Способ получения модифицированного активного угля

Авторы патента:

Краснова Тамара Андреевна (RU)

Соловьев Николай Викторович (RU)

Соловьева Юлия Викторовна (RU)

C01B31/08 - активированный уголь

Владельцы патента RU 2529233:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский технологический институт пищевой промышленности" (RU)

Изобретение относится к модифицированию промышленного активного угля. Процесс модифицирования включает промывание дистиллированной водой, прогрев при температуре 200°C в атмосфере воздуха в течение 2 часов и обработку раствором соляной кислоты с концентрацией 0,1 моль/дм³. Изобретение обеспечивает повышенную сорбционную способность угля по диметитламину. Извлечение диметиламина возрастает в среднем на 35%. 3 табл., 3 пр.

Изобретение относится к области адсорбционной очистки сточных вод от органических соединений и может быть использовано для очистки бытовых, технологических и поверхностных сточных вод производства диметиламина.

Известен способ получения модифицированного активного угля (МАУ), который включает его обработку малоконцентрированным стоком производства ε-капролактама, содержащим до 0,5 г/дм³ капролактама и сульфат аммония до 0,2 г/дм³, при соотношении массы угля (г) к объему сточных вод (см³) - 1:10 в течение 24 часов, дальнейшее просушивание и прогрев угля при температуре 250°C на воздухе в течение 4 часов [1].

Недостатком данного способа модифицирования является значительный расход реагентов, тепла и электричества.

Наиболее близким является способ получения МАУ, включающий пропитку углей водой или раствором соляной кислоты с концентрацией 1-4 вес.% при соотношении суммарного объема пор угля и воды или кислоты 1,0-(0,7-1,0), а затем обработку угля 9-15% раствором термоактивной смолы в фурфуроле при весовом соотношении угля и раствора 1,0-(0,35-0,68), выдерживание до сыпучести и термообработку инертным газом со скоростью подъема температуры 450-900°C/час до 700-900°C с последующей выдержкой при этой температуре в течение 0,2-0,5 ч [2].

Недостатком данного способа являются высокая стоимость модифицирующего агента, длительность и трудоемкость процесса подготовки сорбента.

Задачей настоящего изобретения является повышение сорбционной емкости активных углей по диметиламину, снижение расхода электроэнергии, реагентов и исключение токсичных отходов.

Поставленная задача достигается предварительным промыванием дистиллированной водой и прогревом промышленного активного угля при температуре 200°C в течение 2 часов и дальнейшей обработкой раствором соляной кислоты, при соотношении масса угля (г): объем раствора соляной кислоты (см³) - 1:100.

В качестве сравнения использовали промышленный активный уголь марки АГ-5.

Пример 1.

АУ предварительно промыли дистиллированной водой, просушили и прогрели при температуре 200°C на воздухе в течение 4 часов, затем обработали раствором соляной кислоты с молярной концентрацией 0,1 моль/дм³ при этом соотношение масса угля (г): объем раствора соляной кислоты (см³) составляло 1:50; 1:100; 1:200. Далее на модифицированных образцах осуществляли адсорбцию в статических условиях из водных растворов диметиламина с концентрацией 0,25 моль/дм³. Полученные данные представлены в таблице 1.

Таблица 1
Влияние соотношения масса угля (г): объем раствора соляной кислоты (см³) в процессе модифицирования АУ на адсорбцию из растворов диметиламина
№ п/п	соотношение АУ: реагент	Повышение сорбционной емкости АУ,%
1	1:50	15,3
2	1:100	35,0
3	1:200	35,6

Пример 2.

АУ промыли дистиллированной водой и прогрели на воздухе при температуре 100°C, 200°C, 500°C в течение 2 часов и обработали раствором соляной кислоты с молярной концентрацией 0.1 моль/дм³ при соотношении масса угля (г): объем раствора соляной кислоты (см³) - 1:100. Затем на модифицированных образцах осуществляли адсорбцию в статических условиях из водных растворов диметиламина с концентрацией 0,25 моль/дм³. Полученные данные представлены в таблице 2.

Таблица 2
Влияние температуры в процессе модифицирования АУ на адсорбцию из растворов диметиламина
№ п/п	Температура, °C	Повышение сорбционной емкости АУ,%
1	100	11,3
2	200	35,0
3	500	уголь выгорает в значительной степени.

Пример 3.

