Способ получения порошкообразного углеродного сорбента

(50 4 С 01 В 31/08 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Институт химии и химическойтехнологии СО АН СССР(56) Махорки К,Е Глухоманюк А.М.Получение углеродных адсорбентов впсевдоожиженном слое. К.: Науковадумка, 1983, с, 160,Патент Австралии У 291778,кл. В 01 1) 53/02, 1981ЯО 144 О 875 А 1(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОЦ 1 КООБРАЗНОГО УГЛЕРОДНОГО СОРБЕНТА(57) Изобретение относится к химической технологии, конкретно к получению порошкообразных углеродных сорбентов, и позволяет в 2-5 раз повысить их сорбционную активность, а также снизить энергозатраты при их получении. Сущность способа заключается в проведении карбонизации и активации углеродсодержащего материала продуктами его сгорания, выделившимися при его пропускании в пнемотранспортном режиме через высокотемпературную зону, Эта зона ограничена псевдоожиженным слоем инертных и/или каталитически активных, и/или угольных частиц, Процесс получения сорбентов ведут с выводом 60-903 продуктов сгорания из верхней части зоны при 550-850 С.1 з.п, ф-лы, 1 табл. 1 ил.ФИзобретение относится к химической технологии, а именно к способам получения углеродных сорбентов из дешевого природного сырья. 5Цель изобретения - повышение сорбционной активности порошкообразных углеродных сорбентов, и также снижение энергозатрат при их получении.На чертеже представлена принципи- О альная схема установки.Установка состоит из устройства для прогрева и запуска аппарата 1, трубопровода 2 для подачи воздуха и сырья, питателя 3, бункера 4 исходно го сырья, реактора 5, в нижней части которого находится псевдоожиженный слой инертных и/или каталитически активныхи/или угольных частиц 6, устройство 7 для отбора ожнжающего агента, над которым формируется псевдоожиженный слой активируемого материала 8. Трубы 9-для отбора готового.продукта.Установка работает следующим образом.С помощью устройства в аппарате создается требуемый температурный режим и одновременно подается воздух по трубопроводу 2. Затем включают 30 1питатель 3 и из бункера 4 по трубопроводу 2 исходное сырье поступает в реактор 5, Там сырье попадает в псевдоажиженный слой 6, где быстро нагревается, пиролизуется и дви жется сквозь этот слой.в пневмотранспортном режиме, Выделившиеся при пиролизе летучие вещества тут же сгорают, поддерживая тем самым температурный режим в аппарате. Двигаясь в восходящем потоке, смесь твердых и газообразных продуктов пиролиза поступает в устройство 7, где часть газообразных продуктов отделяется от основного потока и выводится из аппарата. Благодаря этому линейная скорость газов выше устройства 7 становится меньше скорости питания, но остается выше критической скорости псевдоожижения для частиц карбоничи рованного материала, Поэтому последние над устройством 7 уже не движутся в пневмотранспортном режиме, а на-, ходятся в псевдоожиженном состоянии, Содержащиеся в ожижающем агенте ак" 55 тивные компоненты Н О, СО, О активируют полукокс. Активированные частицыстановятся более легкими и40-50 Результаты измерений представленыв таблице.П р и м е р 2, Получение сорбентов проводят при тех же условиях,что и в примере 1 из угля с размеромчастиц 0,125-0,630 мм, Часть ожижающего агента отводят выше зоны карбонизации через центробежный концентратор, Благодаря этому в верхнейчасти аппарата образуется второйпсевдоожиженный слой из частиц карбонизированного материала, который дополнительно некоторое время активируется в этом слое газообразнымипродуктами карбонизации,Результаты приведены в таблице.П р и м е р 3, Получение сорбентов проводят в тех же условиях и из того же сырья, что и в примере 2,но при 650 С, В результате низкой температуры псевдоожиженного слоя шамста горение летучих не было устойчивым и установку приходилось постоянно подогревать с помощью устройства 1,постепенно перемещаются в верхнюючасть псевдоожиженного слоя 8, откуда отводятся через патрубок 9,Параметры установки;диаметр реактора, м 0,2высота реактора, м 2,7производительностьпо углю, кг/чйагрузка по воздухуз/ч 70-90диапазон рабочихтемператур, С 500-900П р и м е р 1, Углеродный сорбентполучают по способу-прототипу из бурого угля Канско-Ачинского бассейна,Ирша-Бородинского разреза при 850 С,расходе угля 32 кг/ч и воздуха80 нм/ч.,Размер частиц угля 0,125 -0,630 мм.