Способ получения активного угля

В 31 08 ОПИСАНИЕ. ИЗОБРЕТЕНИ тф Н ВТСИНОМУ щдщ щщ"фч"Ъ -щам,ДМфСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИ(тц лщщвющщ щ щщ ющщщщРевоеоции и ордена Трудового КрасногоЗнамени теккологнчеокий жстигутиц, Ленсовета(54)(57) СПОСОБ. ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВ НОГО УГЛЯ, включающий карбониввапо углероасоцержащик откщов, . вс актива" ннв и подачу вовы, о т л н ч а вщ и й с и тем, что, с еаьв упрощении и снщкецин еатрат на процесс, воду подь вт в корбощаоваиные отходы. перед автивапией с расащом.0,4 0,8 м /т откоъ дев и акиитазиао ведут ло 700 750 С,Изобретение относится к способу,получения активных углей, точнее кспособу получения активного угля иэтвердых остатков пиролиза бытовых ипромышленных отходов, и может бытьиспользовано в процессах получения сорбентов, необходимых для очи. "ки сточныхвод и промышленных газовых выбросов,Известен способ получения активного10угля из отходов производства полимеровпутем карбониэации измельченного полимера при 250-600 ф С м последующейактивации при 700 1000 С в атмосфеере водяного пара Ь.3.Недостатком способа является сложность аппаратурного оформления процессаи подготовка специального активщрующего агента - водяного пара, что усложняет процесс,Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ получения активного угля для очистки сточных вод, включавщн;йкарбоннзацию дробленных углеродсоурцаших растительных отходов до 600 С срегулируемой скоростью, замораживаниеих для удаления летучих, охлаждение, поме-,щение в специальный реактор и активация внем при подача воды, которая превращается в пар, транспортируемую в реакторпотоком азота или СО с расходом 30 303 ОО г/ч (0,6 0,8 г/г карбонизованных.отходов) при 800-3.000 С выдержкойдо 30 мин 2),Недостатком известного способа является его сложность (миогостадийность) звысокая температура активации, большойрасход воды и других реагентов, чтоповышает затраты на процесс. Бель: изобретении - упрощение и сииОжение затрат на процесс.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу, вкаочакицему карбо низацию углеродсодз 1 зкзиах огходов, йодачу в карбонизованные отходы воды 45 с расходом 0,4-0,8 м /т отходов и: пос-,3,ледующую активацию до 700-750 С,воду подаюг в карбонизованные отходыперед активацией с расходом 0,40,8 ь 8 т отходов и активацию ведут при 700-750 С.При подаче воды в указанном количеств ве перед активацией происходит смачивание карбонизованных отходов, что поэзо., ляет не подавать дополнительных газооб разных агентов в процессе активации при нагреве до,700-750 С , все ето упрощает процесс и. снижает, энер 1 етические .и материальные затраты на процесс(при сохранении адсорбционных свойств активного угля - иодное число 550- 900 мг/г).Карбоннзацию (без доступа воздуха) отходов проводят в печах при повышеннеа температуре (до 8 ОО.С);, Летучие про дукти пнролиэа (газ, смола) улавлнваютсасисгемой конденсации, а углеродистый остаток остается в печи в виде спекше ся трещиноватой пористой массы.Пори карбонизованных отходов закрьь. ты в основном сравнительно низкомолеки лярными продуктами термического разде женин углеродистых материалов.Смачивание корбонизованных отходоя водой представляет собой процесс обидь кого увлажнения отходов, при котором влага проникает равномерно во все треааны спека, пристенное пространство и доступные порыПри повышении температуры до 50-70 С увлажиенность всего объема карбонизованных отходов выравниваегся вУдаление воды из реактора активации начинается при температуре 90 С (ато хорошо видно в стеклянной системе конденсации) е Вода образует с органеческнми соединениямми азеотроиные смеси (кипящие часто нижеЗ.ООС) и интенсивно выводит ниэкомолекулярные продукты нз карбонизованныхотходов, освобождая поры.Последние капли воды удаляются изореактора при 300 400 С,зРасход воды составляет 0,4-0,8 мна 3. т остатка (0,2 0,4 мна 3. м объема остатка пиролизф Указанный расходводы не следует увеличивать, так какулучшение качества продукта при атом цьпроисходит, а расход энергии на перегонку воды возрастает.При повторном. нагреве (активации)при сравнигельно низких,температурвх.,(700-750 С) получаются активированные угли, пригодные для использованияв процессах адсорбционной очистки водыи промышленных газовых выбросов.Время активации складывается из,нагрева печи до 7 ОО 750 С и ее охлаждения до 400 С, что не превышает2,5 ч. Нагрев печей. обычно производится газовыми горелками, Охлаждение печей производится ча 3 це всего наружнымвоздухм, но манжет быть использован ихладоагент. В результате термическойактивации, выполненной предлагаемымспособом, получают углеродный продукт,который для использования в качестве1020371 4 3сорбента должен быть раздроблен и разделен на Фракции. В качестве сорбеитов могут быть использованы как фракции определенных размеров, так и порошкообразный материал э процессах со взве шенным слоем и т. н.