Способ получения гранулированного сорбента



Способ получения гранулированного сорбента

 


Владельцы патента RU 2578691:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ФГБОУ ВПО "ИГХТУ") (RU)

Изобретение относится к получению сорбента, применяемого для тонкой очистки технологических и отходящих газов. Способ получения включает смешение в ультразвуковом устройстве гидроксида алюминия, негашеной извести и основного карбоната цинка в молярном соотношении Al2O3:CaO:ZnO=1:(0,5÷2):(0,5÷2), пластификацию смеси водой, формование гранул и сушку при температуре 110÷120°С. Изобретение позволяет увеличить степень поглощения фтора и хлора из газов полученным сорбентом. 1 табл., 5 пр.

 

Область техники

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано для получения гранулированного алюмокальциевого сорбента, применяемого для тонкой очистки технологических и отходящих газов в производстве экстракционной фосфорной и серной кислот, нефтехимической промышленности.

Уровень техники

Известен способ получения активной гранулированной окиси алюминия, включающий обработку малогидратированного оксида алюминия в шаровой мельнице в слабом растворе азотной кислоты при pH 5÷7,9, пластификацию полученной суспензии азотной кислотой, формование цилиндрических гранул, сушку и прокаливание при температуре 550°C [а.с. SU 615645 А, МПК C01F 7/02, заявл. 09.11.1976, опубл. 23.12.1986, бюл. №47].

Существенными недостатками этого способа являются образование оксидов азота на стадиях сушки и прокаливания гранул сорбента, а также недостаточно высокая активность по отношению к фтористым соединениям в газовой фазе. При этом под активностью понимается степень улавливания фтористых соединений в единицу времени при условии обеспечения санитарных норм по фтору после адсорбции. Кроме того, этот сорбент обладает недостаточно высокой активностью по отношению к соединениям хлора.

Известен способ получения гранулированного активного оксида алюминия, который включает механическую активацию гидроксида алюминия в вибрационной мельнице с последующим прокаливанием при температуре 280÷550°C в течение 6 ч. Прокаленный порошок пластифицируют 5%-ным раствором поливинилового спирта. Пластификацию проводят в Z-образном смесителе при температуре 60°С до достижения оптимальной формовочной влажности, затем массу формуют в гранулы, которые сушат при температуре 150÷180°C в течение 6 ч. В результате получают гранулы активного оксида алюминия, имеющие механическую прочность 12,3 МПа и степень поглощения соединений фтора 95% [пат. RU 2105718 С1, МПК C01F 7/02, заявл. 09.02.1993, опубл. 27.02.1998].

Недостатком способа является недостаточно высокая активность при поглощении фтористых и хлористых соединений. Кроме того, недостатками являются наличие двух стадий термической обработки гранул, а также высокая стоимость сырья, что особенно актуально, так как отработанный сорбент не подлежит регенерации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению, т.е. прототипом, является способ получения гранулированного сорбента, который включает механическую активацию сухой смеси негашеной извести и гидроксида алюминия (содержание CaO в исходной смеси 70÷90 мас. %, содержание Al(ОН)3 10÷30 мас. %), пластифицирование водой до получения однородной массы и достижения оптимальной формовочной влажности, формование гранул и их сушку при температуре 110÷120°C не менее 4-х ч [пат. RU 2503619 С1, МПК C01F 7/02, B01J 20/08, заявл. 06.07.2012, опубл. 10.01.2014, бюл. №1].

Недостатком прототипа является недостаточно высокая активность при поглощении фтористых и хлористых соединений, особенно при низкой их низкой концентрации.

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание способа получения гранулированного сорбента, обладающего повышенными показателями активности по отношению к соединениям фтора и хлора при их низкой концентрации в отходящих и технологических газах.

Поставленная задача решается тем, что предлагаемый способ получения сорбента включает приготовление смеси гидроксида алюминия, негашеной извести и основного карбоната цинка с молярным соотношением Al2O3:CaO:ZnO=1:(0,5÷2):(0,5÷2), пластифицирование массы водой в количестве, которое обеспечивает оптимальную формовочную влажность, обработку суспензии в ультразвуковом устройстве с частотой колебаний 22±1 кГц и амплитудой 20±1,5 мкм в течение 5÷15 мин, формование гранул и их сушку при температуре 110÷120°C не менее 4-х ч.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Пример 1. Данный пример демонстрирует возможность получения гранулированного сорбента из гидроксида алюминия, негашеной извести и основного карбоната цинка при молярном соотношении Al2O3:CaO:ZnO=1:1:2 с обработкой в ультразвуковом устройстве в течение 5 мин.

Из 40,9 г гидроксида алюминия, 14,7 г негашеной извести и 44,4 г основного карбоната цинка готовят смесь, добавляют 25 мл воды и обрабатывают в ультразвуковом устройстве с частотой колебаний 22±1 кГц и амплитудой 20±1,5 мкм в течение 5 мин. Затем осуществляют формование гранул диаметром 3 мм, которые сушат при температуре 110°C в течение 4-х часов.

