Способ получения активированного углеродного волокнистого материала и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к получению углеродных адсорбентов и может быть использовано для очистки технологических жидкостей. Цель изобретения - повышение адсорбционной активности по отношению к органическим красителям, прочности при разрыве и устойчивости к термоокислению, а также увеличение равномерности обработки углеродного материала за счет размещения нагревательных элементов 3 между теплоизолирующим кожухом 1 и разделительным экраном 2. Углеродную ткань с линейным электросопротивлением 10-50 Ом/м подвергают активации водяным паром в смеси с газообразными продуктами активации в две стадии: при 830-890°С до обгара 14-20 мас.% и при снижении температуры со скоростью 1-2 град/мин до 700-760°С. Устройство содержит патрубки 8 - для ввода газообразного активирующего агента и отвода летучих продуктов - 9, раму 6 для размещения активируемого материала, вентилятор 5, дополнительный теплообменник 4 для предварительного нагрева газообразного активирующего агента. Посредством нагревательных элементов 3 осуществляют нагрев газообразного агента при последующей конвективной передаче тепла обрабатываемому материалу. 2 с.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (gg)g С 01 В 31/08, D 01 F 9/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "",„

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,(2i) 4211603/31-26 (22) 02,02.87 (46) 30.04.90. Бюл. )"- 16 (71) Институт общей и неорганической химии АН БССР и Филиал Всесоюзного научно-исследовательского конструкторского проектно-технологического инженерного центра г.Минска Госагропрома СССР (72) И.EI.Ермоленко, Н,В.Гулько, И.П.Люблинер, К.А,Курилович и В.Н.Игнатенко (53) 661.183.2 (008.8) (56) Заявка Великобритании Р 1310011, кл. С 01 В 31/07, 31/10, 1973.

Авторское свидетельство СССР

K 461058, кл. D 01 F 9/12, .1973. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВИРОВАННОГО

УГЛЕРОДНОГО ВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЦЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к получению углеродных адсорбентов и может быть использовано для очистки технологических жидкостей. Цель изобретения — повышение адсорбционной активности по отношению к органическим

Изобретение относится к получению углеродных адсорбентов и может быть использовано для очистки технологических жидкостей.

Цель изобретения — повышение адсорбционной активности по отношению к органическим красителям, прочности при разрыве и устойчивости к термо окислению, а также повышение равнокрасителям, прочности при разрыве и устойчивости к термоокислению, а также увеличение равномерности обработки углеродного материала за счет размещения нагревательных элементов

3 между теплоизолирующим кожухом 1 и разделительным экраном 2. Углеродную ткань с линейным электросопротивлением 10-50 Ом/м подвергают активации водяным паром в смеси с газообразными продуктами активации в две стадии: при 830-890 С до обгара 1420 мас.Е и при снижении температуры со скоростью 1-2 град/мин до 700о

760 С. Устройство содержит патрубки для ввода газообразного активирующего агента и отвода летучих продуктов,. раму 6 для размещения активируе . г ." материала, вентилятор 5, дополнительный теплообменник 4.для предварительного нагрева газообразного активирующего агента. Посредством нагревательных элементов 3 осуществляют нагрев газообразного „агента при последующей конвективной передаче тепла обрабатываемому материалу. 2 с.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл. мерности обработки волокнистого углеродного материала.

Пример 1. 2,8 кг углеродной ткани УУТ-2 с линейным электросопротивлением 50 Ом/м размещают на раме и загружают в устройство для активации, обеспечивающее возврат части газообразных продуктов активации в зону реакции. После продувки техни-, 1560473 ческим азотом (расход.4 л/мин) в течение 5 мин без нагрева осуществляют нагрев ткани до 830 С и поддерживают температуру на этом уровне в течение

2 ч, причем по достижении 830 С в камеру взамен азота подают водяной пар, обогащенный возвращенной частью газообразных продуктов активации с удельным расходом 0,4 кг/ч кг матери- 10 ала, взаимодействие с которым в течение 2 ч обеспечивает абгар 14, 1мас.У..

Затем, не прекращая подачу пара, камеру с материалом охлаждают со скорою стью 1 град/мин до 760 С отключением части нагревателей, после чего полностью отключают нагрев и подают азот. о

При снижении температуры до 120 С материал достают из устройства,взвешивают и определяют характеристики. 20

Результаты представлены в таблице.

Пример ы 2-12 аналогичны примеру 1 и конкретные условия их осуществления и характеристики получаемого материала приведены в таб.- 25 лице, Пример:ы 13 и 14 выполнены в соответствии с известным способом.

Способ осуществляют с помощью устройства.

На фиг. 1 -показан общий вид устрой" ства; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Устройство содержит теплоизолирующий кожух 1 внутри которого осуществляется обработка углеродного материала, разделительный экран 2, нагревательные элементы 3, размещенные между кожухом 1 и экраном 2, теплообменник.

4 для предварительного нагрева газообразного активирующего агента, вен- 4 тилятор 5 для всасывания свежего и отработанного газа, раму 6 для размещения активируемого материала, нап- . равляющие 7 внутри экрана 2, патрубок

8 для подачи к вентилятору свежего 45 газа, патрубок 9 для ввода газообразного активирующего агента в теплообменник 4, патрубок 10 для отвода летучих продуктов, герметичную дверь

11 через которую осуществляется

У ,50 загрузка и выгрузка рамы 6 с материалом.

Устройство работает следующим образом.

