристики заявленного технического решения.

Способ получения дробленого активного угля из плодовых косточек персика и абрикоса включающий карбонизацию до конечной температуры 700°С, дробление, рассев карбонизата и парогазовую активацию, причем карбонизацию ведут со скоростью подъема температуры 5-10°С/мин, осуществляют изотермическую выдержку при конечной температуре в течение 10-15 мин, а активацию проводят при температуре 880-920°С.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к установкам для получения водорода паровым риформингом углеводородов. Установка включает блок адсорбционной сероочистки с регенерируемым адсорбентом, оснащенный линией подачи газа регенерации или без регенерируемого адсорбента, риформер, конвертор окиси углерода, соединенный с риформером линией подачи синтез-газа, с блоком выделения водорода - линией подачи водородсодержащего газа, а с блоком адсорбционной сероочистки и с риформером - линией подачи очищенного сырья, на которой установлен нагреватель.
Изобретение относится к области неорганической химии и может быть использовано для производства графитовой фольги, уплотнительных материалов, экранов от электромагнитного излучения, антифрикционных композиционных материалов, электродных материалов, адсорбентов и наполнителей.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения оксида алюминия из богатых алюминием материалов с интегрированной утилизацией СO2 включает измельчение и выщелачивание богатых Al материалов в соляной кислоте.

Изобретения могут быть использованы при изготовлении электропроводных чернил и покрытий. Совместная дисперсия графеновых углеродных частиц содержит растворитель, по меньшей мере один полимерный диспергатор, имеющий полимерную головную часть и полимерную хвостовую часть с гидрофильной и гидрофобной частью, и по меньшей мере два типа графеновых углеродных частиц, совместно диспергированных в растворителе и полимерном диспергаторе.

Изобретение относится к керамической технологии и порошковой металлургии и предназначено для получения высокодисперсных гетерофазных порошковых композиций, которые могут быть использованы для производства керамических бронеэлементов, материалов, работающих в условиях абразивного износа, изделий, применяемых в машиностроении, в энергетических и химических технологиях, в аэрокосмической технике.

Изобретение относится к получению композита ортованадат лития/углерод Li3VO4/C в мелкодисперсном состоянии, который может быть использован в качестве эффективного анодного материала химических источников тока.

Группа изобретений может быть использована в ядерной энергетике для обработки объектов, включающих элементы, омываемые натрием. Для обработки натрия, осажденного на элементах ядерного реактора, его погружают в водный раствор соли, представляющий собой раствор карбоксилата или аминокарбоксилата.

Изобретение относится к способам каталитической конверсии метана и может быть использовано в топливной, химической и металлургической промышленности. Способ включает взаимодействие метана с газом на никельсодержащем катализаторе.

Изобретение относится к способу получения в электрохимической ячейке одной или более структур, выбранных из графена, графитовых нанопластинчатых структур с толщиной менее 100 нм и графана.

Изобретение относится к области нанотехнологий и может быть использовано для получения композиционных материалов с высокой электро- и теплопроводностью. Графитовый стержень заполняют графитовым порошком с добавкой порошка кремния в концентрации 16,5-28 мас.