В качестве материала для нижнегопсевдоожиженного слоя (зона карбонизации) используют шамот с размеромчастиц 1-2 мм. Отбор ожижающего агента из аппарата не производится. Твердые продукты после карбонизации дополнительно не активируются,Сорбционную активносгь полученного твердого продуктаопределяют пойоду, удельную поверхность - методомтепловой десорбции аргона.1Способ получения порошкообразного углеродного сорбента, включающий карбонизацию и активацию углерод 40 содержащего материала продуктами егосгорания, выделившимися при его пропускании в пневмотранспортном режимечерез высокотемпературную зону, ограниченную псевдоожиженным слоем инерт 45 ных, и/или каталитически активных,и/или угольных частиц, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыше-ния сорбционной активности, в верхней части зоны выводят из процесса50 60-903 продуктов сгорания углеродсодержащего материала,2Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью сниженияэнергозатрат, карбончзацию и актива 55 пию ведут при 600-800 С,Результаты приведены в таблице.П р и м е р 4, Получение сорбентов проводят в тех же условиях, чтои в примере 2, но вместо шамота ис-,пользуют частицы бурого угля круп-,ностью 3-6 мм,П р и м е р 5. Получение сорбентов проводят при 550, 600, 750 и800 С в тех жз условиях, что и в приомерах 2 и 3, э вместо шамота и угляиспользуют катализатор окисления(сферическая гамма-окись алюминия с30 . нанесенного СцСгО).П р и м е р 6. Процесс осуществляют в смешанном псевдоожиженном слое,состоящем из 30% катализатора окисления (СцСг 01, нанесенных на окисьалюминия) и 70 инертного материала1,дробленый шлак энергетических котлов),П р и м е р 7. В качестве материала слоя используют смесь 20 Я катализатора окисления (0,1% Р 1 на шариках2 мм из циркониевой керамики) и 80 угля с размером частиц от 1 до 6 мм.. В ходе эксперимента в слой добавляютдробленьй уголь по мере его выгорания, так что масса слоя остается примерно.постоянной.П р и м е р 8. В качестве материала слоя используют смесь иэ 203 катализатора (5 , СиСгО), ЗОБ шамота и 50% угля с размером частиц 16 мм . В ходе эксперимента угольпостепенно выгорает, так что соотношение компонентов меняется.П р и м е р 9, Проводят опыт также, как в примере 5, но в качествесырья используют тощий уголь Кузнецкого бассейна с размером частиц0,125-0,630 мм,П р и м е р 10, Проводят опыт также, как в примере 4, но в качествеосновного сырья используют бурыйуголь Ирша-Бородинского бассейна сразмером частиц 0,630-1,2 мм,Приведенные экспериментальныерезультаты доказывают, что предложенный способ может быть осуществлен внескольких равноценных вариантах,которые различаются между собой качественным составом псевдоожиженногослоя частиц. Всего может быть исполь -зовано семь следующих составов материала слоя: инертные частицы 1; уголь2; катализатор Э окисления; 4 - инерт"ный материал + катализатор окисленип,5 - катализатор окисления + уголь;6 " инертный материал + уголь; 7инертный материал + уголь + катализатор. Во всех этих вариантам предложенный способ при его реализации в 10 температурном диапазоне 550-850 С позволяет в 2 - " раэ повысить сорбционную активность продукта по сравнениюс прототипом,Изменение температуры карбонизации 15 в интервале 600-800 С позволяет,кроме того, варьировать характеристикипористой структуры .получаемых сорбентов - микропорнстых продуктов с высо"кой активностью по йоду или макропо ристых - более активных по метиленовому - синему. При этом для активации не требуется дополнительного количества пара или других активирующихагентов.Следует также отметить, что снижение выхода твердого продукта о сравнению с прототипоМ в предложенномспособе с избытком компенсируется повышением его качества. При снижении 30 выхода продукта примерно в 2 раза егоцена возрастает на порядок и болееза счет значительного улучшения качества. З 5 Формула изобретения,1440875 Характеристика продуктов Активность немуг(г Прототипй Составитель Т,ЧиликТехред М.Ходанич М,Шароши ор едактор А,Долинич аказ 6138/ сн По комитета СССй и .открытии/5 кая на изводственно-полиграфнческое предприя Тираж 446 ВНИИПИ Государственн по делам изобрете 035, Москва, Ж, Р