Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Изобретение относится к технологии получения активированных углей на основе спецкокса, полученного из каменного угля марки «Д» Шубаркольского месторождения, и может быть использовано в процессах концентрирования металлов и органических соединений из водных растворов, очистки хозяйственно-бытовой воды, производственных и сточных вод от различных загрязнителей, а также для очистки газовоздушных смесей от токсичных компонентов.
Достигаемый технический результат - сокращение времени проведения активации и получение активированного угля с высокими показателями сорбционных свойств, расширение сырьевой базы, снижение энергозатрат за счет исключения стадии карбонизации исходного каменного угля, обеспечение экологической чистоты производства.
Получение активированного угля включает двухстадийную активацию по 30 минут каждая острым паром или смесыо острого пара с углекислым газом спецкокса фракцией 1,5-4 мм, полученного на основе каменного угля марки «Д» Шубаркольского месторождения, во вращающемся реакторе непрерывного действия при температуре 850-950°С.

Текст

Смотреть все

(51) 01 31/08 (2006.01) 01 31/16 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ использовано в процессах концентрирования металлов и органических соединений из водных растворов, очистки хозяйственно-бытовой воды,производственных и сточных вод от различных загрязнителей, а также для очистки газовоздушных смесей от токсичных компонентов. Достигаемый технический результат сокращение времени проведения активации и получение активированного угля с высокими показателями сорбционных свойств, расширение сырьевой базы, снижение энергозатрат за счет исключения стадии карбонизации исходного каменного угля, обеспечение экологической чистоты производства. Получение активированного угля включает двухстадийную активацию по 30 минут каждая острым паром или смесью острого пара с углекислым газом спецкокса фракцией 1,5-4 мм,полученного на основе каменного угля марки Д Шубаркольского месторождения, во вращающемся реакторе непрерывного действия при температуре 850-950 С.(72) Наурызбаев Михаил Касымович Ефремов Сергей Анатольевич Нечипуренко Сергей Витальевич Акбаев Тулеуген Ашикбаевич Ким Сергей Павлович Коршенко Владимир Сергеевич(73) Дочернее государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Центр физикохимических методов исследования и анализа Республиканского государственного предприятия на праве хозяйственного ведения Казахский национальный университет им. аль-Фараби Министерства образования и науки Республики Казахстан Акционерное общество Шубарколь комир(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВИРОВАННОГО УГЛЯ(57) Полезная модель относится к технологии получения активированных углей на основе спецкокса, полученного из каменного угля марки Д Шубаркольского месторождения, и может быть Полезная модель относится к технологии получения активированных углей на основе спецкокса, полученного из каменного угля марки Д Шубаркольского месторождения, и может быть использовано в процессах концентрирования металлов и органических соединений из водных растворов, очистки хозяйственно-бытовой воды,производственных и сточных вод от различных загрязнителей, а также для очистки газовоздушных смесей от токсичных компонентов. Известен способ получения активированных углей на основе антрацита (Патент Российской Федерации 2303569, МПК С 01 В 31/10, опуб. 27.07.2007), включающий обработку исходного сырья при температуре 50-60 С раствором соляной кислоты и/или аммиака, фильтрацию, сушку горячим воздухом с последующим постепенным (со скоростью 10-30 С в минуту) подъемом температуры до 750-800 С, при которой проводят активацию в течение 130-190 минут. Недостатком данного способа является использование дорогого химического реактива соляной кислоты и/или аммиака, проведение процесса в агрессивной среде, необходимость нейтрализации образующихся кислых стоков. Известен способ получения углеродного сорбента из шубаркольского угля (Инновационный патент Республики Казахстан 20678, опуб. 15.01.2009 г.),включающий загрузку угля фракцией (3-5 5-8 813 мм) в реактор, подачу воздушного дутья через колосниковую решетку в слой угольной загрузки навстречу движения фронта термохимических превращений для нагрева угольной шихты до температуры выше точки росы и активацию при температуре 800-1000 С в течение 3-5 часов. Недостатком способа является незначительный выход готового продукта (40-45) и длительное время нагрева, активации и охлаждения (более 5-ти часов) угля за счет принципа работы реактора периодического действия. Известен способ получения активированного угля(Патент ЕР 0765841, МПК С 01 В 31/08, С 01 В 31/14,01 21/18, опубл. 