Способ получения активного угля

нн 440817 ОПИСАНИЕИЗОВРЕТЕН ИЯК ПАТЕНТУ Союз Советских Социалистических Республик(33) ФРГОпубликовано 25.08,74 Гасударственный Совета Министра ао делам изоорее открытий митетСССРннй.7 72) Авторы изобретения Иностранцыанн и Германн-Иозе(61) Зависимый от патента та опубликования описани Изобретение относится к способам получения активного угля и может быть использовано в химической промышленности, например, для обесцвечивания растворов, в водо- подготовке, например для получения питье вой воды, для очистки сточных вод от органических примесей.Известен способ получения активного угля, включающий смешение углеродсодержащего материала со связующим, например, древес ной смолой, прессование смеси, дробление, рассев, карбонизацию и активацию полученного продукта.Активный уголь, полученный известным способом, обладает недостаточно высокой твер достык, а следовательно, механической проч ностью, ироме того, его поглотительная способность достаточно высока по отношению, например, к хлору, фенолу, весьма неудовлетворительна по отношению к ряду орга нических примесей, содержащихся в воде, таких как пестициды, инсектициды, красители, поверхностно-активные вещества, нефтепродукты.Целью изобретения является повышение 2 механической торочности и адсорбционной способности угля по отношению к органическим веществам. Для достижения этой цели предлагается в исходную смесь предварительно вводить соединения, выбранные из группы, со держащеи окиси и соли металлов, например окиси, гидроокиси, карбонаты, фосфаты щелочных, щелочноземельных и тяжелых ме таллов, и уплотнение вести вальцеванием смеси под давлением 20 в 1 кг/см, предпочтительно 50 - 150 кг/см. При этом для регулирования пористости продукта в качестве соединений щелочных металлов берут, например, окись, карбонат калия в количестве 12 - 20 вес. % в пересчете на исходную смесь. С целью повышения химической сорбции и улучшения коагулирующих свойств угля, применяют высокодисперсную кремниевую кислоту или кизельгур в количестве 1 - 15 вес, % в пересчете на исходную смесь. По предлагаемому способу углеродсодержащий материал замешивают со связующим и соединениями, выбранными из группы, содержащей окиси и соли металлов. Полученную смесь уплотнгпот вальцеванием год давлением 20 в 1 кг/см. Для уплотнения смеси применяют преимущественно прессы с гладкими валками, позволяющими использовать высокие давления. Материал сжимается между валками и выходит из машины в виде бесконечной полосы, которую после охлаждения дробят до требуемого размера зерен, просеивают, подвергают карбонизации и активации, Получающийся после просеива10 15 20 25 Зо 35 40 45 5,8 1312 1141 1,28. 50 55 60 65 ния нижний продукт может быть возвращен на стадию уплотнения.Давление выбирают в зависимости от прочности и пористости угля, поэтому оно не должно быть ниже 20 кг/см во избежание недостаточной прочности продукта и выше 150 кг/см во избежание разрушения углеродной структуры и тем самым невозможности получения адсорбента требуемой пористости,Б качестве углеродсодержащего материала применяют древесный уголь, сажу, каменный уголь, бурый уголь, торфяной кокс и так далее, в качестве связующего предпочтительно используют буковую древесную смолу, оставляющую при обугливании коксовый каркас и тем самым способствующую упрочнению зерна. Из соединений, выбранных из группы, содержащей окиси и соли металлов, подходящими катализаторами для регулирования пористости угля в процессе активирования преимущественно являются соединения щелочных металлов, например окись, карбонат калия. Вместе с тем для повышения химической сорбции и улучшения коагулирующих свойств угля предпочтительны соединения тяжелых металлов, высокодисперсная кремниевая кислота, кизельгур,Пример 1. 53 вес, ч. древесно-угольной пыли смешивают с 14 вес. ч. 50%-ного раствора едкого кали и 33 вес, ч, древесной смолы, Смесь нагревают до 60 - 70 С и подают на пресс с гладкими валками, Смесь в установленном зазоре между валками (2 ми) уплотняется при помощи усилия прессования 2000 гс/см в ракушки. Установленное на паре валков давление прессования составляет 50 кгс/см, Полученные ракушки имеют толщину 25 - 3 мм,После охлаждения уплотненного материала его предварительно ломают и дробят на молотковой мельнице до размера 1 - 4 мм. При этом получают 20 - 30% нижнего продукта с размером 1 мм. Зерно с диаметром 1 - 4 мм подвергают полукоксованию при 400 - 450 С и затем активируют водяным паром следующим способом. Около 200 кг/час подвергнутого полукоксованию ломкого зерна с диаметром 1 - 4 мм при постепенном повышении температуры до 800 - 850 С вводят в соответствующую печь и активируют при подаче 110 - 190 кг/час, преимущественно 150 кг/час, водяного пара. Время пребывания составляет приблизительно 24 час, Полученный активный уголь имеет ударную твердость 80/, и прочность па истирание 1,5/ Материал имеет в опыте с адсорбцией бензола степень насыщения 50/о, Величина насыщения поверхностно-активным веществом, например, тетрапропиленбензол-сульфон атом, составляет около 15 вес,. 