Способ парогазовой активации угле-родсодержащих материалов

Способ парогазовой активации угле-родсодержащих материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(() 827383

ОП ИСАЙ И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ баюл Советскйх

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.03.79 (21) 2742046/23-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (45) Дата опубликования описания 07,05.81 (51) M. Кл з

С 01В 31/08

В 01J 19/04

Государствеиный комитет (53) УДК 661.183.2 (088.8) ие делам изобретеиий и открытий (72) Авторы изобретения С. Л. Глушанков, А. М. Коркин, Е. А. Ермаков, Б..Е.,:Шенфедьд, А. Ф. Ложкин, А. А. Шумков и М. В. Сарычев

1 (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПАРОГАЗОВОЙ АКТИВАЦИИ

УГЛ ЕРОДСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области высокотемпературных процессов переработки твердых углеродсодержащих материалов, в частности, парогазовой активации углеродсодержащих 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,†об.% водяного пара до обгара 65 — 70 вес.% (1).

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 газовой смесью, содержащей 3 об. кислорода до обгара 15 — 35% при температуре около 430 С, а на втором этапе — водяным паром до

5 обгара 45 — 70% при 760 — 900 С (2).

Недостатком указанного способа является то, что он не позволяет получать активный уголь с достаточно высокой сорбцион)О ной способностью по отношению к трифенилметановым красителям, вследствие интенсивного развития крупных пор при обработке угля в присутствии кислорода на первом этапе и удаления кислородсодер)5 жащих комплексов с поверхности угля при обработке его на втором этапе водяным паром.

Целью изобретения является повышение сорбционной емкости получаемого продукта

20 по отношению к трифенилметановым красителям при высокой интенсивности процесса активирования.

Поставленная цель достигается описываемым способом парогазовой активации

25 углеродсодержащих материалов в две стадии: на первой — водяным паром при

800 †9 С до обгара 38 — 48%, на второй— водяным паром, содержащим 1,0 — 6,0% кислорода, при 650 — 800 С до обгара 55—

30 70%.

827383

Осветляющая способность, %

Температура, С

Обгар, %

Время, мин

Условия активироваиия

110

800

85

800

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 пар пар+-1 % кислорода

105

800

40 пар

nap+3% кислорода

110

120

8ОО

40 пар

nap+6% кислорода

100

70 пар пар+0,5% кислорода

120

800

90

70

120

800

40 пар пар+7!о кислорода

70

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 поверхностного обгара угля, что снижает выход продукта.

Способ может быть осуществлен несколькими путями с использованием различной аппаратуры: 10 в 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- 20 нием контактирующих фаз, путем пропускания в верхней части аппарата через дви>кущийся сверху вниз материал водяного пара, а в нижней — смеси водяного пара и кислорода; 25 в 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- 35 торого в смеси составляет 2%, при темпе1 стадия Водяной пар+-10% кислорода (прототип)

2 стадия Водяной пар

Из таблицы видно, что предло>кенный 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 110е

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%.

Акти вирование 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 углеродсодержащих материалов в две стадии, включающий обработку на первой стадии нри повышенной температуре, на второй—

827383

Составитель В. Виноградова

Техред И. Заболотнова

Редактор Н. Потапова

Корректор Е. Осипова

Заказ 1138/13 Изд. № 379 Тираж 530 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР ilo делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушскзя наб., д. 4, 5

Типография, пр. Сапунова, 2

5 при 650 †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

1. Патент ФРГ № 2033190, кл. С 01В

5 31/08, 1975.

2. Патент СШЛ № 3840476, кл. 252 — 445, 08.10.74 (прототип) .