Способ получения сорбента

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРеспуБлик 05 А ИСАНИЕ РЕТЕНИЯ ПАТЕНТ ри о- сГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(71) Украинский государственный акционерный консорциум "Экосорб"(73) Украинский государственный акционерный консорциум "Экосорб"(56) Патент Великобритании 1 ч. 1545238,кл. С 01 В 31/01, 1979,озг)о ,М, "Регоб роутеспп С 1 е 1 п,5 п 1 у", 1984 28, М 3 - 4, 293-297,Картель Н.Т., Чихман О,ПМихаловский С.В Стрелка В.В, Исследование пористой структуры косточковых углей методомртутной порометрии, Укр,хим,жур., 1984, т,50, Мг 3, с,161 - 269,Изобретение относится к способам получения сорбентов из растительного сырья - скорлупы фруктовых косточек и орехов, которые могут быть использованы в химии, биотехнологии, медицине и т,д,Задачей данного изобретения явилось упрощение технологии получения сорбентов из растительного сырья - скорлупы фруктовых косточек и орехов, - при высоком выходе целевого продукта без ухудшения сорбционн ых характеристик.Поставленная задача решается следующим образом.Недробленую фруктовую косточку и/или орехи с содержанием ядра 5 - 20 мас,% подвергают термообработке в газовой среде до получения карбонизата с содержанием летучих веществ в нем 7-12 мас,% и получен)5 В 01 3 20/20, С 01 В 31/О(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА(57) Недробленую фруктовую косточку и/илорехи с содержанием ядра 5 - 20 мас.о,.термообрабатывают в среде пирогазов и350 - 600"С до получения карбониэата с сдержанием летучих веществ в нем 7 - 12 масу и активируют водяным паром пр830 - 850 С. 1 з,п.ф-лы, 1 табл. ныи карбонизат подвергают активированию водяным паром, причем термообработку ведут при температуре 350-600"С в среде пирогазов.Достигаемый технический аффект при СО получении целевого продукта заявляемым,бд способом можно обьяснить следующим. ДьПродукт термообработки - карбонизат, являющийся полупродуктом и подвергае- С мый высокотемпаратурному активирова- у нию для получения конечного продукта с высоким выходом и хорошего качества, должен удовлетворять, по крайней мере, двум основным условиям, С одной стороны, он Ы должен иметь как можно более высокое содержание коксового остатка (т,е, быть обогащен углеродом), причем именно турбостратной (микрокристаллитной) струк 1834705туры. С другой стороны - сохранить достаточную реакционную способность для устойчивого и эффективного процессаактивирования. Для обеспечения первогоусловия необходима как можно более глубокая термическая обработка, а для обеспечения второго условия - наоборот, нужнамягкая прокалка, т.к. чрезмерное удалениелетучих веществ из карбонизата означаетпотерю его реакционной способности. Иными словами, идеется два взаимоисключающих фактора, каждый из которых, вконечном итоге, определяет выход и качество сорбента. Карбонизацию, как правило,ведут до того состояния,.когда материал 15уже в достаточной мере обогащен углеродом турбостратной структуры, но еще обладает достаточной реакционной.способностью. Дальнейшее обогащениекарбонизата углеродом было бы при этом 20одновременно не падала его реакционнаяспособность,Опытным путем нами было установлено, что при наличии ядер в косточках илиорехах можно значительно более глубоко 25карбонизировать исходное сырье, обогащая его углеродом, при сохранении реакционной способности карбонизата.Обьясняется это тем, что, по-видимому, масляничные вещества, содержащие в ядре при 30карбонизации пропитываюг изнутри скорлупу, уже в той или иной мере обожкениую,и таким образом, как бы увеличивают возможность более глубокой карбонизациисырья при сохранении достаточного количества летучих для качественного проведенияпроцесса активирования.Так, например, в случаях содержанияядра в исходных косточках и орехах от 5 до20 мас. и проведения термообработки до "0содержания летучих в карбонизате 7-12 мыимеем максимальный выход конечного продукта - углеродного сорбента с высокимипоглотительными характеристиками, Приуменьшении или увеличении содержания 15ядра в плодовых сверх заявляемых пределов наблюдается снижение выхода и поглотительной способности целевогопродукта, особенно ощутимой при содержании летучих в.карбонизате менее 7 М, 56Важным технологическим параметромявляется также и состав газовой среды, вкоторой происходит термообработка исходного сырья. Точно выразить оптимальныйсостав газовой фазы в процессе пиролиза, 55по-видимому, не представляется возможным, однако в литературе имеются сведения о влиянии кислорода на процесс пиролиза углеродсодержащих материалов. Согласно литературным данным, содержание кислорода в газовой Фазе при пиролизеявляется, вероятно, определяющим протекания большинства химических процессов, особенно в интервале 350-450 С.