Способ получения угля из гидролизного лигнина

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сева СоветеккхСоцналкетичеекихРееттублик и 994548(5)М. Кл. С 10 В 53/02 с присоединением заявки М -Гевудеретваивй кектет ь.СИ ае фалам кзебретвкк и еткрытквОпубликовано 07.02.83. Бюллетень М Дата опубликования описания 07,02,83 И. А. Алсуп, Г, Э. Домбург, Л, К, Дубова и В.Я:,7 Яс у д,Ордена Труцового Красного Знамени институт химии, .гдревесины АН Латвийской ССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЯ ИЗ ГИДРОЛИЗНОГО ЛИГНИНА 3Изобретение относится к технологиидеструктивной термической переработкигидролизного лигнина и может быть использовано цля попучения из него угля, пригоцного цля науглероживания жицкогометалла в сталеплавильных агрегатах.Известны различные способы деструктивной термической переработки гидролизного лигнина с целью получения угля и других продуктов. Попучаемые угли испольто зувтся в металлургии при производстве сероуглерода или перерабатываются в активные угли. Оцнако получаемые этими способами лигниновые угли не могут быть использованы в качестве карбониза 15 тора для науглероживания жидкого металла из аа высокого содержания в них ле.- тучих веществ.Наиболее близким к предлагаемому является способ получения попукокса из гицролизного лигнина. По этому способу гидролизный лигнин с добавкой 2-5% известняка вначале нагревают дымовыми газами цо 200-400 С, затем тверцым 2теплоносителем цо 500-600 оС, в резуль тате чего получают твердый остаток, называемый полукоксом 1.Недостатком этого способа является значительное содержание в полукоксе ле тучих веществ (10,9% Ч" ) и серы (0,9%оЪщ ), что не позволяет исполь зовать его для науглероживания жицкого металла в сталеплавильных агрегатах,Цель изобретения - снижение содержа ния летучих веществ, повышение содержа ния углероца в целевом продукте и получение фенопсодержащей смолы.Поставленная цель цостигается. тем, что согласно сйособу получения угля иэ гицролиэного лигнина, нагрев на йервоЪ стадии осушествляют до 450-550 С в токе газообразного теплоносителя, содер жашего 1-10% кислорода, а нагрев на второй стадии осуществляют до 700-800 С.Осуществление первой стации нагрева в условиях скоростного термолиза при 450-550 С, с добавкой кислорода обеспечивает оптимальные условия протекания3 094848 ф ктивных акций, С делиб повышения содержания фено конденсапионно дестру рев результате чего увеличивается выходтвердого остатка на первой стадии нагрева, а также происходит более интенсивное образование фенолсодержащих смол.При превышении этой температуры начинается активное развитие термическойдеструкции, приводящее к заметному сни/жению выходов твердого остатка исмолобразных продуктов. При низких веМпературах в условиях скоростного термолиза конденсационно-деструктивные реакции не развиваются достаточно глубоко,в результате чего снижается выход угляна второй стадии нагрева.15Прокаливание твердого остатка на второй стадии нагрева в бескислороднойгазовой среде приводит к вьщелению изнего преимущественно кислорода и водорода в вице окиси углерода, метана и свободного водорода, за счет. чего и снижается содержание летучих вешеств в угледо 2% и увеличивается содеркание углерода до 90% и выше,Пропесс карбонизадии предпочтительнее вести в реакторе скоростного термолиза циклонного типа, При движениигазовзвеси в винтовом канале реакторачастицы нагреваются до температуры,при которой происходит термодеструкция36с выделением летучих продуктов термо. распада и накоплением углерода в твердомостатке, Большая часть серной кислоты,находящейся в гидролизном лигниневусловиях скоростного термолиза разлагается и удаляется из реакционной зоныодновременн с летучими продуктамитермолиза,. Малое время нахождения образовавшихся смолообразных продуктовв зоне реактора с высокой температурой,за счет большой скорости движения газо 40вого потока, предохраняет их от разложения, .Способ осуществляется следующимобразом.Высушенный до влажности 5-15%45гидролизный лигнин фракционируют путемизмельчения до размеров частип не более3 мм, подвергают скоростному нагревув реакторе циклонного типа, в которомматериал движется по винтовому каналусверху вниз. Твердый остаток отделяютв циклонном сепараторе, а летучие про-,дукты термолиза уносятся потоком теплоносителя через центральную трубу в вицепарогазовой смеси. Последняя направла- ЗЗется либо в топку для сжигания, либона конденсацию для получения жидкогоконденсата. лов в конденсате нагрев гидролизноголигнина ведут при температуре не вьппе 500 С, при содержании кислорода втенлоносителе 1 2% по объему. В качествве теплоносителя, кроме дымовых газов,допустимо также использование перегрвтого водяного пара или их смеси, Твердый остаток скоростного термопиза представляет собой мелкозернистый угольс размером частиц не более 2,5 мм.,Нляполучения угля карбонизатора твердыйостаток подвергают. нагреванию при700-800 оС, например, в барабанных печах.