Изобретение относится к конструкционным материалам для машиностроения, химической и металлургической промышленности и может быть использовано при изготовлении опорных и упорных подшипников, подшипников скольжения, торцовых уплотнений насосов, предназначенных для перекачивания жидкостей с абразивными частицами, а также облицовочных плит. Сначала готовят пресс-массу на основе смеси графитового порошка фракции 30-63 мкм и фракции 1-10 мкм с содержанием последней 30-40% от объема порошковой смеси и полимерного фенол-формальдегидного связующего, в качестве которого используют раствор жидкого бакелита в изопропиловом спирте условной вязкостью 20 секунд. Затем из полученной пресс-массы формуют заготовки, полимеризуют связующее и обжигают заготовку. Обожжённую заготовку силицируют парожидкофазным методом путем нагрева и выдержки 1-2 ч при 1650-1750 °С в парах кремния при температуре паров, превышающей температуру заготовки при нагреве ее с 1300 до 1650 °С соответственно на 150-10 градусов. Нагревать заготовку в интервале 1300-1650 °С можно ступенчато с изотермическими выдержками. После этого заготовку охлаждают в парах кремния в отсутствие указанной разницы температур. Температуре 1650 °С соответствует графитовый порошок фракции 30-63 мкм с меньшей степенью графитации, а температуре 1750 °С – с большей. Повышаются эксплуатационные характеристики изделий из силицированного графита, а также воспроизводимость получаемых результатов. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к технологии получения синтез-газа для малотоннажного производства метанола. Способ осуществляется путем парциального окисления углеводородных газов (УВГ) при давлении 6,0-7,0 МПа в газогенераторе, оборудованном узлами ввода УВГ и окислителя. Далее синтез-газ с выхода газогенератора подают в котел-утилизатор и охлаждают до 320-370°С потоком химочищенной воды. Выход котла-утилизатора соединен с входом блока коррекции состава синтез-газа, включающим: (1) блок коррекции отношения объемных концентраций водорода и монооксида углерода в синтез-газе, содержащий первый смеситель и первый ветвитель, соединенный с выходом котла-утилизатора, первый трубопровод первого ветвителя соединяют напрямую с первым смесителем, второй трубопровод первого ветвителя соединяют с первым смесителем через последовательно соединенные управляемый высокотемпературный дроссель и конвертор с катализатором паровой конверсии монооксида углерода; (2) блок коррекции содержания диоксида углерода, включающий теплообменник-холодильник, в котором синтез-газ с выхода первого смесителя охлаждают до 30-70°С потоком химочищенной воды и подают в сепаратор, в котором из охлажденной парогазовой смеси отделяют водяной конденсат, далее с выхода сепаратора сухой синтез-газ подают на вход второго ветвителя, первый трубопровод которого напрямую соединен со вторым смесителем, с выхода которого синтез-газ подают в блок синтеза метанола, второй трубопровод второго ветвителя соединяют со вторым смесителем через последовательно соединенные управляемый дроссель и адсорбер диоксида углерода; (3) газоанализатор, подсоединенный к трубопроводу синтез-газа после второго смесителя. Управление отношением объемных концентраций водорода и монооксида углерода в диапазоне Н2/СО=2,2-2,6 и стехиометрическим соотношением его компонентов в диапазоне М=2,0-2,3 осуществляют с помощью автоматизированной системы контроля и управления, которая по результатам дискретно поступающей от газоанализатора информации о текущей концентрации водорода и оксидов углерода в синтез-газе с выхода второго смесителя автоматически рассчитывает скорректированные сигналы управления, которые в виде управляющих напряжений подают на вход управляемого высокотемпературного дросселя блока коррекции отношения Н2/СО и на вход управляемого дросселя блока коррекции содержания диоксида углерода. Техническим результатом является оптимизация состава синтез-газа для последующего каталитического синтеза метанола. 1 ил., 4 табл., 4 пр.

Изобретение относится к способу получения тонких алмазных пленок и может быть использовано в различных областях промышленности и науки для получения тонкопленочных упрочняющих покрытий и активных слоев тонкопленочных наноструктур. Предлагается способ получения тонких алмазных пленок на подложке методом вакуумного лазерного воздействия на мишени и конденсацией углерода на подложки, где в качестве мишеней используют предварительно спрессованные таблетки детонационного наноалмаза и таблетки из высокочистого графита, а лазерное воздействие осуществляют в два этапа: вначале сфокусированным излучением лазера на основе алюмоиттриевого граната с длиной волны 1064 нм серией 10-20 импульсов с энергией импульса 3,8-5,8 Дж диспергируют мишень из детонационного наноалмаза и формируют на подложке наноалмазные нуклеационные центры; затем промежутки между нуклеационными центрами заполняют углеродом с преимущественно sp3-связями, сконденсированным из парогазовой фазы, полученной испарением мишени из высокочистого графита путем воздействия расфокусированным лазерным излучением этого же лазера с интенсивностью энергии импульса не ниже 1,6⋅104 Вт/см2. В ходе конденсации углерода на подложку, предварительно заселенную нуклеационными центрами, преимущественно с размерами 5,73 нм, наблюдается их разрастание до частиц размером около 285,15 нм. Совокупность таких частиц (островков) формирует плоскую тонкопленочную плотноупакованную гексагональную структуру, представляющую собой поликристаллический агрегат из островков, кристаллографически одинаково ориентированных относительно поверхности пленки. 10 ил., 3 табл., 5 пр.

