Способ получения адсорбента на основе оксида цинка

 

Изобретение относится к химической технологии, конкретно к области получения адсорбентов на основе оксида цинка, используемых для улавливания вредных соединений из промышленных отходящих газов и в теплоэнергетике. Целью изобретения является повышение удельной поверхности сорбционной емкости и выхода сорбента. Поставленная цель достигается путем термообработки при 400-800°С цинкосодержащего шлама, образующегося при очистке сточных вод производства вискозного искусственного волокна. Техникоэкономические преимущества заявленного способа состоят в увеличении, по сравнению с прототипом, величин удельной поверхности и сорбционной емкости в 2-3 раза, выход адсорбента 65-85%. 1 тзгбл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 01 J 20/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1,5-9,0

0,5-4,0

0,6 — 1,5

0,3-0,6

0,1 -0,4

0,005 — 0,06

0,3-1,0 остальное, кремнезем алюминий железо кальций магний медь натрий цинк (21) 4841076/26 (22) 02.04.90 (46) 07,10.92, Бюл. N 37 (71) Институт общей и неорганической химии АН БССР (72) В.С.Комаров и Е.В.Карпинчик (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1204248, кл. B 01 J 20/02, 1983. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АДСОРБЕНТА НА

ОСНОВЕ ОКСИДА ЦИНКА (57) Изобретение относится к химической технологии, конкретно к области получения адсорбентов на основе оксида цинка, используемых для улавливания вредных соеИзобретение относится к химической технологии, конкретно к области получения адсорбентов на основе оксида цинка, используемых для улавливания вредных соединений из промышленных отходящих газов и в теплоэнергетике.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому решению является способ получения, поглотителя сернистых соединений на основе оксида цинка сущность которого состоит в том, что для получения адсорбента используют цинксодержащий шлам, образующийся при очистке сточных вод производства вискозного искусственного волокна содовым методом, который подвергают термообработке при температуре

300 — 700 С. Ци н ксодержа щий шла м в сухом состоянии имеет следующий состав, мас. : углерод (общий) 5,0 — 12,0 сера (общая) 2,9-5,0,, Ы„„1766490 А1 динений из промышленных отходящих газов и в теплоэнергетике. Целью изобретения является повышение удельной поверхности сорбционной емкости и выхода сорбента. Поставленная цель достигается путем термообработки при 400 — 800 С цинкосодержащего шлама, образующегося при очистке сточных вод производства вискозного искусственного волокна. Техникоэкономические преимущества заявленного способа состоят в увеличении, по сравнению с прототипом, величин удельной поверхности и сорбционной емкости в 2-3 раза, выход адсорбента 65-85%. 1 табл.

Вещественный состав шлама представлен преимущественно гидрокабонатом цинка (до 85 мас./). Углеродсодержащая его часть находится в виде ксантогената целлюлозы и гемицеллюлоз, Остальные элементы являются примесями, извлеченными кислыми сточными .:одами из технологического оборудования.

Способ позволяет получить адсорбент, содержащий 63,1-87,9 мас,0 оксида цинка, который обладает удельной поверхностью

8,7 — 30,2 м /г и сорбционной емкостью 0,011766490

0,05 см /г при выходе готового продукта

62 — 75 мас.%.

Недостаток способа заключается в низкой удельной поверхности, сорбционной емкости и выходе полученного по нему адсорбента.

Цель изобретения — пвоышение удельйЬй поверхности, сорбционной емкости и выхода адсорбента.

Поставленная цель достигается способом получения адсорбента на основе оксида цинка, включающим термообработку цинксодержащего шлама, образующегося при очистке сточных вод производства вискозного искусственного волокна содовым методом, которую осуществляют в инертной атмосфере, или в среде газов, выделяющихся при термообработке, при температуре 400—

8QQoC, Пример 1. Высушенный до остаточной влажности 8% цинксодержащий шлам в количестве 100г, содержащий в абсолютно сухом состоянии 38 цинка, загружают в тигель, который помещают в кварцевую трубку, снабженную внешним обогревом.

Трубку закрывают с обеих концов пробками с подводящим с одной и отводящим — с другой стороны патрубками, через которые осуществляют ее продувку гелием из газового баллона для вытеснения воздуха.