АУ просушили, промыли дистиллированной водой и прогрели на воздухе при температуре 200°C в течение 1, 2 и 4 часов, затем обработали раствором соляной кислоты при соотношении масса угля (г): объем раствора соляной кислоты (см) - 1:10. Затем на модифицированных образцах осуществляли адсорбцию в статических условиях из водных растворов диметиламина с концентрацией 0,25 моль/дм³. Полученные данные представлены в таблице 3.

Таблица 3
Влияние времени прогрева в процессе модифицирования АУ на адсорбцию из растворов диметиламина
№ п/п	Время прогрева, ч	Повышение сорбционной 1 емкости АУ,%
1	1	25,7
2	2	35,0
3	4	35,3

В результате проведенных исследований были выбраны следующие условия модифицирования: промывание дистиллированной водой и прогрев угля при температуре 200°C на воздухе в течение 2 часов, затем обработка активного угля раствором соляной кислоты с молярной концентрацией 0,1 моль/дм, при соотношении масса угля (г): объем раствора соляной кислоты(см³) - 1:100.

Извлечение диметиламина полученными сорбентами возрастает в среднем на 35%.

Литература

1. Патент №2370439, Россия МПК⁷ B01J 20/20, C01B 31/08, опубл. 20.10.2009.

2. Патент №2175885, Россия, MПK⁷ B01J 20/20, C01B 31/08, опубл. 2001.11.20.

Способ получения модифицированного активного угля путем обработки раствором химического реагента, отличающийся тем, что активный уголь промывают дистиллированной водой и прогревают при температуре 200°C в атмосфере воздуха в течение 2 часов, затем активный уголь обрабатывают раствором соляной кислоты с молярной концентрацией 0,1 моль/дм³, при соотношении массы угля в граммах к объему раствора соляной кислоты в см³, равном 1:100.

Изобретение направлено на получение функционализированных углеродных нанотрубок, обладающих хорошей совместимостью с полимерными матрицами. Углеродные нанотрубки подвергают обработке в парах перекиси водорода при температуре от 80°С до 160°С в течение 1-100 ч.

Способ получения активного угля из растительных отходов // 2527221

Изобретение относится к способам получения активных углей из сельскохозяйственных растительных отходов. Предложен способ получения активного угля, включающий измельчение соломы рапса на куски 1-10 см, карбонизацию соломы в инертной атмосфере при температуре 450-500°C со скоростью подъема температуры 1-20°C/мин и выдержкой при конечной температуре в течение 30-60 минут.

Пористые угреродные композиционные материалы и способ их получения, а также адсорбенты, косметические средства, средства очистки и композиционные фотокаталитические материалы, содержащие их // 2521384

Изобретение относится к пористому углеродному композиционному материалу. Пористый углеродный композиционный материал образуется из (А) пористого углеродного материала, получаемого из материала растительного происхождения, имеющего содержание кремния (Si), составляющее 5 мас.% или выше, в качестве исходного материала, причем указанный пористый углеродный материал имеет содержание кремния, составляющее 1 мас.% или меньше, и (В) функционального материала, закрепленного на пористом углеродном материале, и имеет удельную площадь поверхности 10 м2/г или больше, которую определяют по адсорбции азота методом BET, и объем пор 0,1 см3/г или больше, который определяют методом BJH и методом МР.

Способ получения активного угля на основе антрацита // 2518964

Изобретение относится к области адсорбционной техники, в частности к способам получения активных углей на основе каменноугольного сырья. Предложен способ получения активного угля на основе антрацита.

Способ получения углеродного адсорбента // 2518579

Изобретение относится к области получения углеродных сорбентов на основе растительного сырья. Способ получения углеродного адсорбента включает карбонизацию измельченной древесины березы при 300-800°C в инертной среде.

Магнитоуправляемый сорбент для удаления эндо- и экзотоксинов из организма человека // 2516961

Изобретение относится к магнитоуправляемому сорбенту для удаления эндо- и экзотоксинов из организма человека, приготовленному из наночастиц магнетита Fe3O4. Поверхность магнетита модифицирована соединением, образующим прочную связь с частицей-носителем за счет поверхностно-активных групп, придающих свойства селективности и выполненных в виде оболочки из нормальных углеводородных цепей C12H25, присоединенных к ядру посредством сульфидной связи Fe-S, причем в качестве упомянутого соединения, обеспечивающего связывание железа с углеродной цепочкой, выбран додецилмеркаптан.

