Способ получения активного угля

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВНОГО УГЛЯ, включающий прессование измельченного углеродсодержащего .материала и последующие карбонизацию и активацию, отличающийся тем, что, с целью повьшения адсорбционной с:;1особности активного угля по фенолу, удешевления активного угля и упрощения процесса, в качестве углеродсодержащего материала используют слабоспекающийся каменный уголь и карбонизацию ведут при скорости нагрева 200-300 град/мин.2.Способ по п. 1, отличающий с я тем, что карбонизацию и активацию ведут в среде двуокиси углерода.3.Способ по п. 1. о т л и ч ю щ и и с .я тем.1, о т л и ч ачто используютслабоспекающийся каменный уголь с выходом летучих веществ 17-25%. . (/г

()

\:

СОЮЗ СОВЕТСНИТ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(59 С 0 В 31 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 1946876/23-26 (22) 11 ° 07.73 (46) 07.10.84. Бюл. Ф 37 (72) В.E. Привалов, H.Ë. Улановский, В.А. Бочаров и Н,И. Тучина (71) Украинский научно-исследовательский углехимический институт (53) 661.183.2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 332045, кл. С 01 В 31/08, заявл, 04.03.70 °

2. Патент Великобритании Ф 1101842, кл. С 1 А (С-О! В 3! /10), опублик.

31. 01. 68 (прототип) . (54)(57) i. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВНОГО УГЛЯ, включающий прессование измельченного углеродсодержащего материала и последующие карбонизацию и активацию, отличающийся тем, что, с целью повьппения адсорбционной способности активного угля по фенолу, удешевления активного угля и упрощения процесса, в качестве углеродсодержащего материала используют слабоспекающийся каменный уголь и карбонизацию ведут при скорости нагрева 200-300 град/мин.

2. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что карбониэацию и активацию ведут в среде двуокиси углерода.

3. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что используют ф слабоспекающийся каменный уголь с выходом летучих веществ 17-25Х.

1 68909

Изобретение относится к производству активных углей и может быть использовано в химической и коксохимической промышленности для очистки сточных вод и промьшгленных газов от фенолов, бенэола и его гомологов.

Известен способ получения активных углей путем смещения углеродсодаржащих веществ со смолами с последующим прессованием смеси, его дроблением, термической обработкой и активацией; в качестве смол используют фенолформальдегидные смолы в количестве 20-80 мас.X смеси 1).

Этот способ многостадийный и 15 связан с рядом сложных операций.

Известен также способ получения активного угля, включающий прессование измельченного углеродсодержащего материала — сажи при давлении 3301700 кг/cM в таблетку, последующую карбонизацию таблеток до 800- 1000 С в инертной среде со скоростью

1-3 град/мин и активацию их водяным паром (2 j.

Недостатком способа является низкая адсорбционная способность полученного активного угля по отношению к фенолу,,так как истинная плотность сажи составляет 2,0-2,2 г/смэ, про30 г цесс активации его протекает медленно, что затрудняет активное развитие внутренней поверхности адсорбента.

Кроме того, использование в качестве активирующего агента водяного пара с 35 молекулярным размером в два раза мень-. шим молекулярного размера фенола также снижает поглотительную способность активного угля °

Исходное сырье в известном способе4О является дефицитным и дорогостоящим, а технологические операции, связанные с транспортированием, дозированием, прессованием высокодисперсной сажи— сложными, что удорожает и усложняет 45 процесс получения активного угля.

Целью изобретения является повышение адсорбционной способности активного угля по фенолу, удешевление активного угля и упрощение процесса.

Поставленная цель достигается тем, что предложенный способ включает прессование измельченного слабоспекающегося каменного угля (с выходом летучих веществ 17-257) в таблетки и последующие карбонизацию их при скорости нагрева 200-300 град/мин (в среде двуокиси углерода) и активацию (в сре де двуокиси углерода).300 град/мин.

Кроме того, карбонизацию и активацию ведут в-среде двуокиси углерода и используют слабоспекающийся каменный уголь с выходом летучих веществ 17-25Х.