Включают электрообогрев и производят нагревание со скоростью 10 /мин до температуры 400 С в слабом потоке гелия, выдерживают при этой температуре в течение 1 ч, после чего охлаждают не прерывая подачу инертного газа до комнатной температуры. После извлечения тигля получают

74,5 r адсорбента, содержащего 58,2 мас. оксида цинка, Удельная поверхность адсорбента, измеренная по адсорбции паров бензола в вакууме, составляет 79,1 м /г, 2

-сорбционная емкость — 0,19 см /г, выход з продукта — 81, Пример 2. 100,0 г цинксодержащего шлама с влажностью 10 и содержанием в абсолютно сухом 40,8% цинка подвергают термообработке в атмосфере азота при температуре 500 С с изотермической выдержкой в течение 1 ч. Трубку с прокаленным продуктом охлаждают и разгружают. Полученный адсорбент содержит 72,4 мас. оксида цинка, Удельная поверхность составляет 66,3 м /r, сорбционная емкость — 0,14 см /г, выход — 70%.

Пример 3. Цинксодержащий шлам с влажностью 36,2 в количестве 100,0 r содержащий в сухом 44,0 цинка загружают в тигель, который помещают в трубку с электрообогревом. Прокаливание осуществляют без доступа воздуха в атмосфере выделяющихся газов при температуре 800 С с изотермической выдержкой в течение 0,5 ч.

Трубку с продуктом охлаждают и разгружа10 ют. Получают адсорбент, содержащий

84,3 оксида цинка, который обладает удельной поверхностью 33,4 м /г и сорбционной емкостью 0,09 см /r. Выход адсорбента составляет 65 .

15 В таблице приводятся сравнительные с прототипом характеристики адсорбента, полученного при других условиях осуществления способа, включая и условия по приме20

50 рам 1 — 3.

Полученные экспериментальные данные позволяют ограничить предельные значения температуры термообработки цинксодержащего шлама интервалом 400800 С.

Температура ниже 400 С не позволяет достаточно полно провести карбонизацию органической части шлама и получить адсорбционно-активный продукт.

При температуре свыше 800 С резко ускоряются восстановительные процессы с участием пироуглерода. При этом ухудшаются адсробционнные характеристики адсорбента при одновременном возрастании общих энергозатрат, что не может быть оправдано, Предложенный способ позволяет получить адсорбент с улучшенными адсорбционно-структурными характеристиками, что значительно расширяет сферу его практического использования, а также снизить потери ингредиентов шлама.

Формула изобретения

Способ получения адсорбента на основе оксида цинка, включающий термообработку цинксодержащего шлама, образующегося при очистке сточных вод производства вискозного икусственного волокна содовым методом, отличающийся тем, что, с целью повышения удельной поверхности, сорбционной емкости и выхода адсорбента, термообработку цинксодержащего шлама осуществляют в инертной атмосфере или в среде газов, выделяющихся при термообработке, при 400 — 800 С, 1766490

Своиства адсорбента

NI пlп

Условия обработки

Способ

Содержание цинка в сухом, 2

Вреня прокаливания, ч

Температура прокаливания, ОС

Сорбционная емкость, смэlг

Состав газовой атмосферы

Выход продукта, 2

Содержание оксида цинка, а

Удельная поверхность, мз/г

Предлагаемый

Составитель Е. Кирпинчик

Редактор С. Кулакова Техред М.Моргентал Корректор С. Юско

Заказ 3499 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, /К-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

2

4

6

8

11

12

13

14

16

17 I 8 Прототип

19

40,8

40,8

40,8

40,8

40,8

38,0

38,0

38,0

38,0

38,0

38,0

44>0

44,0

44,0

44,0

44,0

44,0

38,0

40,8

44,0

900 .

400.

700

1

0,5

Ов5

1

0,5

О 5

0,5

0,5

1

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

Азот

Азот

Азот

Азот

Азот

Гелий

Гелий

Гелий

Пирогазы

Гелий

Гелий

Пирогазы

Пирогазы

Пирогазы

Пиро ra зы

Пиро га эы

Геле»

Воздух

Воздух

Воздух

79

72

67

62

81

78

73

72

78

71

68

62

63

64,0

70,2

72,4

75,4

81,5

55,3

58,2

60,6

64,8

65,4

67,3

69,8

76,8

80 ° 0

84,3

87, 8

86,8

63,1

72,4

87 «9

Образец

61 6

66 ° 3

53,1

Образец

Образец

79,1

76,3

59,8

55,4

12 ° 2

Образец

56,3

43,1

33,4

Образец

7,2

30,2

28,8

8,7 не активный

0 i 1 2

0,14

0,11 не активный не активный

0,19

0,18

0,12

0,11

0,04 не активный

0,12

0,11

0,09 не активный

0,03

0,02

0,03

0i01