Пример 2. Данный пример демонстрирует возможность получения гранулированного сорбента из гидроксида алюминия, негашеной извести и основного карбоната цинка при молярном соотношении Al2O3:CaO:ZnO=1:1:1 с обработкой в ультразвуковом устройстве в течение 10 мин.

Из 52,6 г гидроксида алюминия, 18,9 г негашеной извести и 28,5 г основного карбоната цинка готовят смесь, добавляют 28,2 мл воды и обрабатывают в ультразвуковом устройстве с частотой колебаний 22±1 кГц и амплитудой 20±1,5 мкм в течение 10 мин. Затем осуществляют формование гранул диаметром 3 мм, которые сушат при температуре 120°С в течение 4-х часов.

Пример 3. Данный пример демонстрирует возможность получения гранулированного сорбента из гидроксида алюминия, негашеной извести и основного карбоната цинка при молярном соотношении Al2O3:CaO:ZnO=1:0,5:0,5 с обработкой в ультразвуковом устройстве в течение 15 мин.

Из 69,0 г гидроксида алюминия, 12,4 г негашеной извести и 18,7 г основного карбоната цинка готовят смесь, добавляют 22,0 мл воды и обрабатывают в ультразвуковом устройстве с частотой колебаний 22±1 кГц и амплитудой 20±1,5 мкм в течение 15 мин. Затем осуществляют формование гранул диаметром 3 мм, которые сушат при температуре 115°C в течение 4-х часов.

Пример 4. Данный пример демонстрирует возможность получения гранулированного сорбента из гидроксида алюминия, негашеной извести и основного карбоната цинка при молярном соотношении Al2O3:CaO:ZnO=1:2:1 с обработкой в ультразвуковом устройстве в течение 10 мин.

Из 44,2 г гидроксида алюминия, 31,8 г негашеной извести и 24,0 г основного карбоната цинка готовят смесь, добавляют 33,3 мл воды и обрабатывают в ультразвуковом устройстве с частотой колебаний 22±1 кГц и амплитудой 20±1,5 мкм в течение 10 мин. Затем осуществляют формование гранул диаметром 3 мм, которые сушат при температуре 110°С в течение 4-х часов.

Пример 5. Данный пример демонстрирует возможность получения гранулированного сорбента из гидроксида алюминия, негашеной извести и основного карбоната цинка при молярном соотношении Al2O3:CaO:ZnO=1:2:2 с обработкой в ультразвуковом устройстве в течение 5 мин.

Из 35,7 г гидроксида алюминия, 25,6 г негашеной извести и 38,7 г основного карбоната цинка готовят смесь, добавляют 28,2 мл воды и обрабатывают в ультразвуковом устройстве с частотой колебаний 22±1 кГц и амплитудой 20±1,5 мкм в течение 5 мин. Затем осуществляют формование гранул диаметром 3 мм, которые сушат при температуре 120°C в течение 4-х часов.

Активность гранул сорбента по соединениям фтора определяли на установке проточного типа по степени их поглощения из газовоздушной смеси, содержащей 1,2 г/м3 HF и SiF4 при температуре 60°C. Степень поглощения рассчитывалась по формуле

где Сисх, Ск - содержание соединений фтора в смеси в пересчете на элементарный фтор до и после адсорбера соответственно.

Активность гранул сорбента по парам соляной кислоты определяли на установке проточного типа по степени их поглощения из газовоздушной смеси, содержащей 20 ppm HCl до проскоковой концентрации 3 ppm HCl при температуре 20°C. Степень поглощения (мг Cl-/г сорбента) определялась по содержанию ионов хлорид-ионов в отработанном сорбенте методом меркуриметрического титрования. Свойства гранулированного сорбента приведены в таблице.

Как видно из представленных в таблице данных, использование предлагаемого способа позволяет увеличить степень поглощения фтора в среднем на 10% и степень поглощения хлора (в пересчете на хлорид-ион) в среднем на 37%.

Способ получения гранулированного сорбента, включающий смешение гидроксида алюминия и негашеной извести, пластифицирование массы водой, формовку и сушку гранул при температуре 110÷120°C не менее 4 часов, отличающийся тем, что на смешение дополнительно подают основной карбонат цинка в молярном соотношении Al2O3:CaO:ZnO=1:(0,5÷2):(0,5÷2), а смешение осуществляют в ультразвуковом устройстве с частотой колебаний 22±1 кГц и амплитудой 20±1,5 мкм в течение 5÷15 мин.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к получению неорганических сорбентов. Предложен способ получения алюмосиликатного сорбента, включающий приготовление гетерогенной композиции, содержащей порошок алюминия, кристаллогидрат метасиликата натрия Na2SiO3·9H2O и водный раствор соли металла, выбранного из меди, кальция, никеля, кобальта или серебра.
Изобретение относится к области получения сорбентов. Природную глину монтмориллонито-палыгорскитового типа подвергают модифицированию в растворе сульфата алюминия до получения суспензии с концентрацией по сухому веществу 500-600 г/л.

