Способ реактивации отработанного активного угля

Изобретение относится к области реактивации (регенерации) активных углей, отработанных при очистке жидких сред, в том числе питьевой воды. Способ реактивации отработанного активного угля включает сушку при температуре 280-350°С и термическую отработку в присутствии водяного пара. Вначале термообработку ведут в присутствии водяного пара при 350-700°С со скоростью подъема температуры 3-7°С/мин. Затем термообработку проводят при 750-850°С при подаче водяного пара со скоростью 0,4-0,8 дм3/мин. Изобретение позволяет повысить адсорбционную способность отработанного угля и использовать реактивированный уголь для очистки воздуха от паров бензола. 3 пр.

 

Изобретение относится к области сорбционной техники и охраны окружающей среды и может быть использовано для реактивации (регенерации) зерненых активных углей (АУ), отработанных при очистке жидких сред, в том числе питьевой воды, от загрязняющих их примесей.

Известен способ реактивации отработанного активного угля, включающий обработку активного угля потоком, содержащим водяной пар, при нагревании до 800-950°С, причем предварительно уголь нагревают потоком дымовых газов до 500-650°С со скоростью подъема температуры 15-25°С/мин и охлаждают, а обработку ведут водяным паром при его расходе 5-15 кг на 1 кг активного угля со скоростью подъема температуры 2-10°С/мин (см. Патент РФ №2042616, кл. С01В 31/08, опубл. 27.08.95).

Недостатком этого способа является периодичность процесса реактивации, а также низкий выход готового продукта.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и количеству совпадающих признаков является способ реактивации влажного активного угля, включающий сушку угля, его термическую обработку в присутствии водяного пара и охлаждение, отличающийся тем, что сушку ведут при 450-560°С со скоростью нагрева 25-40°С/мин, термообработку осуществляют при 620-720°С со скоростью нагрева 8-12°С/мин, а охлаждение проводят в среде перегретого водяного пара до 120-200°С (см. Патент РФ №2214964, кл. С01В 31/08, опубл. 27.10.2003).

Недостатком прототипа является низкая активность реактивированного АУ при извлечении из воздуха паров бензола.

Техническим результатом (целью изобретения) является повышение адсорбционной способности реактивированного активного угля при очистке воздуха от паров бензола.

Поставленная цель достигается предложенным способом, включающим сушку отработанного активного угля, его термическую обработку в присутствии водяного пара, отличающимся тем, что сушку ведут при температуре 280-350°С, термическую обработку осуществляют при 350-700°С со скоростью подъема температуры 3-7°С/мин и проводят дополнительную активацию водяным паром, подаваемым со скоростью 0,4-0,8 дм3/мин при температуре 750-850°С.

Из патентной научно-технической литературы авторам неизвестен способ реактивации отработанного активного угля, при котором сушку ведут при температуре 280-350°С, термическую обработку осуществляют при 350-700°С со скоростью подъема температуры 3-7°С/мин и проводят дополнительную активацию водяным паром, подаваемым со скоростью 0,4-0,8 дм3/мин при температуре 750-850°С.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. В процессе многоцикловой работы в режиме сорбции-десорбции при очистке питьевой воды происходит блокировка пористой структуры АУ органическими примесями, находящимися в воде. Процесс реактивации отработанного АУ призван разблокировать пористую структуру методом термической парогазовой реактивации, при которой сначала осуществляется удаление влаги с поверхности зерен угля и объема его макропор, затем ведется термообработка (пиролиз) сорбированных в объем микро- и мезопор органических примесей с образованием как аморфного углерода, так и его кристаллитов, затем его выгорание в режиме парогазовой активации по реакции

Ств2Опар=СО↑+Н2↑,

а также происходит развитие дополнительной микропористой структуры на основе новых кристаллитов. При этом следует так подобрать режимы всех трех стадий сушки, термообработки и активации, чтобы полученный реактивированный уголь мог быть использован для решения конкретной адсорбционной очистки у будущего потребителя (необязательно у того, откуда получен АУ на реактивацию), т.к. часто его передают на адсорбционную очистку паровоздушных потоков.

Способ осуществляют следующим образом.

Берут отработанный в процессе очистки питьевой воды АУ, который утратил свою адсорбционную способность на 50-70%, и подают его с помощью дозатора в загрузочную часть вращающейся ретортной электропечи, имеющей три независимые зоны нагрева. По мере продвижения угля по печи в первой зоне осуществляется его сушка при 280-350°С, затем во второй зоне идет его термообработка при 350-700°С со скоростью подъема температуры 3-7°С/мин в присутствии перегретого водяного пара для создания инертной атмосферы и далее, в третьей зоне, реактивация при температуре 750-850°С и подаче водяного пара со скоростью 0,4-0,8 дм3/мин, идет выгорание аморфного углерода и разблокировка микропор, а также формирование дополнительной микропористой структуры.

Полученный реактивированный уголь имеет адсорбционную способность по бензолу, выраженную через время защитного действия по ГОСТ 17218-71, 42-54 мин. Выход готовой продукции составит 60-75% масс. в зависимости от влажности исходного АУ.

Пример 1. Берут 10 кг отработанного в процессе водоочистки активного угля АГ-3 (ГОСТ 20464-75) и подают его с помощью шнекового дозатора в загрузочную часть вращающейся ретортной электропечи с диаметром реторты 330 мм в количестве 50-100 кг/час и ведут его сушку в первой зоне при 280°С, затем уголь поступает во вторую зону печи, где при температуре 350°С и скорости ее подъема 3°С/мин в атмосфере перегретого водяного пара, подаваемого с расходом 0,5 дм3/мин, идет термообработка. Затем уголь поступает в третью зону, где при температуре 750°С и подаче водяного пара со скоростью 0,4 дм3/мин идет активация продукта.