02.04.1997 г., бюл. 1997/14),включающий смешивание от 5 до 70 по весу не коксующегося угля с 95 до 30 по весу коксующегося угля и измельчение до фракции-0,250,075 мм готовой смеси в дробилке ударного типа, формование подготовленной смеси в гранулы от 2 мм до 5 мм, сушку во вращающейся печи с внешним нагревом в атмосфере азота и кислорода с дальнейшим подъемом температуры от 400 С до 700 С (со скоростью подъема 3,3 С в минуту) и пропусканием в печи только азота, и дальнейшую активацию при температуре 1020 С в смеси 50 по объему азота и 50 по объему пара. Недостатком способа является предварительная стадия смешения разных типов углей и формование измельчнной смеси, незначительный выход готового продукта (40) необходимость нейтрализации отходящих газов в процессе карбонизации угля. Наиболее близким к заявляемому является способ получения адсорбента опубл. 20.04.1998 г.), включающий активацию углеродсодержащего материала - буроугольного полукокса, полученного методом термоконтактного коксования,которую проводят в реакторе периодического действия в парогазовой атмосфере в кипящем слое в два этапа, первый из которых ведут при температуре 450 - 500 С в течение 50 - 60 мин, а второй - при температуре 680 - 730 С в течение 120 150 мин, причем в качестве парогазовой атмосферы применяют смесь следующего состава, мас. водяной пар 30 - 45, дымовые газы 55 - 70. Недостатком данного способа получения адсорбента является сравнительно длительное время проведения двух этапов активации и периодичность процесса. Задача полезной модели - разработка способа получения активированного угля. Техническим результатом предлагаемой полезной модели является сокращение времени проведения активации и получение активированного угля с высокими показателями сорбционных свойств,расширение сырьевой базы, снижение энергозатрат за счет исключения стадии карбонизации исходного каменного угля, обеспечение экологической чистоты производства. Технический результат достигается предлагаемым способом получения активированного угля,включающим дробление, активацию углеродного материала парогазовой смесью в реакторе в два этапа, но в отличие от известного в качестве углеродного материала используют спецкокс на основе каменного угля марки Д Шубаркольского месторождения, а активацию проводят при температуре 850-950 С в течении 30 минут на каждом этапе во вращающемся реакторе непрерывного действия, в качестве парогазовой смеси используют острый пар или смесь острого пара с углекислым газом. В результате использования в качестве сырья спецкокса фракции 0-10 мм значительно увеличивается выход активированного угля, а также наблюдается экономическая выгода за счет того, что данная фракция спецкокса имеет недорогую цену за счет малой востребованности на рынке в результате использования вращающегося реактора непрерывного действия производственный процесс ведется круглосуточно в штатном режиме и при меньшем времени активации. Способ осуществляется следующим образом. Спецкокс фракцией 0-10 мм, полученный из каменного угля марки Д Шубаркольского месторождения, дробят и отбирают рабочую фракцию 1,5-4 мм, далее сырье с определенной скоростью подают через загрузочный бункер во вращающийся реактор, где происходит процесс удаления остаточных летучих соединений и активация острым паром или смесью острого пара с углекислым газом. Активация продукта проходит в два этапа по 30 минут каждый при температуре 850950 С- при первом этапе, при прохождении сырья через печь удаляются остаточные летучие соединения,которые участвуют в активации спецкокса наряду с острым паром полученный полупродукт на выходе из реактора с температурой более 400 С улавливается в емкости с холодной водой. Данный этап необходим для увеличения пористости активированного угля за счет расклинивающего эффекта при контакте горячего спецкокса с водой,при этом значительно увеличивается количество микропор- при втором этапе, насыщенный водой во влажном состоянии материал подается в рабочую зону реактора, где происходит его активация и раскрытие микро- и мезопор за счет активации, как изнутри, так и от внешнего воздействия острого пара,и выгружается в специальную тару в сухом виде. Данный способ позволяет получить дешевый активированный уголь с высокими показателями сорбционных свойств удельной поверхностью - 360400 