Высокоскоростная карбонизация таблеток в условиях нагрева со скоростью

200-300 град/мин способствует глубокому протеканию реакции деструкции, полному проявлению спекающих свойств слабоспекающегося угля, сохранению формы и размеров таблеток. Низкая скорость нагрева недостаточная для проявления углем спекающей способности. Повышение скорости нагрева выше

300 град/мин приводит к появлению трещин и снижению качества актививного угля из-за больших термических напряжений по сечению таблеток.

Повышение адсорбционной способности активного угля объясняется более низкой истинной плотностью высокометаморфиэованного угля, чем сажи, что улучшает процесс активации и способствует развитию внутренней поверхности активного угля. Повышению адсорбционной способности активного угля по отношению к фенолу способствует также использование в качестве активирующего агента углекислоты, молекулярные размеры которой более близки к молекулярным размерам фенола.

Пример. В качестве исходного углеродсодержащего сырья используют слабоспекающийся каменный уголь марки 2СС с выходом летучих 171 и толщиной пластического слоя 6 мм. Уголь измельчают до крупности менее 0,5 мм и таблетируют в металлических трубках без связующего под давлением

1000 кг/см . Получают таблетки цилиндрической формы (диаметр 12 мм, высота 8 мм, вес таблетки 1 г), помещают их в корзину из жаропрочной стали в количестве 25 штук и устанавливают корзину в открытую кварцевую реторту, разогретую до 1050 С. Реторту продувают углекислым газом, который подают в нижнюю ее часть со скоростью 2,5 л/мин. Карбонизацию таблеток ведут при скорости нагрева

260 град/мин. Активацию таблеток ведут углекислым газом в течение 2 ч при атмосферном давлении. После охлаждения реторты корзину с активным углем извлекают и доохлаждают в течение 15 мин на воздухе, а затеи в эксикаторе.

Удельная поВыход активного

Степень обгара угля после

Опыт

Скорость нагрева угля при карбонизации, град/мин верхность угля от исмногоатомных фенолов

200 мг/л одноатомных фенолов

780 мг/л активного+ активации, X ходноro угля, Ж угля, м /г

3,5

390

200

625

1,6

260

2,8

600

49

300

Удельная поверхность определена хроматографическим способом тепловой десорбции аргона.

Корректор А. Ильин

Редактор Л. Утехина Техред Л.Коцюбияк

Заказ 7024/ 1 Тираж 463

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 6890

В таблице представлены характеристики активного угля, полученного по предложенному способу для крайних и оптимального значений скоростей нагрева при карбонизации.

Как следует иэ приведенной таблицы, полученный активный уголь имеет степень обгара активированных таблеток (при оптимальной скорости нагрева — 260 град/мин) 52K, выход табле- 10 ток от исходного угля 44Х; удельная поверхность, определенная хроматографическим методом тепловой десорбции аргона; 625 м /r, статическая активность по бензопу при 20 С (ГОСТ

8703-58) — 128 г/л; содержание фенолов в очищенной воде с исходным содержанием одноатомных фенолов 780 г/л и многоатомных фенолов 200 мг/л со ставляет соответственно 4 и 1,6 мг/л, что позволяет использовать воду, прошедшую очистку активным углем по изобретению в оборотных циклах тех90 4 нической воды. Снижение и повышение скорости нагрева угля ухудшает эти показатели

Таким образом, разработанный способ получения активного угля характе. ризуется высокими показателями адсорбционной емкости как по растворенному в воде фенолу, так и по бенэолу и другим органическим веществам. Кроме того, он упрощает технологию эа счет устранения многостадийности, требующей специальной аппаратуры и средств контроля и регулирования режимных параметров каждой Стадии.

Предложенный способ позволит также удешевить производство в 3-5 раэ эа счет использования в качестве исходного сырья слабоспекающегося угля открытой добычи (себестоимость угля

2-3 руб/т) с относительно невысоким выходом летучих веществ (1?-25% на сухую мас у) и повысить выход таблетированного активного угля.

Содержание фенолов в очищенной воде с исходным содержанием: