Способ термической переработки рисовой шелухи и ее лигнинных остатков

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Изобретение относится к области термической переработки антропогенного растительного сырья и может быть использовано при производстве углеродных кремнеземсодержащих продуктов.
Технический результат - обеспечение макси-мально возможной утилизации отходов рисо-переработки с получением активного угля и силикагеля, являющихся полифункциональными сорбентами.
Достигаемый технический результат обеспечи-вается способом термической переработки рисовой шелухи и ее лигнинных остатков, включающим промывку, сушку, пиролиз исходного сырья, конденсацию парогазовой смеси с получением твердого остатка и органического конденсата, термическое разложение неконденсирующихся пиролизных газов без доступа воздуха с получением сажи и газообразного топлива, при этом твердый остаток подвергают обработке раствором щелочи при нагревании с последующим отделением активного угля от щелочно-силикатного раствора, из которого получают силикагель.

Текст

Смотреть все

(51) 10 53/02 (2010.01) 01 31/02 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение относится к области термической переработки антропогенного растительного сырья и может быть использовано при производстве углеродных кремнеземсодержащих продуктов. Технический результат обеспечение максимально возможной утилизации отходов рисопереработки с получением активного угля и силикагеля, являющихся полифункциональными сорбентами. Достигаемый технический результат обеспечивается способом термической переработки рисовой шелухи и ее лигнинных остатков,включающим промывку, сушку, пиролиз исходного сырья, конденсацию парогазовой смеси с получением твердого остатка и органического конденсата,термическое разложение неконденсирующихся пиролизных газов без доступа воздуха с получением сажи и газообразного топлива, при этом твердый остаток подвергают обработке раствором щелочи при нагревании с последующим отделением активного угля от щелочно-силикатного раствора, из которого получают силикагель.(72) Бунчук Лара Владимировна Ефремова Светлана Владимировна Корабаев Аргын Саматович Сухарников Юрий Иванович(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан Министерства индустрии и торговли Республики Казахстан(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ РИСОВОЙ ШЕЛУХИ И ЕЕ ЛИГНИННЫХ ОСТАТКОВ Изобретение относится к области термической переработки антропогенного растительного сырья и может быть использовано при производстве углеродных кремнеземсодержащих продуктов. Известен способ получения высокочистых аморфных диоксида кремния и углерода из рисовой шелухи, (Патент 2144498 С 01 В 33/12, С 01 В 31/02,опубликован 20.01.2000). Сущность изобретения заключается в том, что рисовую шелуху подвергают кислотному травлению,промывке водой,сушке,предварительному сжиганию в закрытом реакторе с отсосом дыма и улавливанию аморфного углерода, размолу и окислительному сжиганию последовательно в токе воздуха и кислорода. По способу получают высокочистый диоксид кремния. Недостатком данного изобретения является двухстадийное сжигание исходного сырья,исключающее возможность получения помимо сажи и диоксида кремния, твердого карбонизата и органического продукта. Наиболее близким к заявляемому является способ термической переработки рисовой шелухи и ее лигнинных остатков (Предпатент РК 17867,С 10 В 53/02, С 01 В 31/02, опубликован 15.08.2006),включающий промывку, сушку, пиролиз исходного сырья, конденсацию парогазовой смеси с получением твердого остатка и органического конденсата,а также процесс разложения неконденсирующихся пиролизных газов без доступа воздуха с получением сажи и газообразного топлива. Недостатком данного способа является то, что получаемый при пиролизе твердый кремнеуглеродный продукт из-за высокой зольности и низкой сорбционной активности без дополнительной обработки не может быть использован в сорбционных технологиях в качестве сорбента, поэтому он имеет ограниченную область применения. Задачей настоящего изобретения является создание способа термической переработки антропогенного растительного сырья - рисовой шелухи и ее лигнинных остатков - лишенного указанных недостатков. Технический результат обеспечение максимально возможной утилизации отходов рисопереработки с получением активного угля и силикагеля, являющихся полифункциональными сорбентами. Технический результат достигается способом термической переработки рисовой шелухи и ее лигнинных остатков, включающим промывку,сушку, пиролиз исходного сырья, конденсацию парогазовой смеси с получением твердого остатка и органического конденсата, термическое разложение неконденсирующихся пиролизных газов без доступа воздуха с получением сажи и газообразного топлива, при этом твердый остаток подвергают обработке раствором щелочи при нагревании с последующим отделением активного угля от щелочно-силикатного раствора, из которого получают силикагель. 2 Пиролиз рисовой шелухи, содержащей, в основном, целлюлозу, лигнин, диоксид кремния в количестве 4550 2025 1415 мас.соответственно, и ее лигнинных остатков, содержащих 3035 масс.диоксида кремния, приводит к образованию кремнеуглеродсодержащего остатка, являющегося смесью аморфного углерода и аморфного диоксида кремния в количествах С 5055 мас. , 2 4045 мас.соответственно для рисовой шелухи и С 4045 мас. , 25055 мас.для лигнинных остатков. Последний может служить благодатным материалом для получения активного угля и силикагеля. Ранее неизвестная и предлагаемая авторами последовательность операций пиролиза сырья,конденсации парогазовой смеси, термического разложения без доступа воздуха неконденсирующихся пиролизных газов, а также обработка твердого остатка от пиролиза раствором щелочи обеспечивает получение достигаемого технического результата. Продукты, получаемые по заявляемому способу,имеют широкую сферу применения. Активный уголь может быть использован в качестве сорбента для извлечения благородных и редких металлов, в процессах очистки промстоков от тяжелых металлов, для очистки питьевой воды и т.