Способ получения порошкообразного активного угля


 


Владельцы патента RU 2430881:

Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского Сибирского отделения Российской академии наук (RU)

Изобретение относится к углеперерабатывающей промышленности, а именно к области получения активных углей из бурого угля. Способ получения порошкообразного активного угля заключается в воздействии на бурый уголь класса крупности менее 0,2 мм с влажностью от 9 до 32%, электромагнитного микроволнового излучения частотой 2450 МГц, мощностью 1500 Вт в течение 17,5÷22,5 минут с нагревом угля до 256÷340°С. Изобретение позволяет получить активный уголь без стадии активации водяным паром, при этом показатель адсорбционной активности получаемого активного угля по йоду составляет не менее 30%. 1 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к углеперерабатывающей промышленности, а именно к области получения активных углей из углеродсодержащего сырья, в частности, из бурого угля.

В существующих технологиях древесные активные угли получают методом парогазовой активации при температуре 800÷950°С [1].

Известен способ получения активного угля, включающий обработку древесного угля-сырца (основная фракция 2-5 мм) воздухом при 280÷420°С, последующее охлаждение до 40°С и активацию водяным паром при 800÷900°С при расходе водяного пара 3 кг на 1 кг угля-сырца [2].

Недостатками перечисленных технологий получения древесных активных углей являются:

1) высокие температуры нагрева исходного углеродсодержащего сырья и необходимость подачи перегретого пара, что в совокупности приводит к высокой энергоемкости производства активного угля;

2) невысокий выход активного угля.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигнутым результатам (прототипом) является способ получения активного угля марки ДАК, заключающийся в прокаливании углеродсодержащего сырья (древесные отходы) в течение 45÷60 мин парогазовой смесью, состоящей из продуктов сгорания дизельного топлива и перегретого водяного пара при температуре 800÷950°С. В результате получают активный уголь, имеющий адсорбционную активность по йоду не менее 30% [3].

Недостатками этого способа получения активного угля являются:

1) высокая температура нагрева углеродсодержащего сырья, а следовательно, высокие энергозатраты;

2) необходимость подачи перегретого пара;

3) невысокий выход готового продукта (50%).

Сущность заявляемого способа получения порошкообразного активного угля заключается в воздействии на бурый уголь класса крупности менее 0,2 мм влажностью от 9 до 32% электромагнитного микроволнового излучения частотой 2450 МГц, мощностью 1500 Вт в течение 17,5÷22,5 минут с нагревом угля до 256÷340°С без проведения изотермической выдержки и стадии активации (подачи перегретого водяного пара). При этом показатель адсорбционной активности получаемого активного угля по йоду составляет не менее 30%, что соответствует требованиям ГОСТ 6217-74 для активного угля марки ДАК.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка способа получения порошкообразного активного угля аналогичного марке ДАК, с кратным уменьшением температуры нагрева исходного углеродсодержащего сырья и увеличением выхода активного угля, посредством воздействия электромагнитного микроволнового излучения.

Признаки, используемые для характеристики способа:

- бурый уголь класса крупности менее 0,2 мм;

- влажность бурого угля - 9÷32%;

- электромагнитное микроволновое излучение частотой 2450 МГц, мощностью 1500 Вт;

- время воздействия электромагнитного микроволнового излучения -17,5÷22,5 мин;

- температура нагрева угля - 256÷340°С;

- отсутствие изотермической выдержки при нагреве бурого угля;

- исключение стадии активации (подачи перегретого водяного пара);

- активный уголь с адсорбционной активностью по йоду не менее 30%.

На чертеже изображен график изменения адсорбционной активности бурого угля с разными значениями исходной влажности от температуры его нагрева электромагнитным микроволновым излучением.

Способ осуществлен следующим образом. Источник электромагнитного микроволнового излучения - микроволновая печь. Бурый уголь дробят на щековой дробилке до класса крупности менее 5 мм, далее в планетарной мельнице измельчают до класса крупности менее 0,2 мм. После этого уголь влажностью 9÷32% помещают в стакан из закаленной керамики, который устанавливают в микроволновую печь на тарелку из термостойкого стекла, расположенную на поддоне.

Нагрев бурого угля электромагнитным микроволновым излучением частотой 2450 МГц и мощностью 1500 Вт производят в диапазоне времени от 10 до 22,5 минут. После завершения нагрева уголь извлекают из микроволновой печи и посредством термопары фиксируют его температуру. Далее керамический стакан охлаждают до комнатной температуры и извлекают активный уголь.

