Способ получения активированного угля

 

Изобретение относится к получению активированного угля, который может использоваться, например, в микробиологической, пищевой и ликероводочной промышленности. Предлагается способ получения активированного угля с использованием щелочного гидролизного лигнина, полученного пропиткой гидролизного лигнина щелочью в два или несколько этапов продолжительностью 1 - 1,5 ч каждый с промежуточными промывками при общем гидромодуле 6 и более и температуре 80 - 85^oC. Щелочной лигнин сушат, гранулируют, карбонизируют при температуре 450 - 500^oC в токе углекислого газа и активируют. Перед активацией возможно осуществлять обезлетучивание лигнина при температуре 600 - 800^oC, например, в токе углекислого газа. Способ позволяет получить уголь с высокой адсорбционной активностью. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к способу получения активированного угля и может быть использовано в ряде отраслей промышленности (микробиологической, пищевой и ликероводочной и т.п.).

Известен способ получения активированного угля из кислотного гидролизного лигнина посредством карбонизации лигнина при 500-700^oC в потоке дымовых газов со скоростью нагрева 1000-3000 град/мин. Полученный уголь-сырец активируют смесью дымовых газов и водяного пара при 800-900^oC или в потоке дымовых газов и водяного пара в присутствии кислорода при 700-800^oC. (А.С. СССР N 1279959, БИ N 48, 1986 г.). Адсорбционная способность активированного угля по мелассе составляет 100-150%, по метиленовому голубому - 250-300 мг/г. Однако известный способ не обеспечивает широкого диапазона адсорбционной способности угля.

Задачей изобретения является получение угля с расширенным диапазоном адсорбционной способности.

Предлагается способ получения активированного угля, в котором в качестве лигнинсодержащего сырья используют щелочной гидролизный лигнин, полученный пропиткой гидролизного лигнина щелочью. Причем пропитка осуществляется в два или несколько этапов продолжительностью 1-1,5 ч каждый с промежуточными промывками при общем гидромодуле 6 и более и температуре 80-85^oC.

Этот лигнин сушат, гранулируют, карбонизируют при температуре 450-500^oC в токе углекислого газа и активируют.

Перед активацией возможно осуществлять обезлетучивание лигнина при температуре 600-800^oC, например, в токе углекислого газа.

Активацию осуществляют смесью дымовых газов и водяного пара при температуре 800-900^oC или в потоке дымовых газов и водяного пара в присутствии кислорода при 700-800^oC.

Пример 1. Отсеянный гидролизный лигнин влажностью не более 65% в количестве 100 кг заливают в реакторе четырьмя гидромодулями (200 л.) 2%-ного раствора едкого натра, нагревают до 80^oC путем подачи пара в рубашку и выдерживают при интенсивном перемешивании пульпы сжатым воздухом в течение 1 ч. При этом достигают pH=9. После варки проводят экстракцию щелочерастворимых компонентов путем регулируемой подачи воды в нижнюю часть реактора.

После экстракции образовавшихся жидких продуктов при щелочной варке на первом этапе к содержимому реактора добавляют 100 л (2 гидромодуля) 2%-ного раствора едкого натра и снова проводят процесс варки при температуре 80^oC в течение 1 ч и последующую промывку.

После окончания процесса варки лигнин нейтрализуют углекислым газом, фильтруют и сгущают на центрифуге до получения лигнина влажностью 65-70%. Щелочной лигнин влажностью 65-70% сушат в мельнице-вентиляторе дымовыми газами с начальной температурой 700^oC до влажности 10%. Затем высушенный лигнин гранулируют и подвергают скоростной карбонизации со скоростью нагревания 2000 град/мин при температуре 450^oC в токе углекислого газа. Активацию проводят смесью дымовых газов и водяного пара при температуре 800^oC. Получают уголь, характеризующийся следующими показателями: Насыпная плотность, г/дм³ - 319 Адсорбционная активность по йоду, % - 72 Динамическая активность по бензолу, мин - 49 Динамическая активность по хлорэтилу, мин - 37 Статическая активность по толуолу, г/дм³ - 1-100 Пример 2. Отсеянный гидролизный лигнин влажностью 70 % в количестве 100 кг заливают в реакторе четырьмя гидромодулями (200 л.) 2%-ного раствора едкого натра, нагревают до 85^oC путем подачи пара в рубашку и выдерживают при интенсивном перемешивании пульпы сжатым воздухом в течение 1,5 ч. При этом достигают pH 9,5. После варки проводят экстракцию щелочерастворимых компонентов путем регулируемой подачи воды в нижнюю часть реактора. После экстракции образовавшихся жидких продуктов при щелочной варке на первом этапе к содержимому реактора добавляют 100 л (2 гидромодуля) 2%-ного раствора едкого натра и снова проводят процесс варки при температуре 85^oC в течение 1,5 ч и последующую промывку.

После окончания процесса варки лигнин нейтрализуют углекислым газом, фильтруют и сгущают на центрифуге до получения лигнина влажностью 65-70%. Щелочной лигнин влажностью 65-70% сушат в мельнице-вентиляторе дымовыми газами с начальной температурой 700^oC до влажности 10%. Затем высушенный лигнин гранулируют и подвергают скоростной карбонизации со скоростью нагревания 2000 град/мин при температуре 500^oC в токе углекислого газа. Карбонизованные гранулы обезлетучивают при температуре 800^oC в токе углекислого газа. Активацию проводят смесью дымовых газов и водяного пара при температуре 900^oC. Получают уголь, характеризующийся следующими показателями: Насыпная плотность, г/дм³ - 340 Адсорбционная активность по йоду, % - 90 Динамическая активность по бензолу, мин - 65
Динамическая активность по хлорэтилу, мин - 55
Статическая активность по толуолу, г/дм³ - 120у

Формула изобретения

1. Способ получения активированного угля, включающий сушку лигнинсодержащего сырья, его гранулирование, карбонизацию и активацию, отличающийся тем, что в качестве лигнинсодержащего сырья используют щелочной гидролизный лигнин, полученный пропиткой щелочью гидролизного лигнина, осуществляемой в 2 или несколько этапов продолжительностью 1 - 1,5 ч каждый с промежуточными промывками при общем гидромодуле 6 и более и температуре 80 - 85^oC, а карбонизацию осуществляют при температуре 450 - 500^oC в токе углекислого газа.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед активацией осуществляют обезлетучивание лигнина при температуре 600 - 800^oC.