д. Силикагель может быть использован в производстве стекол специального назначения, а после прокаливания в качестве осушителя газообразных систем. Пример 1 . 100 г рисовой шелухи промывают водой при комнатной температуре при соотношении Т Ж 110 с последующим отделением жидкой фазы. Затем рисовую шелуху сушат при 105 С до остаточной влажности 2-5 мас. . Высушенную рисовую шелуху подвергают термической обработке без доступа воздуха (пиролизу) при 650 С в течение 30 минут. Образующиеся в процессе пиролиза газы пропускают через конденсационную систему для получения органического конденсата, количество которого составляет 35 мас.от исходного сырья. Неконденсирующиеся газы, составляющие 30 мас. от исходной рисовой шелухи, подвергают термическому разложению при 1000 С без доступа воздуха для получения сажи и газообразного топлива. Получаемый твердый продукт в количестве 35 г представляет собой кремнеуглеродный рентгеноаморфный материал, содержащий С 55 мас., 240 мас. , сумму неорганических примесей - до 5 мас. . Удельная поверхность кремнеуглеродного остатка составляет 250 м 2 /г,сорбционная емкость по йоду - 3, насыпная плотность - 0,1 г/см 3. 10 г кремнеуглеродного продукта, содержащего 5,5 г углерода и 4 г диоксида кремния, обрабатывают раствором щелочи с концентрацией по 2 - 50 г/дм 3 при ЖТ 101,при кипячении в течение 1 часа. В процессе выщелачивания диоксид кремния переходит в раствор в виде силиката натрия. Твердый углеродный остаток отделяют от раствора фильтрацией, промывают горячей водой до нейтральной реакции промывных вод и сушат при 105 С. В результате получают 5,5 г чистого активного угля, характеризующегося следующими сорбционными характеристиками удельная поверхность - 550 м 2 /г, сорбционная емкость по йоду 35, насыпная плотность -0,05 г/см 3. К 100 см 3 щелочного фильтрата приливают концентрированную соляную кислоту до полного высаживания геля диоксида кремния, который сушат при 105 С, измельчают до крупности менее 1 мм, промывают горячей водой, осадок отфильтровывают, затем повторно сушат при 105 С. В результате получают силикагель 4,0 г,содержащий 280,3 мас. , Н 2 О 18,1 мас. ,сумму неорганических примесей - 1,4 мас. . Силикагель может быть использован в производстве стекол специального назначения, а после прокаливания в качестве осушителя газообразных систем. Пример 2. 100 г лигнинных остатков, содержащих лигнина в пересчете на сухое вещество - 5557 мас., 23235 мас. , промывают водой при комнатной температуре при соотношении ТЖ 110 с последующим отделением жидкой фазы. Твердый остаток сушат при 105 С до остаточной влажности 2-5 мас.и подвергают термической обработке без доступа воздуха (пиролизу) при 650 С, в течение 30 минут. Образующиеся в процессе пиролиза газы пропускают через конденсационную систему для получения органического конденсата, количество которого составляет 25 мас.от исходного сырья. Неконденсирующиеся газы, составляющие 35 мас. от массы исходных лигнинных остатков, подвергают термическому разложению при 1000 С без доступа воздуха для получения сажи и газообразного топлива. Выход твердого продукта при пиролизе лигнинного остатка составляет 60, т.е. получено 60 г кремнеуглеродного продукта, содержащего 255 мас. , С 45 мас. , сумму примесных компонентов меньше 1 . 10 г кремнеуглеродного продукта, содержащего 5,5 г диоксида кремния и 4,5 г углерода,обрабатывают раствором щелочи с концентрацией по 2 - 50 г/дм 3 при ЖТ 101, при кипячении в течение 30 минут. В процессе выщелачивания диоксид кремния переходит в раствор в виде силиката натрия. Твердый углеродный остаток отделяют от раствора фильтрацией, затем промывают его горячей водой до нейтральной реакции промывных вод и сушат при 105 С. В результате получают 4,5 г чистого углеродного продукта с достаточно хорошими сорбционными характеристиками удельная поверхность -500 м 2/г,сорбционная емкость по йоду - 35, сорбционная емкость по метиленовому голубому - 85 мг/г. К 100 см 3 щелочно-силикатного раствора приливают концентрированную соляную кислоту до полного высаживания геля диоксида кремния, который сушат при 105 С, измельчают до крупности менее 1 мм, промывают горячей водой, осадок отфильтровывают и сушат при 105 С. В результате получают 5,5 г силикагеля, содержащего 2 - 82,1 мас. , Н 2 О -17,2 мас. , сумму неорганических примесей - 0,5 мас. . Преимуществом изобретения является комплексная переработка рисовой шелухи и ее лигнинных остатков, обеспечивающая возможность получения таких ценных продуктов,как порошковый активный уголь,силикагель,органический конденсат, сажа, топливные газы. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ термической переработки рисовой шелухи и ее лигнинных остатков, включающий промывку, сушку, пиролиз исходного сырья,конденсацию парогазовой смеси с получением твердого остатка и органического конденсата,термическое разложение неконденсирующихся пиролизных газов без доступа воздуха с получением сажи и газообразного топлива, отличающийся тем,что твердый остаток подвергают обработке раствором щелочи при нагревании с последующим отделением активного угля от щелочно-силикатного раствора, из которого получают силикагель.

МПК / Метки

МПК: C10B 53/02, C01B 31/02

Метки: способ, остатков, шелухи, термической, переработки, лигнинных, рисовой

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/3-20547-sposob-termicheskojj-pererabotki-risovojj-sheluhi-i-ee-ligninnyh-ostatkov.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Способ термической переработки рисовой шелухи и ее лигнинных остатков</a>

Похожие патенты