Способ дообработки питьевой воды // 2510887

Изобретение относится к обработке питьевой воды с использованием сорбционной очистки. Способ дообработки питьевой воды включает механическую фильтрацию воды через древесную активированную угольную сорбционную загрузку и введение в исходную фильтруемую воду гипохлорита натрия.

Способ получения хемосорбента // 2510868

Изобретение относится к области получения хемосорбентов, используемых для средств защиты органов дыхания и для очистки отходящих газов. Способ получения хемосорбента включает пропитку гранул активного угля модифицирующим раствором, вылеживание гранул и их термообработку.

Способ получения активных углей из шихт коксохимического производства // 2507153

Изобретение относится к способу получения активного угля. Способ включает выделение фракции 1-3 мм из шихты для слоевого высокотемпературного коксования и следующие стадии: окисление кислородом воздуха при температуре 250°C со скоростью подъема температуры от комнатной до заданной 15-20°C/мин, с выдержкой при конечной температуре в течение 2,5 часов, карбонизация окисленного сырья при подъеме температуры со скоростью 5°C/мин до температуры карбонизации 550-650°C, с выдержкой при температуре карбонизации в течение 60 минут и активирование полученных продуктов водяным паром до обгара 35-40% при температуре 950°C.

Способ очистки водных растворов от пиридина // 2502679

Изобретение может быть использовано для очистки технологических стоков предприятий химической промышленности. Способ очистки водных растворов от пиридина адсорбцией активным углем включает обработку активного угля хлоридом аммония с концентрацией 5 мг/дм3 в течение 3 часов.

Способ получения древесноугольного сорбента // 2531933

Изобретение относится к способу получения древесноугольного сорбента, которое может быть использовано для получения активных углей и углеродных сорбентов, используемых в сельском хозяйстве (животноводстве, птицеводстве, очистке почв, а также в качестве кормовой добавки). Углеродсодержащее сырье (древесные опилки хвойных и лиственных пород с исходной влажностью 10-30%) карбонизуют при температуре 450-600°С. Проводят последующую активацию карбонизата парогазовой смесью при температуре 650-800°С. Карбонизат охлаждают в тонком слое до 20-30° со скоростью снижения температуры 10°С/мин. Полученный древесноугольный сорбент направляют на дополнительную активацию для окисления кислородом воздуха. Изобретение позволяет получить древесноугольный сорбент с адсорбционной способностью по йоду - 30-41% (что соответствует требованиям ГОСТ на уголь дробленый активный марки ДАК); проводить непрерывный процесс получения совмещенного технологического процесса карбонизации-активации древесных опилок в одном аппарате, управлять формированием пористой структуры полученных древесноугольных сорбентов, а также получать сорбенты с требуемыми параметрами пористой структуры и адсорбционными свойствами. 2 пр.

Способ получения углеродного катионообменника // 2533716

Изобретение относится к области адсорбционной техники. Способ получения углеродного катионообменника включает обработку активированного угля смесью аммиака и гидразина, взятых в соотношении 1:(2-2,5). Процесс осуществляют при температуре 350-450°C. Технический результат заключается в получении углеродного катионообменника с улучшенными свойствами. 1 табл., 3 пр.

Способ получения гранулированного активного угля // 2534248

Изобретение относится к области получения гранулированных активных углей. Способ получения гранулированного активного угля включает измельчение каменноугольного сырья, смешение его со смоляным связующим и легирующей добавкой, гранулирование композиции, охлаждение гранул, карбонизацию и парогазовую активацию. В качестве легирующей добавки в угольно-смоляную композицию вводят тристриметилсилоксифенилсилан. Изобретение позволяет получить гранулированный активный уголь с высокой адсорбционной способностью, рекомендованный для извлечения из сточных и оборотных вод флотационных фабрик остатков флотационных агентов, таких как бутиловый ксантогенат калия. 3 пр.

Способ получения пористого углеродного материала с бимодальным распределением пор // 2534542

Изобретение относится к способам получения пористых углеродных материалов. Процесс получения гранулированного пористого углеродного материала состоит из двух стадий. На первой стадии сажу смешивают с нефтяным пеком и растворителем, далее полученную смесь гранулируют, гранулы стабилизируют в газовой среде при температуре не более 250°С, подвергают карбонизации при 600-1200°С и охлаждают. Продукт, полученный на первой стадии, обладает узким распределением пор. На второй стадии продукт, полученный на первой стадии, измельчают до размера частиц менее 1 мм, смешивают с нефтяным пеком и растворителем, смесь гранулируют. Полученные гранулы подвергают стабилизации и карбонизации при тех же условиях, как на первой стадии. Техническим результатом является обеспечение возможности получения пористого углеродного материала, характеризующегося бимодальным распределением пор и низким содержанием золы. 1 ил., 1 табл., 5 пр.