м 2/г механической прочностью - 85-90 адсорбционной емкостью по йоду - 40-55 суммарным объемом пор - 0,6-0,9 см 3/г,адсорбционной активностью по мелассе - 65-70 и др. При этом упрощается технология производственного процесса,обеспечивается снижение энергозатрат и повышается экологическая чистота процесса за счет исключения стадии карбонизации самого угля. Использование поглощения воды горячим активированным углем повышает газопроницаемость за счет увеличения пористости, снижает сопротивление при сорбции водных суспензий. Пример 1. Заранее раздробленный и просеянный спецкокс фракцией 1,5-4,0 мм подают реактор с загрузочного бункера посредством шнека со скоростью 80-90 кг/ч. За первый проход в реакторе происходит удаление остаточных летучих соединений, которые в свою очередь участвуют в активации, кроме того в реактор с температурой 850950 С под давлением подают острый пар в количестве 80-90 кг/ч для активации. Время нахождения спецкокса в реакторе за один проход составляет 30 минут. После этого на выходе раскаленный спецкокс подают в холодную воду,фильтруют и снова подают в реактор для активации при тех же условиях. Готовый актированный уголь фракцией 1-3,6 мм имеет удельную поверхность 361 м 2/г адсорбционную емкость по йоду - 40 суммарный объем пор - 0,59 см 3/г, адсорбционную активность по мелассе - 68. Пример 2. Проводят аналогично примеру 1, за исключением активации, которую осуществляют,подавая в реактор смесь острого пара и углекислого газа в определенном соотношении, при этом расход острого пара 95 кг/ч, углекислого газа 5 кг/ч. Готовый актированный уголь фракцией 1-3,6 мм имеет удельную поверхность 380 м 2/г адсорбционную емкость по йоду - 43 суммарный объем пор - 0,65 см 3/г, адсорбционную активность по мелассе - 70. В химико-технологической практике в производственных процессах (концентрирование металлов, сорбция органических загрязнителей из жидких сред и др.) также используется данный активированный уголь, но в мелкодисперсном состоянии фракцией 0,1 мм. Получаемый по данному методу активированный уголь, измельченный до фракции 0,1 мм, имеет удельную поверхность 570 м 2/г адсорбционную емкость по йоду - 53 статическую адсорбционную емкость по хлору 367 мг/г, адсорбционную активность по мелассе 68. Применение полученного активированного угля приведено в примерах 3 и 4. Пример 3. Активированный уголь получают по примеру 1, измельчают до фракции 0,1 мм и затем используют в процессах концентрирования металлов. Так,результаты укрупненно-лабораторных испытаний показывают, что при использовании полученного мелкодисперсного активированного угля на свинцовой и цинковой флотациях из руд уменьшается расход реагентов 2 (от 800 до 500 г/т), 4 (от 800 до 600 г/т), бутилового ксантогената натрия (от 200 до 150 г/т), 4 (от 800 до 500 г/т), и без применения 23. Содержание и извлечение свинца в свинцовом концентрате составляют соответственно,45,1 и 55,7. Содержание и извлечение цинка в цинковом концентрате составляют соответственно,57,2 и 69,2. Пример 4. Проводят аналогично примеру 3, и используют при очистке желтого фосфора от органических примесей. При добавлении полученного активированного угля в процентном соотношении в количестве 0,8 к общему количеству фосфора получают оптимальный результат 0,02 содержания органических примесей допустимое содержание органических веществ в фосфоре составляет до 0,05. Применение данного активированного угля в качестве сорбента для очистки фосфора дает возможность не только уменьшить необходимое количество аналогов сорбента в 1,5-2 раза, но и получить очищенный фосфор хорошего качества. ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ Способ получения активированного угля,включающий активацию углеродсодержащего материала в реакторе в два этапа парогазовой смесью, отличающийся, тем, что в качестве углеродсодержащего материала используют спецкокс на основе каменного угля марки Д Шубаркульского месторождения,который предварительно измельчают до фракции 1,5-4 мм, а активацию проводят при температуре 850-9500 С в течение 30 минут на каждом этапе во вращающемся реакторе непрерывного действия, в качестве парогазовой смеси используют острый пар или смесь острого пара с углекислым газом.

МПК / Метки

МПК: C01B 31/16, C01B 31/08

Метки: активированного, угля, способ, получения

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/3-u1459-sposob-polucheniya-aktivirovannogo-uglya.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Способ получения активированного угля</a>

Похожие патенты