В зависимости от состава отходов (резина, пластмассы, смесь некомпостируемых.отходов, осадки сточных вод "и др.) механическая прочность получаемых углей 10 и. содержание. золы в них колеблятся в аироких интервалах, тем не менее все они пригодны для защиты окружающей среды от загрязнения промышленными сточными водами и газовыми выбросами.При проведении термической активации карбонизованиых отходов предлагаемым способом ие требуется специальных печей и устройств для получении и перегрева активируюпппс агентов что упрощает и Ю снижает затраты на процесс. П р и м е р 1. Пиролизу подвергаюткусочки размером 1-2 см резины, пластмассы и синтетической ткани. Смесь от- с 5ходов, подвергаемая карбонизации, составлена.иэ равных весовых количеств ука.занных материлов. В печь объемом 4 дмэагружают 2,5 кг отходов, которые плотно утрамбовывают, так что третья часть щпечи остается свободной. Йалее печьзакрывают герметично крышкой и соедиияют с, системой конденсации,Карбониэацию (пиролиз) проводятпри атмосферном давленки, беэ доступавоздуха, нри нагреведо 800 ф С. Твердыйостаток имеет следуюцдю характеристикуплотность - 1,44 г/см; пористостьО,4 см /г; удельная поверхность 40,8 мгзола 3,03%,. летучие вещества 2992%углерод 86,4%водород 3,9%, Выходтвердого остатка 40% от массы отходов.Карбониэованные отхады занимают поло-. вину объема печи, т. е л 2 дм . Ипечь вводят 0,8 м воды/т отходов.Ъ45Кербонизованные отходы достаточно хорошо смачнваются водой, которая проникает в его трещины и в пристеночное прос- ранство. Выдержки для. смачивания во .времени практически не требуется. От момента смачивания до сбора печи дляповторного нагрева (активации) проходитне более 30 мин, Активацию проводят приатмосферном давлении. Подъем темпера туры до 750 С осуществляют со скоросотью 8-9 град/мин, Остывеине проходит . ,через стенку за 80 мин до 200 С. Активированный уголь (в виде спека) внешнесветлее тономменьше блестит, но имеет почти прейапою форму, Спек легко выгружают из печи. Выход активного угля сос:тавляет 80% от массы карбонизованныхотходов, угар 20%.,Выгруженный активироваиный уголь вшаровой мельнице размальвают в течение 2 мин и рассеивают на фракции,Фракционный состав %Более 3 мм 352-3 мм 251-2 мм 20Менее 1 мм 20Характеристика фракции 2-3 мм; удельная поверхность 209 мф/г, общийь Ъобъем пор 1,0 см /г, объем-макропор0,52 смог, объем микропор 0,12 смог,объем перехоциы пор 0,38 смУг, плотность 1,52 г/см (по данным ртутнойпорометрии) .П р и и е р 2. Карбониэованиыеотходы цряюера 1 подвергают активациипри 700 С. Количество воды, внесенноев карбоиизованиые отходы, составляет400 млна 1 дм или 0,8 м на 1 тЪ 3отходовПолученный активированный угольимеет практическй те же характеристикичто и в примере 1.П р и м е р 3. Карбонизапию осадковсточных вод (обеэвоженный избыточныйактивный ил) проводят при 800 С в течение 3 ч.Характеристика карбонизованного твердого остатка: плотность1,81 г/см,пористость 0,34 см/ г, удельная поверхность 39,8 и /г, эола 72,1%, летучиевещества 9,2%, углерод 25,4%, водород2,3%,Выход 35%.Твердый карбонизоваииый остатокосадков сточных вод смачивают водой(200 мл на 1 дм или 0,4 мЗ на 1 тостатка) при комнаткой температуре ипроводит активацию прн 700 ф С.Время подъема температуры 62 мин.Режим остывания аналогичен, приведенному в примере 1.Выход сорбента 89% от корбоиизоваиного остатка. Угар 11%, Фракционный. сос.тав, полученный в условиях примера 1,следующий %:Более 3 мм 202-3 мм 351-2 мм 20Менее 1 мм 25Характеристика фракции 2-3 ммПлотность 1,92 г/см, удельная поверхность 196 м/г, общий объем пор1,ОХ см /г, объем Макропор 0,43 см /г3 Э,объем микропор 0,26 см/г и объем пе. ВНИИПИ Государственного комитета ОХРно делам изобретений и открытнВ 13.3038, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/8филиал ППП патент", г. Ужгород, улйроеууная, 4 Фреходных пор О,Э 2 см/г. Прочность 38%.Как помазали жследовання пористой структуры, полученные активные угли . имеют небольшую долю жтннных мщсропор и поэтому уступают промышленным активным углям. Однако по объему переходною . пор онн превосходят их. Угли, получаемые предлагаемым способом, относятся к мак роноржтым, что делает нх незаменимыми при очистке сточных вод,ЬСорбционная активность по иоду длявсех полученныхпо прююарам актнвньпсуглей 650-900 мг/г, что свидетельствует об вх высокой сорбпнониой способВ ности (практкчески на том же уровне,что в в известном способе),По сравнению с звестным предлагаемый способ позволяет снизить расходэнергии, т,е. проводжь процесс прн бо 10 лее низких температурах, уменьшить расход воды и исапьчн ь расход газа-еосителя.