Способ получения активного угля // 2534801

Изобретение относится к области получения порошковых активных углей. Предложен способ производства, включающий измельчение сырья, сушку, введение химического активирующего агента, активацию, отмывку и сушку готового продукта. В качестве сырья используют древесину или технический лигнин или торф. В качестве химического активирующего агента используют гидроксид калия или натрия. Сушку проводят при температуре 280-600°C. Активацию осуществляют в атмосфере парогазов при подъёме температуры до 550-800°C. Отмывку проводят в три стадии при температуре 70-90°C. На первой стадии отмывают водой, затем соляной кислотой и на последней стадии водой. Предложенное изобретение позволяет повысить адсорбционную способность активного угля по йоду до 150-240%, по метиленовому голубому до 350-600 мг/г. 3 пр.

Термически активированный уголь, устойчивый к самовоспламенению // 2535684

Изобретение касается устойчивого к самовоспламенению термически активированного угля на целлюлозной основе и процесса его производства, а также применения такого угля для очистки дымовых газов от вредных веществ. Термическую стабильность термически активированного угля на целлюлозной основе повышают путем воздействия на него галогеном и/или галогенсодержащим веществом, содержащим бром, хлор, фтор, йод, бромид аммония, другие содержащие азот соли галогенов или бромид кальция. Причем этот термически активированный уголь содержит приблизительно от 5 до 20 вес.% галогена по отношению к полному весу термически активированного угля, подвергшегося воздействию галогена и/или галогенсодержащего вещества. Такой обработанный уголь на целлюлозной основе пригоден для использования в процессах снижения содержания вредных веществ в дымовых газах, в частности в дымовых газах, температура которых находится в диапазоне приблизительно от 100°С до 420°С. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Способ получения углеродных молекулярных сит // 2536972

Изобретение относится к синтезу углеродных материалов, используемых для выделения водорода. Углеродное молекулярное сито получают из антрацита или каменного угля. Сырьё подвергают окислению кислородом воздуха. Окисление проводят при нагревании сырья от 100 до 450°C в нисходящем потоке воздуха, который подают со скоростью 0,5-15 м/сек. Изобретение обеспечивает получение селективного адсорбента для выделения водорода при снижении энергозатрат. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

Способы увеличения количества мезопор в микропористом угле // 2538257

Изобретение может быть использовано при получении адсорбентов в средствах для курения и фильтрах для улавливания табачного дыма. Гранулы микропористого активированного угля растительного происхождения погружают в раствор соли щелочноземельного или щелочного металла, встряхивают, фильтруют и отфильтрованный уголь сушат. Микропористый уголь, обработанный солью, может быть активирован паром, например, в аргоне в течение 1-10 ч. Полученный уголь имеет объем микропор по меньшей мере 0,4 см3/г и объем мезопор по меньшей мере 0,3 см3/г. Изобретение обеспечивает улучшенную способность угля фильтровать табачный дым. 4 н. и 14 з. п. ф-лы, 4 ил., 4 табл., 2 пр.

Способ очистки дымовых газов тепловых пылеугольных электростанций от ртути // 2540652

Изобретение относится к области экологии в энергетике. Способ очистки дымовых газов пылеугольных котлов тепловых электростанций от ртути, включающий введение активированного угля в качестве сорбента, отличающийся тем, что сорбент получают из щелочного древесного угля путем его обработки водяным паром при температуре не менее 800°C с последующим дроблением и отсевом на сите с размером ячейки не более 100 мкм, при этом способ осуществляют в температурном интервале 110 - 120ºC с вводом сорбента в дымовые газы непосредственно перед золоулавливающими устройствами. Технический результат - увеличение степени очистки дымовых газов от ртути.

Способ переработки отработанного поликарбоната // 2555485

Изобретение относится к способу переработки отработанного поликарбоната с получением сорбента. Проводят пиролиз поликарбоната в среде каменноугольного пека при соотношении поликарбонат: каменноугольный пек, равном (1,5-4,0):10,0 в интервале температур 350-380°C. Твердый остаток пиролиза подвергают химической активации путём его термообработки в смеси гидроксидом щелочного металла. Изобретение обеспечивает повышенный выход продукта с высокими сорбционными характеристиками. 1 табл., 4 пр.