Кислород положительно влияет, в конечном итоге, на выход углерода и его структуру: облегчает. дегидрирование иповышает выход коксового остатка; способствует образованию межмолекулярныхсвязей и, тем самым, придает неплавкостьполимеру, ускоряет химические процессыобразования промежуточных структур углерода. Однако изл и ш нее количество кислорода нежелательно, т.е. он, являясьокиспителем, при большом содержанииуменьшает выход углерода за счет нерегулируемой деструкции полимера, что ведет, вконечном итоге, к снижению качества и выходу сорбентаЭкспериментально было установлено,что наибольший выход при сохранении высокого качества сорбента, можно достичьпри проведении процесса пиролиза в атмосфере выделяющихся пирогазов. Приэтом в среде пирогазав, в целом восстановительной, содержит необходимое и достаточное количество кислорода длякачественного проведения пиролиза.Выполнение предлагаемого способа иллюстрируется следующими примерами.П р и м е р 1. 10 кг персиковой косточкис содерканием ядра 5 Д подвергают термообработке в среде пирогазов при температуре 35 С до содержания летучих вкарбонизате 7,1. Полученный карбонизатактивируют водяным паром при температуре 830-850 С в течение 1 часа (образец 1),П р и м е р ы 2-8, Карбонизацию фруктовых косточек с различным содержаниемядра осуществляют по примеру 1, но приэтом изменяют температуру термообработки и процесс заканчивают при различномсодержании летучих в карбонизате. Конкретные значения температуры и содержание ядра в косточке, а также содержаниелетучих в карбонизате по каждому примеру приведены в таблице 1, В качествесырья использовали персиковую косточку (содержание ядра 12, 3, 10 и 3,5 Ясливовую (содержание ядра 20 Я и абрикосовую (содержание ядра 24 и 22). Активирование карбонизата выполняют попримеру 1,Выход активированного угля и его поглотительные характеристики для прототипа и каждого из примеров приведены втаблице 1,Из приведеннь 1 х данных с очевидностью следует, что при содержании ядра вфруктовой косточке 5-20 и термообра(дробления, импрегнирования, сушки), чтопозволяет снизить себестоимость производства адсорбента,ботке ее до содержания летучих веществ в карбонизате 7-12% выход конечного продукта - углеродного сорбента возрастает до 10 и более при сохранении высоких поглотительных характеристик адсорбента (образцы 1-3).При уменьшении содержания ядра в косточке менее 5 ф( и:летучих веществ в карбонизате менее 7 ф 4 заметно гадает выход продукта, а поглотительная способность снижается (образцы 4, 7, 8), Также падает выход и качество адсорбента при увеличении содержания ядра.в косточке более 20 ф 4 и летучих веществ в карбонизате более 12(образцы 5, 6).Предлагаемый способ, таким образом, позволяет увеличить выход продукта при сохранении высоких поглотительных свойств адсорбента, Более того. при этом существенно упрощается технология получения за счет возможности устранения стадий первичной обработки косточкового сырья 5 Формула изобретен ия Пример Величина адсорбции, Выход адмг/г сорбента,Содержание летучих в карбонизате,; Суммарный объСодержание ядра в косточо Температура термоо бработки, С ем пор,см /г Овальбумин (ОВА) Витамин 812121 125 117 83 95 97 89 92 85 9,8 10,710,17;5 8,1 7,6 8,4 8,6 7,9 12,6 13,1 10,0 4,9 6,1 6,8 5,25,9 7,2 1,28 1,29 1,26 1,05 1,12 1,14 1,08 1,11 1,02 7,1 10.3 12,0 5,3 14,5 .11,5 4,0 7,5 4,3 5 12 20 3 24 22 10 3,5 2 3 456 7 8 прототип Составитель Т. ЧиликинаТехред М,Моргентал Корректор С, Патрушева Редактор Л. Павлова Заказ 2695 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035,Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 350 500 600 400 550 600 600 500 800 (атмосф, азоьа) 1, Способ получения сорбента, включающий термообработку растительного сырья - фруктовых косточек и/или орехов 10 до получения карбонизата и последующееактивирование карбонизата водяным паром,отличающийся тем,что термообработке подвергают недробленую фруктовую косточку и/или орехи с содержа нием ядра 5-20 мас, до получения карбонизата с содержанием летучих веществ в нем 7-12 мас2; Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что термообработку ведут в среде пиро газов при 350-600 С; а активирование водяным паром ведут при 830-850 С в течение 1 ч.