Раму 6 на которую предварительно

55 помещают обрабатываемый материал, устанавливают на направляющие 7 рабочей секции внутри экрана 2 и герметично закрывают дверь. 11. Подачей инертного газа (азота) через патрубок 9 вытесняют из рабочей секции воздух, после чего включают питание нагревателей 3, контролируемое с помощью специальных регуляторов. Посредством нагревателей осуществляют нагрев инертного газа (или водяного пара на стадии непосредственной активации), который затем реализует конвективную передачу тепла обрабатываемому материалу. После поступления через входной патрубок 9 нагрев инертного газа (или водяного пара) осуществляется в результате последовательного прохождения им теплообменника 4, зоны всасывания вентилятора 5 непосредственно под вентилятором (куда газ поступает через выходной патрубок 8 теплообменника 4), вдоль поверхности нагревателей 3 (куда газ направляется вентилятором 5).

Нагретый газ поступает в нижнюю часть секции подготовки газа, затем проходит теплообменник 4 и сквозь отверстия в нижней части экрана 2 — в рабочую камеру, в которой осуществляет нагрев обрабатываемого материала, а в случае реализации стадии активации — и взаимодействие с углеродом.

После прохождения сквозь слой обрабатываемого материала парогазовая смесь поступает в верхнюю часть секции в зону всасывания вентилятора, где часть ее всасывается вместе с поступившей из патрубка 8 свежей порцией пара вентилятором и направляется вновь вдоль поверхности нагревателей

3, а основная часть проходит патрубок 10.

Размещение нагревательных элементов между теплоизолирующим кожухом и разделительным экраном обеспечивает повышение равномерности обработки ак-, тивируемого материала за счет устра." нения градиента температур у теплоизолирующего кож,.ха и вблизи раздели тельного экрана.

Формула изобретения

Способ получения активированного углеродного волокнистого материала, включающий активацию углеродной ткани, отличающийся тем, что, с целью повышения адсорбционной активности по отношению. к органическим красителям, прочности при разрыве и устойчивости к термоокислению, активации подвергают углеродную ткань

0473 6 менты, раму для размещения активируемого материала, установленную на нап» равляющих, разделительный экран, установленный между .рамой и кожухом, 5 вентилятор, размещенный в кожухе над рамой, теплообменник для предварительного нагрева газообразного агента с патрубками для ввода газообразного активирующего агента и подачи его к вентилятору, размещенный в кожухе под рамой, отличающееся тем, что, с целью повышения равномерности обработки, нагревательные элемецты размещены между разделительным экраном и теплоизолирующим кожухом.

5 156 с линейным электрическим сопротивлением 10-50 Ом/м в две стадии: при

830-890 С до обгара 14"20 мас.% и при снижении температуры со скоростью

1-2 град/мин до 700-760 С и осуществляют ее водяным паром в смеси с газообразными продуктами активации.

2. Устройство для получения активированного углеродного волокнистого ,материала, содержащее теплоизолирую щий кожух с патрубками для ввода газообразного активирующего агента и отвода летучих продуктов, размещенные внутри кожуха нагревательные эле1

Способ

Температура, ОС

Обгар, мас.%ь на I стадии

Линейное

Скорость снижения электрическое по приме рам

Объем пор, см /r температуры на

Н стаI ста- II сопротивле" ние,Ом/м общий микро- и мезопор стадии дии, С/мин

14,1 0,352 0,340

20,2 0 523 0,486

17,2 0,572 0,554

14,0 0,390 . 0,386

20, 1 0,587 О, 529

18, 5 0,605 О, 501

18,5 0,421 0,388

17,2 0,526 0,377

17;2 0,518 0,329

20,0 0 501 0,308

17,2 0,531 0,382

17,2 0,480 0,475

0,220 0,010

0,760 0,210

Продолжение таблицы

Характеристики получаемого материала

Спос по

Адсорбционная активность, мг/г по МГ по МО по КФ по МЗ по КК

* Ф Ф ьь

Температура термоокисления, С

Прочность при разрыве, Н тносительный бъем пор, % размером, нм прим

PRM

I,7-2ьО 2,0-5,0

327 25 15 97

564 84 36 63

531 62 19 89

345 37 19 108

475 91 24 86

682 85 32 60

356 98 19 90

506 70 12 81

300 69 12 76

521 70 12 69

1 97 6 1 9 298

2 81 4 13 2 389

3 92 6 6,7 377

4 97,2 2,6 339

90ь3 9ь4 392

6 86,2 12,9 381

7 941 16 315

79ь 3 13ь4 368

9 77 1 168 347

10 75,2 19,1 368

2

4

6

8

11

19

13

830 760

890 760

860 760

860 760

860 ?60

860 760

860 760

860 730

860 700

860 760

860 730

860 760

900.1,0

1,5

1ь5

1ь5

1,5

1,0

2,0

1,5

1,5

1,0

1,4

1,5

172

472

526

198

184

241

245

500

1560473

Продолжение таблицы

Способ

Характеристики получаемого материала по

Адсорбционная активность, мг/г

Прочность Температура . при раз- термоокисрыве, Н ления, С о.примерам по МГ по MO по КФ по МЗ по КК

+ % + +

0,7-2,0 2,0-5,0

)1 78,9 13,7 375 498 511,74 20 78!

2 189 205 73 5,9 5,5 123

13 50 8 22 19 0 0 47

196 104 89 4,2 4,1 30

МО, MI, КФ, МЗ и КК вЂ” метиловый оранжевый, метиленовый голубой-., кристаллический фиолетовый, малахитовый зеленый и конго красный, соответственно. р-Ф

gamulupyee матери аг л

Фиа!

Составитель Т.Чиликина

РедактоР И.СеглЯник ТехРед М.Дидык Корректор Т.Малец

Заказ 948

Тираж 417

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Относительный объем пор, X с размером, нм

480