Способ регенерации сорбентов-катализаторов

 

Изобретение относится к сорбционной технике и может быть использовано для регенерации сорбентов-катализаторов, утративших каталитическую активность в процессе длительного хранения. Регенерированные сорбенты-катализаторы могут быть использованы в процессах очистки промышленных газов или в средствах защиты органов дыхания. Предложен способ регенерации сорбентов-катализаторов путем обработки их химическим реагентом, в качестве реагента берут аммиачную воду, содержащую 8-20% углекислоты при соотношении сорбента-катализатора и аммиачной воды 1:(0,4 - 0,7), а затем ведут термообработку при 120-200^oC в печи "кипящего слоя". 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к сорбционной технике и может быть использовано для регенерации сорбентов-катализаторов, утративших каталитическую активность в процессе длительного хранения. Регенерированные сорбенты-катализаторы могут быть использованы в процессах очистки промышленных газов или в средствах защиты органов дыхания.

Известен способ получения сорбента для поглощения газообразных примесей, включающий контактирование активированного угля с раствором соли металла с последующей термообработкой, которая проводится и с целью повышения динамической активности сорбента [1] В литературе описан способ химической регенерации активных углей путем обработки 1-2% ным раствором NaOH с последующей сушкой [2] Использование известных способов регенерации катализаторов не приводит к полному восстановлению активности сорбентов-катализаторов по плохосорбирующимся веществам типа хлорциана.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является способ низкотемпературной регенерации углей, в том числе и металлизированных, включающий отработку сорбента паром или газами при 100-400^oC [2, с. 116-125] Недостатком прототипа является невозможность полного восстановления первоначальной активности сорбентов-катализаторов и обеспечения необходимой стабильности их для дальнейшего использования в средствах очистки воздуха от токсичных плохосорбирующихся примесей.

Целью изобретения является восстановление первоначальной активности сорбентов-катализаторов по плохосорбирующимся веществам после их длительного хранения.

Цель достигается предложенным способом путем обработки дезактивированных сорбентов-катализаторов химическими реагентами с последующей сушкой, причем в качестве реагентов берут аммиачную воду, содержащую 8-20% углекислоты при соотношении сорбента-катализатора и аммиачной воды 1: 0,4 0,7, а сушку ведут при 120-200^oC в печи "кипящего слоя".

Из научно-технической литературы авторам неизвестно использование аммиачной воды, насыщенной углекислотой, для регенерации сорбентов-катализаторов.

Сущность способа заключается в следующем.

Поглощение токсичных плохосорбирующихся веществ типа хлорциана происходит за счет их разложения каталитическими добавками, наносимыми на поверхность активного угля. В процессе длительного хранения под действием влажности воздуха происходит кристаллизация добавок, что приводит к потере их активной формы. Сушка такого сорбента-катализатора не позволяет полностью восстановить необходимую форму активных комплексов.

В результате многочисленных экспериментов удалось подобрать химический реагент, позволяющий полностью восстановить активность каталитических добавок и в дальнейшем обеспечить стабильность регенерированного сорбента-катализатора в процессе работы и хранения. Опытным путем установлены соотношения компонентов при пропитке и температурные режимы сушки, оказывающие влияние на восстановление активных комплексов на поверхности угля.

Способ осуществляют следующим образом.

Берут дезактивированный сорбент-катализатор и помещают его в пропиточный аппарат. В отдельном реакторе при нагревании до 40-60^oC готовят раствор аммиачной воды с содержанием 8-25% аммиака и 8-20% углекислоты путем разбавления карбонизованной аммиачной воды (ТУ 113-03-38-69-90) промышленной водой до заданных параметров. Затем в пропиточный аппарат дозируют раствор реагента из реактора при соотношении сорбент-катализатор и раствор 1: 0,4 - 0,7. Включают перемешивающий аппарат и проводят пропитку в течение 5-20 мин. Пропитанный сорбент выгружают из аппарата и подают в печь "кипящего слоя", где ведут сушку газовоздушной смесью при 120-200^oC. Полученный сорбент-катализатор охлаждают и проводят оценку его динамической активности по хлорциану.

