Способ получения активного угля

 

Гидролизный лигнин сушат до влажности 20 - 25%, брикетируют при давлении 30 - 40 МПа, нагревают во вращающейся печи муфельного типа со скоростью 15 - 20°С/мин до 400 - 500°С, карбонизуют, активируют агентом, содержащий водяной пар, и осуществляют рассев на фракции. 1 табл.

Изобретение относится к технологии получения углеродных сорбентов из лигнина и может быть использовано в производстве зерновых и порошкообразных активных углей.

Известен способ получения активного угля, который включает сушку лигнинсодержащего сырья, нагревание со скоростью 1000-3000^оС/мин до 500-700^оС с последующей карбонизацией в вихревой камере, охлаждение карбонизованного угля и активацию в барабанной вращающейся печи смесью дымовых газов и водяного пара при 800-900^оС.

Недостатками этого способа являются высокая энергоемкость, обусловленная стадией скоростной карбонизации лигнина в вихревой камере при скорости нагрева 3000^оС/мин, и сложность, связанная с необходимостью отделения частиц карбонизованного угля-сырца от теплоносителя, охлаждением его до 50-100^оС в барабанном холодильнике и повторным нагреванием до 900^оС на стадии активации.

Цель изобретения - обеспечение безотходного, технологически простого и экономичного способа получения активного угля за счет снижения энергоемкости и расширения ассортимента готового продукта.

Способ осуществляют следующим образом.

Исходный лигнин с влажностью 65% подвергают сушке в паровоздушной сушилке до остаточной влажности 20-25%. Подсушенный лигнин брикетируют на валковом прессе при давлении 30-40 МПа, при этом брикеты имеют размеры 25х15х15 мм. Сформованные брикеты нагревают со скоростью 15-20^оС/мин до 400-500^оС и подвергают карбонизации во вращающейся печи муфельного типа при 400-500^оС. Карбонизованный продукт (неохлажденный) активируют при 850-900^оС в течение 55-60 мин до степени обгара 45-50%. Активацию проводят во вращающейся печи с пронизыванием слоя обрабатываемого продукта активирующим агентом - перегретым водяным паром. Полученный таким образом готовый продукт охлаждают и рассевают на фракции. При этом получают несколько сортов активного угля, которые соответствуют стандартам на зерненые и порошкообразные активные угли, а по своим физико-адсорбционным свойствам они не уступают углям, полученным по способу-прототипу.

П р и м е р 1. Исходный гидролизный лигнин с влажностью 65% высушивают до остаточной влажности W_ост = 20%, брикетируют при давлении Р=40 МПа и карбонизуют во вращающейся печи муфельного типа со скоростью подъема температуры Δt=20^оС/мин до конечной температуры 500^оС.

В процессе карбонизации степень разрушения брикетов составила 99,5%. Активирование полученного из разрушенных брикетов карбонизованного угля проводят при 850-900^оС во вращающейся печи в течение 55-60 мин до обгара 45-50% . В качестве активирующего агента используют перегретый водяной пар. Полученный активный уголь охлаждают и рассеивают на фракции.

При этом получено несколько сортов угля. Выход зерненого угля с основной фракцией 1,0-3,6 мм составил 62%, выход порошкообразного угля (после доизмельчения фракций менее 1,0 мм) составил 38%. Содержание в порошкообразном угле фракций более 100 мк составило 3,2%.

Характеристики углей, полученных в каждом примере, приведены в таблице 1.

П р и м е р 2. Исходный гидролизный лигнин с влажностью 65% высушивают до остаточной влажности 22%, брикетируют при давлении 32 МПа и карбонизуют со скоростью подъема температуры 17^оС/мин до конечной температуры 450^оС. Степень разрушения брикетов при карбонизации составила 98,7%. При активировании этого карбонизованного угля получено 61,7% активного зерненого угля с основной фракцией 1,0-3,6 мм и 38,3% порошкообразного активного угля.

П р и м е р 3. Проводился аналогично примеру 1 за исключением того, что W_ост= 24%, Р=30 МПа и Δ t=15^оC/мин до конечной температуры 400^оС. Выход зерненого угля составил 67,1%, порошкообразного - 32,9%.

П р и м е р 4. Проводился аналогично примеру 1 за исключением того, что W_ост=18%, Р=35 МПа, Δ t=10^оС/мин до конечной температуры 450^оС. Выход зерненого угля составил 63,0%, порошкообразного - 37%.

П р и м е р 5. Проводился аналогично примеру 1, за исключением того, что W_ост= 25% , Р=35 МПа, Δt=18^оС/мин до конечной температуры 500^оС. Выход зерненого угля составил 61,0%, порошкообразного - 39,0%.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВНОГО УГЛЯ, включающий сушку гидролизного лигнина, нагревание в печи с последующей карбонизацией и активацию агентом, содержащим водяной пар, отличающийся тем, что после сушки осуществляют брикетирование при давлении 30 - 40 МПа, а после активации - рассев и сушку ведут до влажности 20 - 25%, а нагревание - до вращающейся печи муфельного типа со скоростью 15 - 20^oС / мин до 400 - 500^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1