Определение показателя адсорбционной активности полученных образцов активных углей по йоду проводят по ГОСТ 6217-74.

Характеристики полученных активных углей по заявляемому способу и способу-прототипу представлены в таблице.

Из таблицы и графика (см. чертеж) наглядно видно, что рациональными условиями получения порошкообразного активного угля, аналогичного марке ДАК, т.е. с адсорбционной активностью по йоду не менее 30%, является воздействие электромагнитного микроволнового излучения частотой 2450 МГц и мощностью 1500 Вт на бурый уголь влажностью 9÷32% в течение 17,5÷22,5 мин с нагревом угля в диапазоне температур от 256 до 340°С без проведения изотермической выдержки и стадии активации (подачи перегретого водяного пара).

Примеры реализации способа.

В качестве сырья для реализации способа получения порошкообразного активного угля посредством электромагнитного микроволнового излучения использовался бурый уголь технологической группы 2Б Кангаласского месторождения Ленского бассейна (Республика Саха (Якутия)), с содержанием золы 19,7%, выходом летучих веществ 50,9% и адсорбционной активностью по йоду (уголь класса крупности менее 0,2 мм), равной 18,1%.

Пример 1.

Для получения порошкообразного активного угля бурый уголь влажностью 9% дробят на щековой дробилке и рассеивают на вибросите с диаметром ячейки 5 мм. Уголь класса крупности менее 5 мм загружают в планетарную мельницу и измельчают до класса крупности менее 0,2 мм. После этого уголь помещают в стакан из закаленной керамики, который устанавливают в микроволновую печь на тарелку из термостойкого стекла, расположенную на поддоне.

Нагрев бурого угля электромагнитным микроволновым излучением частотой 2450 МГц и мощностью 1500 Вт производят в течение 17,5 минут до температуры, равной 256°С. Далее, керамический стакан охлаждают до комнатной температуры и извлекают активный уголь. Адсорбционная активность получаемого порошкообразного активного угля по йоду составляет не менее 30%.

Пример 2.

Для получения порошкообразного активного угля бурый уголь влажностью 20% дробят на щековой дробилке и рассеивают на вибросите с диаметром ячейки 5 мм. Уголь класса крупности менее 5 мм загружают в планетарную мельницу и измельчают до класса крупности менее 0,2 мм. После этого уголь помещают в стакан из закаленной керамики, который устанавливают в микроволновую печь на тарелку из термостойкого стекла, расположенную на поддоне.

Нагрев бурого угля электромагнитным микроволновым излучением частотой 2450 МГц и мощностью 1500 Вт производят в течение 20 минут до температуры, равной 288°С. Далее, керамический стакан охлаждают до комнатной температуры и извлекают активный уголь. Адсорбционная активность получаемого порошкообразного активного угля по йоду составляет не менее 30%.

Пример 3.

Для получения порошкообразного активного угля бурый уголь влажностью 32% дробят на щековой дробилке и рассеивают на вибросите с диаметром ячейки 5 мм. Уголь класса крупности менее 5 мм загружают в планетарную мельницу и измельчают до класса крупности менее 0,2 мм. После этого уголь помещают в стакан из закаленной керамики, который устанавливают в микроволновую печь на тарелку из термостойкого стекла, расположенную на поддоне.

Нагрев бурого угля электромагнитным микроволновым излучением частотой 2450 МГц и мощностью 1500 Вт производят в течение 22,5 минут до температуры, равной 340°С. Далее, керамический стакан охлаждают до комнатной температуры и извлекают активный уголь. Адсорбционная активность получаемого порошкообразного активного угля по йоду составляет не менее 30%.

Преимуществами предлагаемого способа получения активного угля, по сравнению с прототипом, являются:

1) увеличение выхода активного угля, аналогичного марке ДАК в 1,1-1,5 раза;

2) снижение в среднем в 2,9 раза температуры нагрева исходного углеродсодержащего сырья;

3) отсутствие изотермической выдержки сырья;

4) исключение использования перегретого водяного пара.

Источники информации

1. Мухин В.М., Тарасов А.В., Клушин В.Н. Активные угли России. / Под общей редакцией проф. д.т.н. А.В.Тарасова. - М.: Металлургия, 2000. - с.56-57.

2. Авторское свидетельство СССР №1401277, МКИ С01В 31/08. Способ получения активированного угля.