Изобретение относится к конструкционным материалам для машиностроения, химической и металлургической промышленности и может быть использовано при изготовлении опорных и упорных подшипников, подшипников скольжения, торцовых уплотнений насосов, предназначенных для перекачивания жидкостей с абразивными частицами, а также облицовочных плит. Сначала готовят пресс-массу на основе графитового порошка фракции 5-30 мкм или его смеси с техническим углеродом, в том числе наноразмерным, и полимерного фенолформальдегидного связующего, в качестве которого используют раствор жидкого бакелита в изопропиловом спирте условной вязкостью 16 с. Можно использовать графитовый порошок, уплотненный пироуглеродом, или графит с пироуглеродным покрытием. Затем из полученной пресс-массы формуют заготовку путем прессования, полимеризуют связующее и обжигают полученную заготовку. Обожжённую заготовку силицируют паро-жидкофазным методом путем нагрева и выдержки 1-2 ч при 1500-1600°С в парах кремния при температуре паров, превышающей температуру заготовки при нагреве ее с 1300 до 1500°С соответственно на 120-10°С. Нагревать заготовку в интервале 1300-1500°С можно ступенчато с изотермическими выдержками. После этого заготовку охлаждают в парах кремния в отсутствие указанной разницы температур. Температуре 1500°С соответствует графитовый порошок с большей химической активностью к кремнию, а температуре 1600°С – с меньшей. Повышаются эксплуатационные характеристики изделий из силицированного графита, а также воспроизводимость получаемых результатов. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к способу получения композитного материала для активного электрода суперконденсатора (СК), содержащего матрицу из термоокисленного полиметилметакрилата и наполнителя из однослойных углеродных нанотрубок. Способ получения композитного материала для активного электрода СК включает следующие этапы: диспергирование однослойных углеродных нанотрубок в ацетоне в ультразвуковом концентраторе; смешивание полученной дисперсии однослойных углеродных нанотрубок с раствором термоокисленного полиметилметакрилата в ацетоне, с последующим удалением ацетона путем его отгонки из полученной дисперсии; получение дисперсии смеси порошков однослойных углеродных нанотрубок и полиметилметакрилата в тетрагидрофуране, с последующим добавление в полученную дисперсию N-метилпирролидона и с последующим перемешиванием дисперсии. Изобретение позволяет получать композитный полимерный материал с высокими электрохимическими свойствами. 1 табл.

Изобретение относится к области химии и нанотехнологии. Способ синтеза нанокомпозитов Ag/C включает приготовление совместного раствора полиакрилонитрила (ПАН) и нитрата серебра в диметилформамиде (ДМФА), выдержку до полного растворения всех компонентов, удаление диметилформамида путем выпаривания и нагрев полученного твердого остатка. Приготовление совместного раствора полиакрилонитрила и AgNO3 в диметилформамиде осуществляют при температуре 30-70°С при следующем соотношении компонентов: полиакрилонитрил 4,7%, диметилформамид 93,8-94,6%, AgNO3 0,7-1,5%. Выпаривание диметилформамида проводят при 60-80°С. Осуществляют поэтапный инфракрасный нагрев полученного твердого остатка при давлении 10-2-10-3 мм рт.ст. Сначала проводят предварительный нагрев в течение 5-15 минут при 80-200°С со скоростью нагрева не более 50°С/мин. Финальный нагрев проводят в течение 5-15 минут при 80-700°С со скоростью нагрева не более 50°С/мин. Изобретение позволяет упростить получение нанокомпозитов, включающих наночастицы серебра Ag с размером 19-28 нм в углеродной матрице, без использования дополнительных внешних восстановительных агентов. 1 ил., 1 табл., 4 пр.