Группа изобретений относится к получению углеродных сорбентов. Способ получения гранулированного сорбционно-активного углеродного материала, используемого для сорбции органических и неорганических веществ из воды и водных растворов, включает смешение водного раствора фуллеренов с тонкодисперсным каменным углем и связующим в виде лесохимической или фенолформальдегидной смолы в присутствии раствора стабилизатора.

Изобретение относится к способу получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода на основе гидроксида циркония и может быть использовано в технологии получения регенерируемых поглотителей диоксида углерода.

Изобретение относится к области химической технологии. Химически активный фильтрующий элемент, содержащий химически активный материал в виде порошка или гранул, распределенный по каркасу из пористого инертного металлического носителя, размещенного в пористой оболочке.

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к технологии получения адсорбента-коагулянта, предназначенного для использования в области экологии для очистки водных объектов: природных водоемов или промышленных стоков, и может быть использовано на предприятиях глиноземного производства для получения из техногенного отхода алюмосиликатного производства - красного шлама - дополнительного товарного продукта.

Изобретение относится к способам получения хемосорбционных элементов. Готовят исходную композицию путём смешивания порошкообразных гидроксидов щелочных и/или щелочноземельных металлов с органическим полимером и растворителем.
Изобретение относится к области получения биоспецифического гидрогелевого сорбента для выделения протеиназ. Сорбент получают путем радикальной полимеризации под действием окислительно-восстановительного катализатора при комнатной температуре.

Изобретение относится к способу получения сорбентов. Сорбент получают карбонизацией измельченных стеблей Тростника Южного, которые нагревают при 450-500°С в течение 10-15 минут, до потери ~ 70% массы, обрабатывают раствором 5% азотной кислоты, промывают в воде, высушивают при 100°С.

Изобретение относится к способам получения адсорбента на основе цеолитсодержащей породы. Цеолитсодержащую породу размалывают и перемешивают с выгорающей добавкой, связующим и с водным раствором пластификатора и формируют гранулы.

Изобретение относится к области адсорбентов медицинского назначения. Описан пористый сорбент с хронотропными свойствами на основе кремнийсодержащего оксида алюминия.

Изобретение относится к области разработки материалов, обладающих фотокаталитической активностью под действием ультрафиолетового и видимого излучения. Материал представляет собой структурно-организованную систему, состоящую из тканевой основы, на которую нанесен промежуточный слой диоксида кремния и наружный слой фотокаталитически активного нанокристаллического диоксида титана анатазной модификации.

Изобретение относится к сорбентам для очистки вод от ионов аммония и фосфатов. Сорбент содержит осадки, полученные в процессе реагентной обработки природных вод алюминиевыми коагулянтами, 20-40 мас.% и глину монтмориллонитовую 60-80 мас.%.
Группа изобретений относится к адсорбентам для очистки углеводородов. Предложен адсорбент для очистки потоков углеводородов, содержащий компонент оксида алюминия, компонент цеолита с размером входного окна 5-10 Å и добавочный компонент металла.

Изобретение относится к мезопористому композитному материалу "углерод на оксиде алюминия" C/Al2O3 для использования в качестве сорбента или носителя для катализатора.

Изобретение относится к области очистки воды. Предложен способ получения средства для очистки воды на основе хлоралюминийсодержащего коагулянта.

Изобретение относится к фотокаталитическим материалам с адсорбционными и антибактериальными свойствами. Материал содержит текстильную целлюлозосодержащую основу, фотокаталитический слой, представляющий собой комплекс из диоксида кремния, модифицированного алюминат-ионами, и диоксида титана анатазной модификации, и слой адсорбента из оксида алюминия бемитной структуры, который расположен между фотокаталитическим слоем и текстильной основой.

Изобретение относится к получению композиционных сорбентов, предназначенных для использования в процессах очистки сточных и природных вод. Способ включает соосаждение при pH 8,9 гидроксидов магния и алюминия, взятых в мольном соотношении 4:1, формирование осадка, гранулирование методом высушивания.
Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности. Изобретение касается способа удаления сераорганических соединений из жидкого углеводородного топлива пропусканием через неподвижный адсорбент, в качестве которого используют γ-оксид алюминия, модифицированный оксидом цинка в количестве от 0,1 до 10,0 мас.%, или его комбинацию с другими адсорбционными материалами: γ-оксидом алюминия и/или алюмо-кобальт-молибденовым или алюмо-никель-молибденовым катализатором гидроочистки, и/или синтетическим цеолитом типа NaX или ZSM, и/или медно-цинковым адсорбентом.

Изобретение относится к материалам для адсорбционной сероочистки углеводородных топлив. Предложен адсорбент для удаления сераорганических соединений из жидкого углеводородного топлива на основе γ-оксида алюминия, модифицированного оксидом цинка в количестве 0,1-10% масс.
Изобретение относится к материалам, предназначенным для осуществления адсорбционных процессов, в частности к адсорбентам для улавливания, концентрирования и хранения диоксида углерода Адсорбент изготовлен на основе мезопористой металлорганической каркасной структуры, выбранной из структур IRMOF-3, MOF-177, HKUST-1 (MOF-199), ZIF-8, MIL-100, MOF-200, MOF-210, MIL-101 или MIL-53.
Наверх