3. Гордон А.В. Технология и оборудование лесохимического производства. - Л.: Лесная промышленность, 1988. - с.80-81.

Влажность, % Время воздействия излучения, мин Процессы Температура нагрева, °С Изотермическая выдержка, мин Адсорбционная активность по йоду, % Выход активного угля, %
Прототип
1 н/д отсутствует карбонизация + активация 800-950 46-60 не менее 30 50
Предлагаемый способ
1 9 17,5 карбонизация 256 0 30,3 77
20 289 30,6 74,3
22,5 315 34,9 71,4
2 20 20 288 31,5 64,2
22,5 332 33,2 62,6
3 32 22,5 340 30,2 53,6

Способ получения порошкообразного активного угля, заключающийся в термическом воздействии на бурый уголь, отличающийся тем, что на бурый уголь класса крупности менее 0,2 мм и влажностью 9-32% воздействуют электромагнитным микроволновым излучением частотой 2450 МГц, мощностью 1500 Вт в течение 17,5÷22,5 мин и нагревают до температуры 256÷340°С.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к высокоэффективным адсорбентам на основе активированного угля с высокой пористостью, представленной мезо- и макропорами, имеющим форму отдельных зерен активированного угля, где по меньшей мере, 55% общего объема пор высокоэффективных адсорбентов составляют поры (то есть, мезо- и макропоры) диаметром более 20 Å, при этом адсорбенты характеризуются мерой центра распределения диаметра пор более 25 Å, обладают удельной поверхностью, измеренной методом БЭТ, по меньшей мере, 1250 м 2/г, йодным числом 1250-2100 мг/г, и получены из гранул сульфонированных поперечносшитых дивинилбезолом полистиролов путем карбонизации и двухстадийной активации.
Изобретение относится к сорбционным технологиям и может быть использовано для восстановления свойств углеродных сорбентов и их повторного использования в производстве.
Изобретение относится к области сорбционной техники, в частности к получению сорбентов-катализаторов для индивидуальных средств защиты. .

Изобретение относится к области адсорбционной техники и может быть использовано для получения высокопрочных активных углей. .

Изобретение относится к получению углеродных сорбентов. .
Изобретение относится к области производства активных углей для очистки жидких и газообразных сред. .
Изобретение относится к области получения активных углей. .
Изобретение относится к сорбционным технологиям и может быть использовано для получения углеродных адсорбентов, применяемых для водоочистки технологических стоков предприятий химической и фармацевтической промышленности а также для очистки питьевой воды.
Изобретение относится к области производства сорбентов, применяемых в поглощающих системах средств индивидуальной защиты органов дыхания

Изобретение относится к области сорбционной техники, в частности к способам получения микропористых углеродных сорбентов на основе растительного сырья
Изобретение относится к сорбционной технике и может быть использовано для восстановления защитных свойств хемосорбентов-катализаторов и снаряженных ими фильтрующе-поглощающих коробок противогазов с истекшим сроком хранения

Изобретение относится к углеродным адсорбентам
Изобретение относится к способам получения ферромагнитных углеродных адсорбентов и может быть использовано в сорбционных процессах очистки промышленных сточных вод, при ликвидации нефтяных загрязнений и для селективного извлечения благородных металлов из растворов

Изобретение относится к активированным углеродным материалам и может найти применение в качестве сорбента трудносорбируемых газов, в качестве носителя для катализаторов
Изобретение относится к области получения модифицированных углеродных сорбентов
Изобретение относится к области производства активных углей и может быть использовано для рекультивации почв и детоксикации кормов
Изобретение относится к области производства активных углей

Изобретение относится к области медицины и касается способа модифицирования углеродного гемосорбента, включающего обработку водным раствором оксикислоты с концентрацией 5-20% при соотношении гемосорбент : раствор оксикислоты 1:10-1:20 при температуре 25°С в течение 2-4 ч с последующим декантированием и выдержкой пропитанного гемосорбента в инертной среде в течение 0,25-6 ч при температуре 120-350°С, кипячением в дистиллированной воде в течение 1-2 ч, сушкой и последующей пропиткой 1М растворами N,N'-дициклогексилкарбодиимида и пентафторфенола в диметиламиде при перемешивании реакционной смеси в течение 0,5-3 ч с последующим добавлением приготовленного в буферном растворе с рН 7,3-7,5 сывороточного альбумина с концентрацией 0,5-2,0 мг/мл при перемешивании в течение 16-24 ч, отмывку 0,9% раствором хлорида натрия
Наверх