4Материал имеет следующие свойства:Поверхность по методу ВЕТ,мбг 1150Иодная адсорбция, мг/г угля 1120Общий объем пор, мл/г угля 1,25.Пример 2. К полученной по примеру 1смеси добавляют еще 25/, сажи в пересчетена содержащую углерод пыльПри этом количество связующего вещества снижается на25/о, При дальнейшей переработке, как впримере 1, получают при дроблении до 30 зерен с размерами 1 мм. Полученный послеполукоксования и активирования активныйуголь имеет ударную твердость 65 о/о ипрочность на истирание 10%. Насыщениефенолом составляет 3,1 вес. % при остаточнойконцентрации 1,0 мг/л, насыщение тетрапропиленбензолсульфонатом 15,5 вес. /о при остаточной концентрации 1 мг/л, Активныйуголь имеет следующие свойства:Поверхность по методу ВЕТ,мг/г 1200йодная адсорбция, мг/г угля 1135Общий объем пор, мг/г 1,26. П р и м е р 3, 54 вес, ч. древесно-угольной пыли смешивают в интенсивном смесителе с 5 вес. ч, третичного фосфата кальция, 14 вес. ч. 50%-ного раствора едкого кали и 27 вес. ч, древесной смолы. Компоненты необходимо добавлять в указанной последовательности, чтобы достичь хорошего распределения фосфата.Смесь, как описано в примере 1, прессуют в ракушки, дробят и активируют при 800 С смесью водяного пара и воздуха, которая при атмосферном давлении содержит 5 - 15 об. /о кислорода и 10 - 50 об, о/, водяного пара,Полученный таким путем активный уголь имеет следующие свойства: Насыщение тетрапропиленбензолсульфонатом,вес. о/оПоверхность по методу ВЕТ,м-/гИодная адсорбция, мг/г угляОбщий объем пор, мл/г угля Он обладает хорошей обеоцвечивающей способностью, Фильтраты обработанных этим углем сахарных растворов прозрачнее, чем фильтраты сахарных растворов, которые обесцвечивали обычным углем. Адсорбционная способность полученного таким путем активного угля приблизительно соответствует величинам, названным в примере 2,П р и м е р 4, К полученной по примеру 1 угольной смеси добавляют еще 1 - 3/, пиро. люзита. Дальнейшую перерабожу осуществляют как в примере 1.Полученный таким путем гранулят активного угля применяют для удаления БО из отходящего воздуха,440817 Адсорбционная способность по отношению к тетрапропиленбензолсульфонату, вес. %1,43 19 ПредлагаемыйИзвестный 12 - 15,81,5 - 8 5,53 - 6,10 12 - 16 Предмет изобретения Составитель М. Савельева Редактор О. Кузнецова Техред Г. Васильева Корректор Н. АукЗаказ 62/16 Изд.186 Тираж 537 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская иаб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 Прп превращении свыше 99% 50 з до проскока происходит насыщение серной кислотой приблизительно 65%.Высокое насыщение серной кислотой получают вследствие благоприятного распределе 1. Способ получения активного угля, включающий смешение углеродсодержащего материала со связующим, например древесной смолой, уплотнение смеси, дробление, рассев, карбонизацию и активацию полученного продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения механической прочности и адсорбционной способности угля по отношению к органическим веществам, в исходную смесь предварительно вводят соединения, выбранные из группы, содержащей окиси и соли металлов, напримор окиси, гидроокиси, карбонаты, фосфаты щелочных, щелочнозения пор по размерам, которое обеспечивает добавка пиролюзита.В таблице приведены сравнительные характеристики активного угля, полученного извест ным и предлагаемым способами. мельных и тяжелых металлов, и уплотнение ведут вальцеванием смеси под давлением 20 - 150 кг/смз, предпочтительно 50 - 150 кг/см-.2. Способ по п, 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, 10 что, с целью регулирования пористости, вкачестве соединений щелочных металлов берут, например, окись, карбонат калия в количестве 12 - 20 вес. % в пересчете на исходную смесь.15 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийсятем, что, с целью повышения химической сорбции и улучшения коагулирующих свойств угля, применяют высокодисперсную кремниевую кислоту, кизельгур в количестве 1 - 20 15 вес. % в пересчете на исходную смесь.