Если при хранении в сорбенте-катализаторе кроме падения активности произошло уменьшение количества каталитических добавок, то на стадии приготовления раствора в аммиачную воду дополнительно вводят соли меди, хрома и серебра из расчета получения в конечном продукте первоначального содержания активных компонентов.

Пример 1. Берут 1 кг дезактивированного сорбента-катализатора с временем защитного действия по хлорциану 25 мин и помещают в пропиточный аппарат.

Готовят раствор аммиачной воды с содержанием углекислоты 20% при нагревании до 50^oC. Затем приливают 400 см³ (0,4 кг) раствора в пропиточный аппарат, перемешивают в течение 10 мин, выгружают пропитанный сорбент и подают в печь "кипящего слоя", где проводят термообработку при 200^oC. Полученный сорбент-катализатор выгружают, охлаждают в течение 1 ч. Оценку динамической активности катализатора по хлорциану проводят на динамическом приборе. Условия испытаний катализаторов следующие: Концентрация паров хлорциана, мг/л 5 Высота слоя сорбента-катализатора, см 3,5 Удельный объемный расход паровоздушной смеси, л/мин·см² 0,5 Относительная влажность воздуха, 50 Полученный сорбент-катализатор имел динамическую активность 44 мин.

Пример 2. Берут 1 кг дезактивированного сорбента-катализатора с временем защитного действия 28 мин. Готовят раствор и проводят пропитку как в примере 1, за исключением того, что термообработку проводят при 120^oC.

Полученный сорбент-катализатор имел динамическую активность 38 мин.

Пример 3. Берут 1 кг дезактивированного сорбента-катализатора с временем защитного действия 26 мин. Готовят раствор аммиачной воды с содержанием 8%- ной углекислоты. В пропиточный аппарат засыпают катализатор и прибавляют 700 см³ (0,7 кг) раствора, перемешивают в течение 10 мин. Далее проводят сушку как в примере 1.

Полученный сорбент-катализатор имел динамическую активность 36 мин.

Пример 4. Берут 1 кг дезактивированного сорбента-катализатора с временем защитного действия 30 мин, причем содержание меди в катализаторе ниже требуемых значений на 1% а содержание хрома ниже на 0,3% Проводят обработку и сушку катализатора как в примере 1 за исключением того, что в аммиачный раствор дополнительно вводят 17 г купраната меди и 9 г бихромата калия.

Полученный катализатор соответствовал требованиям по содержанию меди и хрома и имел время защитного действия по хлорциану 37 мин.

Как следует из приведенных примеров, в результате обработки дезактивированного сорбента-катализатора аммиачной водой, содержащей 8-20% углекислоты при соотношении сорбента-катализатора и ам. воды 1: 0,4 0,7 и сушки при 120-200^oC в печи "кипящего слоя", происходит восстановление активности катализатора по плохосорбирующимся веществам на 20-45% Из изложенного следует, что каждый из признаков предлагаемой совокупности в большей или меньшей степени влияет на достижение поставленной цели, а именно восстановление активности сорбентов-катализаторов после длительного хранения, а вся совокупность является достаточной для характеристики предлагаемого технического решения.

Формула изобретения

1. Способ регенерации сорбентов-катализаторов на основе активных углей, включающий их термообработку, отличающийся тем, что перед термообработкой проводят обработку раствором карбонизованной аммиачной воды с содержанием 8
25% аммиака и 8 20% углекислоты при массовом соотношении сорбент раствор, равном 1 (0,4 0,7), а термообработку ведут при 120 200^oС в печи "кипящего слоя".

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку раствором карбонизованной аммиачной воды ведут в присутствии в растворе солей металлов.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве солей металлов используют соли меди, хрома, серебра.