Способ осуществляют в лабораторномреакторе скоростного термолиза с длиной винтового канала 14 м и в барабанной вращающейся печи с электрообогреэвом объемом 0,003 м,П р и м е р 1 . Переработке подвергают высушенный и просеянный гидролизный лигнин со следующими характеристиками, %:Фр 4,8; Дф 0,7, 5 0,23;С, 62,45; Н 5,20; Ч 56,10; крупностьне более 3 мм.1,00 кг гидролизного лигнина подвергают скоростному термолизу в потокесмеси водяного пара с воздухом, содержащей 1,0% кислорода по обьему, при450 С и соотношении материала к теплоносителю 1:7, Производительность установки по лигнину 0,978 кг/ч. Получают0,540 кг твердого остатка,. 0,093 кгосадочной смолы. Из жидкого конденсатавыделяют 0,149 кг водорастворимойсмолы. Твердый остаток подвергают термичестой обработке во вращающейся печипри 700 С в течение 15 мин. Получают0,247 кг карбонизатора - угля со следующей характе ристикой,%: А с 2,55, .9 0,09. с 91 18, Нс 2 43 Мс 4 86Выход продуктов от абс. сухого гидролизного лигнина,%.Уголь - карбонизатор 25,9Осадочная смола 9,8Водорастворимаясмола 15,7П р и м е р 2 . 1,00 кг гицролизного лигнина (как в примере 1) подвергаютскоростному термолизу в потоке смесиводяного пара с воздухом, содержащей1,5% кислорода по объему, при 475 фСи соотношении материала к теплоносителю 1:8. Производительность установки полигнииу 0,923 кгlч. Получают О, 325 кгтвер-,дого остатка, 0,113 кг осадочной смолы. Изжидкого конденсата выделяют 0,177 кг водорастворимой смолы. Твердый остаток подвер,0 1,0 ация на ерату 0 5 0 72 700 П 5 тельн ннВыход продуктов от абс. сухого лигнина,%;Уголь и,7 2 эа 5 9946 гаке термической обработке (ак в приме= - ре 1) при 725 С. Получают 0,218 г угля со следующими характеристиами,%;А,2,93О,О 8; с 93;05, Н 2,24,ЧС 1,93. Выход продуктов от або, сухого . з гицролизного лигнина,%: Уголь - карбонизатор 22,9 Осадочная смола 11,9 . Воцорастворимая смола 18 В, - щ ,. П р и и е р 3 . 1,000 кг гидролиз-ного.лигнина, как в примере 1, подвермют скоростному термолизу в потоке смеси водяного нара с воздухом, содеркавай. 8,8% кислорода ао объему, при - : и 481 фС и. соотношении материала к тепло-носителю 1:5. Ироиэводительносгь установ ки по лигиину 1,395 кгРч. Попучают 0,397. кг твердого остатка, 0,069 г . осадочной смолы. Из. жидкого конденсата 26 выделяют 0,056 г воцорастворимой смолы, Твердый остаток подвергают термической обработке, ак в примере 1, при 725 сС. Получают 0,268 кг угля со следующей харатеристнкой,% А 2,17. исс 0 08, СС 9331, Не 2 19, Мс. 1 72 48 6. Выхоц продуктов от або. сухого гицролиэеного лнгнина,%:Уголь - карбонизатор 28,2Осадочная смола . 7,2Воцорастворимаясмола 5,9. П р и м е р 4 . 1,000 кг щцроли ного лигнина, ак в примере 1.иоцзерга ют скоростному термолизу в потоке сме си воцяного пара с воздухом; соцерка щей 10,0% кислорода по объему, при 550 ОС и соотношении материала к теплою носителю 1:6. Производительность уста новки по лигиину 0,950 кг/ч. Получена 0,200 кг твердого остатка, который и ац вергают термической обработке, как в примере 2, при 800 С Получают, 0,149 кг угля со следующей характерно тикой,%:.Л 4 22 ф Эс 0,06 С 92,10; Нс 1,60; Чс 0,63. Выход угля 15,7%. от або, сухого гиаролизного лигнииа. Осацочная и водорастворимая смолы не получаются.Полученные результаты по примерам1-4 приведены в таблице.8 Продолжение таблицы чая смо.9,8 1,9 7 Ненаружно л оцораст воримасмола 15,7 1 Харвкте ристка угля-карбнизатера,%: 2,93 2,17 4,2 9,6 0 0 0 О0 3,05 93, 24 2,1 4,6 С 2,4 1 0. веществ ица в,целевсодержащейдии осущесобразным те1-10% кисстадии осущИс е принятые 1. Авт66100 Составитель Н, Стрижоваедактор Н, Киштулинец Техред С.Ми 1 унова рректор "И. Булла Подписное Тираж 50 НИИПИ Государственназ 564 ого комитета СССРний и опВрытий5, Раушская наб., ц/5 Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 филиал П В пересчете на Сс, Нс, Чс15 и 88%,Как видно из таблицы, суммарноесодержание летучих веществ и влаги (невыше 5%) и содержание углерода до 93%в полученном угле полностью удовлетворяЭет требованиям, предъявляемым к порошковым карбонизаторам. Поэтому полученный предлагаемым способом уголь можетзаменить дефицитный и дорогостоящийграфит, применяемый в качестве карбонизатора при производстве стали,Формула изобрет ния45Способ получения угля из гидролизного лигнина, включаощий сушку лигнина,дию нагрева газообразнымлем и вторую стадию нагреьч а ю щ и й с. я тем, ч 1 о,ижения содержания летучихповышения содержания углероом продукте и получения фенолсмолы, нагрев на первой статвляют цо 450-550 С газоплоносителем, содержащимл;рода, и нагрев на второйествляют цо 700-800 С.точники информации,во внимание при экспертизеорское свидетельство СССРО, кл. С 10 8 53/02, 1974.