Способ парогазовой активации угле-родсодержащих материалов

ц 827383 ОП ИСАЙ И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ баев Советскйх Социалистических Республик(51) М. Кл аС 01 В 31/08 В 013 19/04 1 2742046 23-2 с присоединением заявкиПриоритет Государствеиный комете СССР(43) Опубликовано 07,05.81. Бюллетень17 ие делам изобретеиий и открытий(54) СПОСОБ ПАРОГАЗОВОЙ АКТИВАЦИ УГЛ ЕРОДСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ 5 5 0 2) Авторы изобретения С, Л. Глушанков, А. М. К А. ф, Ложкин, АИзобретение относится к области высокотемпературных процессов переработки твердых углеродсодержащих материалов, в частности, парогазовой активации углерод- содержащих материалов и может быть использовано в сорбционной технике.Известен способ активации, включающий обработку углеродсодержащего материала при 800 С парогазовой смесью, содержащей 5 - 15 об.% кислорода и 10,воб,% водяного пара до обгара 65 - 70 вес.% 111.Недостатком способа является то, что при использовании кислорода в качестве компонента активирующей смеси газов в течение всего процесса активации происходит интенсивное развитие макропор, не принимающих участие в процессах адсорбции. Вместе с тем значительно увеличивается доля поверхностного обгара материала, что приводит к уменьшению удельного объема сорбирующих пор - переходных и микропор, в результате чего снижается сорбционная способность получаемого активного угля и уменьшается выход готового продукта.Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является способ парогазовой активации углеродсодержащих материалов в два этапа, по которому исходный материал активируют на первом этапе газовои см сью, содержащей 3 об. % кислорода до о гара 15 - 35% при температуре около 430 С а на втором этапе - водяным паром д обгара 45 - 70% при 760 в 9 С 2. Недостатком указанного способа является то, что он не позволяет получать активный уголь с достаточно высокой сорбционной способностью по отношению к трифенилметановым красителям, вследствие интенсивного развития крупных пор при об. работке угля в присутствии кислорода на первом этапе и удаления кислородсодержащих комплексов с поверхности угля при обработке его на втором этапе водяным паром.Целью изобретения является повышение сорбционной емкости получаемого продукта по отношению к трифенилметановым красителям при высокой интенсивности процесса активирования.Поставленная цель достигается описываемым способом парогазовой активации углеродсодержащих материалов в две стадии: на первой - водяным паром при 800 в 9 С до обгара 38 - 48%, на второй - водяным паром, содержащим 1,0 - 6,0% кислорода, при 650 в 8 С до обгара 55 - 70%.% Температура, С Обгар, % Время, мин Условия активироваиия 2011 О 400 800 35 70 85 120 50 800 800 40 70 1 стадия Водяной 2 стадия Водяной 1 стадия Водяной 2 стадия Водяной 1 стадия Водяной 2 стадия Водяной 1 стадия Водяной 2 стадия Водяной 1 стадия Водяной 2 стадия Водяной парпар+1% кислорода 105 120 35 800 800 40 парпар+3% кислорода 110 70 120 800 8 ОО 40 парпар+6% кислорода 20 100 70 парпар+0,5% кислорода 120 800 800 40 90 60 70 120 800 800 40 парпар-7% кислорода 80 70 10 40 При температуре ниже 800 С при использовании водяного нара и 650 С нри использовании смеси скорость процесса очень низка. При температуре выше 950 и 800 С соответственно резко возрастает доля поверх постного обгара угля, что снижает выход продукта.Способ может быть осуществлен несколькими путями с использованием различной аппаратуры: 1 Ов одном аппарате с неподвижным слоем угля при поочередном пропускании через слой сначала водяного пара, а затем смеси водяного пара с кислородом;в двух последовательно соединенных по 15 обрабатываемому материалу аппаратах, в одном из которых производится обработка водяным паром, а во втором - смесью водяного пара и кислорода;в одном аппарате с перекрестным движе нием контактирующих фаз, путем пропускания в верхней части аппарата через движущийся сверху вниз материал водяного пара, а в нижней - смеси водяного пара и кислорода; 25в одном аппарате противоточного типа, в верхней части которого ведут активирование водяным паром, а в нижней - смесью водяного пара и кислорода.П р и м ер 1. 60 г древесного угля-сырца 30 фракции 5 - 7 мм на первом этапе активируют в атмосфере водяного пара при температуре 800 С в течение 120 мин до обгара 40%. Затем уголь активируют смесью водяного пара и кислорода, содержание ко торого в смеси составляет 2%, при темпе 1 стадия Водяной пар+ 10% кислорода (прототип)2 стадия Водяной пар Из таблицы видно, что предложенный способ активации углеродсодержащих материалов позволяет увеличить сорбционную емкость получаемого продукта по отношению к трифенилметановым красителям на 10 - 18%,ратуре 800 С в течение 40 мнн до обгара 70%. Получают активный уголь, имеющий сорбцнонную способность по метиленовому голубому 110%.11 р и м е р 2. Древесный уголь-сырец фракции 5 - 7 мм активируют, пропуская через вертикальную реторту. Расход угля составляет 100 г/мин, температура в зоне реакции 800 С, обгар 40%. В нижнюю часть зоны активации подают смесь водяного пара и воздуха, которого берут такое количество, чтобы содержание свободного кислорода в смеси составляло 4%. Расход парогазовой смеси равен 140 г/мин. Активирование в нижней части зоны активации происходит смесью водяного пара и кислорода; в верхней части - водяным паром, поскольку кислород, благодаря своей высокой реакционной способности, срабатывается в нижней части зоны активации. Процесс ведут до обгара 70%. Осветляющая способность полученного продукта по метиленовому голубому составляет 105%.Активирование на втором этапе смесью водяного пара и кислорода, содержание которого составляет менее 1,0 об.%, не дает отличия в качестве получаемого активного угля по сравнению с прототипом. При содержании в смеси более 6,0% свободного кислорода качество получаемого активного угля даже несколько ниже чем в прототипе. Это объясняется значительным увеличением доли поверхностного обгара угля при высоком содержании кислорода в смеси.В таблице представлены результаты поэтапной активации полученного материала. Формула изобретения Способ парогазовой активации углерод- содержащих материалов в две стадии, включающий обработку на первой стадии при повышенной температуре, на второй -Редактор Н. Потапова Корректор Е. Осипова Заказ 1138/13 Изд.379 Тираж 530 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушскзя наб., д. 4,5 Типография, пр. Сапунова, 2 5при 650 в 8 С водяным паром до обгара 55 - 70 отличающийся тем, что, с целью повышения сорбционной емкости материала по отношению к трифениловым красителям, на первой стадии обработку ведут водяным паром при 800 - 950 С до обгара 38 - 48%, на второй - водяным паром, содержащим 1,0 - 6,0 кислорода. Источники информации,принятые во внимание прп экспертизе