Способ получения активного угля для изготовления ликеро- водочных изделий

 

Изобретение относится к получению активного угля для изготовления ликеро-водочных изделий. Сущность способа состоит в том, что зерна каменного угля и/или полукокса подвергают карбонизации при 450-600^oC со скоростью подъема температуры 20-40^oC/мин, а активацию осуществляют при 860-950^oC до суммарного объема при 0,55-0,75 см³/г. Прочность активного угля 76-84%. 1 табл.

Изобретение относится к производству активных углей (а.у.), применяемых в пищевой промышленности, и может быть использовано в медицинской и химико-фармацевтической промышленности, а также в здравоохранении.

Известен способ получения а.у., включающий карбонизацию зерен углеродсодержащего материала, их активацию и смешение горячего а.у. с температурой > 500^oC со смесью воды и слабого раствора кислоты, имеющего температуру > 76^oC, и самопроизвольное охлаждение и измельчение угля до порошкообразного состояния [1].

Недостатками известного способа являются низкая сорбционная активность получаемого продукта и небольшой его выход.

Наиболее близким к прелагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения активного угля для изготовления ликеро-водочных изделий, включающий карбонизацию древесины лиственных пород, ее активацию при температуре 800 - 850^oC до суммарного объема пор 1,6 - 2,0 см³/г, обработку соляной кислотой, промывку водой до отрицательной реакции на Cl - ион и сушку при 110 - 125^oC [2].

Недостатком данного способа является низкая механическая прочность угля, что делает невозможным его многократное использование в процессе очистки сортировок (технологических растворов воды и этилового спирта).

Целью изобретения является увеличение циклов использования активного угля за счет повышения его прочности.

Цель достигается предложенным способом, включающим карбонизацию зерен углеродсодержащего материала, их активацию при температуре 860 - 950^oC до суммарного объема пор 0,55 - 0,75 см³/г, обработку кислотой, промывку водой и сушку.

Отличие предложенного способа от прототипа состоит в том, что активацию карбонизированного сырья осуществляют при температуре 860 - 850^oC до суммарного объема пор 0,55 - 0,75 см³/г.

В результате многочисленных экспериментов было выявлено, что для повышения прочности зерен угля и обеспечения многократного эффективного восстановления их свойств термическими методами необходимо проводить активацию при повышенных температурах, снижая одновременно ее глубину. Однако значительное повышение температуры приводит к поверхностному обгару и разрушению структуры угля.

Способ осуществляется следующим образом. Берут углеродсодержащий материал (каменный уголь, полукокс или их смесь и т.д.) и карбонизуют при 450 - 600^oC со скоростью подъема температуры 20 - 40^oC/мин. Полученные карбонизованные зерна активируют при температуре 860 - 950^oC водяным паром, углекислым газом или их смесью при расходе 2 - 5 кг активатора на 1 кг готового продукта до суммарного объема пор 0,55 - 0,75 см³/г. Затем выгружают из печи активации и охлаждают до комнатной температуры. Зерна активного угля загружают в реактор и заливают 10%-ным раствором соляной кислоты, имеющим температуру 60 - 80^oC, и включают перемешивающее устройство. По завершении процесса обеззоливания (1 - 2 ч) пульпа подается на фильтр, где обезвоживается. Отфильтрованный продукт отмывается горячей водой (80 - 90^oC) от Cl-ионов в течение 5 - 10 ч, после чего подается на сушку в печь любого типа (барабанная, полочная или "КС"), где высушивается до влажности не более 10%. Готовый продукт имел прочность 75 - 85%.

Пример 1. Берут каменный уголь марки СС ГОСТ 10355-76 с размером зерен 2 - 5 мм и карбонизуют при температуре 450 - 600^oC в барабанной печи со скоростью подъема температуры 20 - 40^oC/мин. Карбонизованные зерна активируют при температуре 860^oC водяным паром при расходе 5 кг на кг а.у. до суммарного объема пор 0,55 см³/г. Активный продукт, имеющий зольность 12 - 15%, загружают в реактор и производят отмывку 10%-ным раствором соляной кислоты с температурой 60^oC в течение 1,5 ч.

После обезвоживания на нутч-фильтре продукт отмывают горячей водой с температурой 85^oC от Cl-ионов, после чего контролируют зольность продукта, которая не должна превышать 9 мас.%. Сушку продукта производят в печи "КС", поддерживая температуру в пятой секции 160 - 180^oC, до влажности не более 10%. Готовый продукт имел прочность 84%.

Пример 2. Проведение процесса, как в примере 1, за исключением того, что в качестве углеродсодержащего материала берут зерна с размером 2 - 5 мм полукокса длиннопламенного угля марки Д (ГОСТ 5442-74), а активацию осуществляют при температуре 950^oC до суммарного объема пор 0,75 см³/г. Прочность полученного угля составляла 76%.

Пример 3. Проведение процесса, как в примере 1, за исключением того, что в качестве углеродсодержащего материала используют гранулы на основе шихты полукокса и каменного угля в соотношении 50:50 (в качестве связующего использовали препарированную смолу) диаметром 1,8 см.

Активацию осуществляли при 900^oC до суммарного объема пор 0,6 см³/г.

Готовый продукт имел прочность 80%.

Для оценки количества циклов использования активного угля после его отработки по очистке сортировок проводили его термическую реактивацию во вращающейся печи при температуре 850^oC в слабоокисленной атмосфере.

Реактивация - это восстановление адсорбционных свойств активного угля, позволяющая снова направлять его в цикл очистки сортировки.

В таблице представлены результаты исследования.

Как следует из данных таблицы, предложенный способ позволяет получать а. у. , выдерживающий значительно большее количество циклов использования в процессе очистки сортировки.

Из изложенного следует, что каждый из признаков заявленной совокупности в большей или меньшей степени влияет на достижение поставленной цели, а вся совокупность является достаточной для характеристики заявленного технического решения.

Формула изобретения

Способ получения активного угля для изготовления ликеро-водочных изделий, включающий карбонизацию зерен углеродсодержащего материала, их активацию, обработку кислотой, промывку водой и сушку, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащего материала используют каменный уголь и/или полукокс, карбонизацию осуществляют при 450 - 600^oС со скоростью подъема температуры 20 - 40^o/мин, а активацию карбонизованных зерен осуществляют при 860 - 950^oС до суммарного объема пор 0,55 - 0,75 см³/г.

РИСУНКИ

Рисунок 1