Изобретение относится к химическому машиностроению, к технике высоких давлений и может быть использовано для выращивания крупных кристаллов алмазов. Устройство содержит силовую раму 1, установленные в ней соосно в ряд контейнеры 2, 3 цилиндрической формы с размещенным в каждом контейнере соответствующим многопуансонным аппаратом высокого давления 4 в форме куба, в котором выращиваются алмазы, между крайними контейнерами 2, 3 и силовой рамой 1 установлены полуцилиндрические вкладыши 5, цилиндрическая поверхность каждого из которых контактирует с ответной ей полуцилиндрической поверхностью рамы 1. Между вкладышами 5 внутри силовой рамы 1 с противоположных сторон ряда контейнеров 2, 3 установлены распорки 6. В распорках 6 и в вкладышах 5 выполнены пазы, в которых расположена высокопрочная лента. Контейнер 3 также служит для уплотнения пакета контейнеров на оси в раме 1. Изобретение позволяет при умеренных затратах организовать на малой площади производство крупных кристаллов алмаза в большом объеме, используя лишь одну силовую раму, в которой размещают несколько контейнеров с аппаратами высокого давления. Давление в каждом контейнере создается и поддерживается раздельно от одной насосной станции через систему управляемых вентилей и клапанов. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение может быть использовано в металлургических, стекловаренных, мусоросжигательных и цементообжигающих печах. Процесс рекуперации тепла состоит из двух циклов – цикла отвода тепла и цикла реформинга, выполняемых поочередно в двух и более регенераторах, заполенных насадками. В течение цикла отвода насадки в первом регенераторе извлекают и сохраняют тепло дымового газа с высокой температурой, который подают из печи через данный регенератор. Затем в цикле реформинга часть охлажденного дымового газа, который выходит из первого регенератора, подают в другой регенератор и смешивают с потоком топлива для реформинга. Во втором регенераторе на нагретой насадке происходит термическая диссоциация смеси из охлажденного дымового газа и топлива. В результате эндотермической реакции образуются топливные продукты H2, C2H2, C2H4 и сажа, а насадка регенератора охлаждается. Смесь газообразных продуктов выходит из второго регенератора в печь, где сгорает под воздействием окислителя с выделением тепловой энергии, используемой для нагрева или плавки материала в печи. Через некоторое время два регенератора меняются циклами, т.е. регенератор, используемый в цикле отвода, переключается в цикл реформинга, а регенератор, который использовался в цикле реформинга, переключается в цикл отвода. Перед сменой циклов поток топлива для реформинга прекращается, а поток рециклированного дымового газа продолжается до тех пор, пока часть или весь объем отстаточного топлива для реформинга и синтез-газа не будут продуты из регенератора и не сгорят в печи. Предложенное изобретение обеспечивает утилизацию энергии отходящих дымовых газов и повышение эффективности эксплуатации печи. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к технологии получения активного угля на основе растительного сырья и может быть использовано в процессах очистки жидких сред. Предложен способ получения дробленого активного угля из плодовых косточек персика и абрикоса, включающий карбонизацию до конечной температуры 700°С, дробление, рассев карбонизата и парогазовую активацию. Карбонизацию ведут со скоростью подъема температуры 5-10°Смин, после чего осуществляют изотермическую выдержку при конечной температуре в течение 10-15 минут. Активацию проводят при температуре 880-920°С. Изобретение обеспечивает повышение адсорбционной активности АУ на основе косточек персика и абрикоса по фенолу 3 пр.

Наверх