Полученный реактивированный АУ имел время защитного действия по бензолу 42 мин.

Пример 2. Осуществление процесса, как в примере 1, за исключением того, что сушку ведут при 350°С, термическую обработку проводят при 700°С и скорости подъема температуры 7°С/мин, а активацию осуществляют при 850°С и подаче водяного пара со скоростью 0,8 дм3/мин. Полученный реактивированный АУ имел время защитного действия 50 мин.

Пример 3. Осуществление процесса, как в примере 1, за исключением того, что сушку ведут при 315°С, термообработку проводят при 500°С со скоростью подъема температуры 5°С/мин, а активацию осуществляют при 800°С и подаче водяного пара со скоростью 0,6 дм3/мин. Полученный реактивированный АУ имел время защитного действия по бензолу 54 мин.

Отработанный активный уголь АГ-3, реактивированный по известному способу (патент РФ №2214964), имел время защитного действия по бензолу 28-30 мин.

В результате многочисленных экспериментов были подобраны оптимальные условия осуществления процесса. Так, при температуре сушки ниже 280°С, значительно увеличивается ее время, что ухудшает стадию термообработки, а если температура сушки повышается выше 350°С, то идет поверхностный обгар угля и снижается выход готового продукта.

Относительно температуры термической обработки установлено, что если она ниже 350°С, не происходит полного пиролиза органики, блокирующей микропоры, и при термообработке образуется в основном аморфный углерод, в котором не развиваются микропоры при активации, а если температура термообработки выше 700°С, имеет место графитизация органики в микропорах, что в обоих случаях снижает адсорбционную способность реактивируемого АУ по бензолу при извлечении его из воздуха.

Исследования относительно температуры активации таких углей показали, что при температуре ниже 750°С активируемость (дополнительный обгар) незначительна, а при температуре выше 850°С вновь образованный в микро- и мезопорах углерод выгорает полностью и не дает дополнительных микропор, что в обоих случаях снижает адсорбционную способность реактивированных АУ по бензолу при извлечении его из воздуха.

Важность скорости подачи водяного пара в зону активации состоит в том, что если его скорость ниже 0,4 дм3/мин, то имеет место поверхностный обгар за счет подсоса в реторту воздуха, а при скорости его подачи более 0,8 дм3/мин идет образование супермикропор (за счет выгорания кристаллитов углерода), которые имеют низкую адсорбционную способность при извлечении бензола из воздуха.

Таким образом, 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.

Способ реактивации отработанного активного угля, включающий сушку и термическую отработку в присутствии водяного пара, отличающийся тем, что сушку ведут при температуре 280-350°C, термическую обработку в присутствии водяного пара осуществляют вначале при 350-700°C со скоростью подъема температуры 3-7°C/мин и затем проводят дополнительную активацию водяным паром, подаваемым со скоростью 0,4-0,8 дм3/мин, при температуре 750-850°C.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к способам получения активированного угля. Способ получения активированного модифицированного угля из косточек плодов и скорлупы орехов заключается в том, что предварительно высушенное исходное сырье при температуре 200-250°С пропитывают насыщенным раствором мочевины или тиомочевины в количестве 5-10 мас.% по отношению к исходному сырью и подвергают карбонизации в интервале температур 600-750°С.

Изобретение относится к области сорбционной техники и может быть использовано для получения активных углей, применяемых для очистки вод, а также для извлечения ценных компонентов из технологических растворов.

Изобретение направлено на получение углеродных материалов с развитой поверхностью и пористостью. Согласно изобретению исходное вещество, представляющее собой смесь водорастворимой фенолформальдегидной смолы, углевода и графеновых нанопластинок, подвергают термообработке при температуре до 300°C.

Изобретение относится к процессам регенерации адсорбентов. Предложен способ регенерации отработанного активного угля.

Изобретение относится к получению активных углей. Способ получения углеродного сорбента включает карбонизацию и последующую активацию сырья в виде промышленного текстолита.
Изобретение относится к получению активных углей из сельскохозяйственных растительных отходов. Способ получения активного угля включает карбонизацию рисовой шелухи, активацию водяным паром и охлаждение.
Изобретение относится к технологии получения активных углей на основе скорлупы орехов и косточек плодов, которые могут быть использованы для очистки питьевой воды, а также различных жидкостей и растворов.
Изобретение относится к получению активных углей. Предложен способ получения активного угля, включающий измельчение углеродсодержащего сырья, его пропитку серной кислотой, гранулирование, сушку, карбонизацию и активацию гранул водяным паром.

Изобретение относится к углеродным сорбентам. Предложено применение активированного угля, пропитанного оксидом цинка, для повышения селективности по отношению к цианиду водорода (HCN).

Изобретение относится к получению активных углей. Способ получения угля включает измельчение соломы на куски размером 1-10 см, карбонизацию, активацию водяным паром и охлаждение.

Изобретение может быть использовано в пивоваренной и масложировой промышленности при использовании кизельгуровых фильтров. Для автоматического управления процессом термической регенерации кизельгура по измеренным параметрам расходов и мощностей в ходе процесса по программно-логическому алгоритму, заложенному в микропроцессор, осуществляют оперативное управление технологическими параметрами с учетом накладываемых на них двухсторонних ограничений.

Изобретение относится к процессам регенерации адсорбентов. Предложен способ регенерации отработанного активного угля.

Изобретение относится к способу регенерации отработавшего вспомогательного фильтрующего средства, применяемого в процессе вымораживания масла. Способ включает следующие стадии: а) циркуляцию регенерирующего масла в циркуляционном контуре через кек отработавшего вспомогательного фильтрующего средства при температуре от 40 до 100°C при отношении регенерирующее масло/отработавшее вспомогательное фильтрующее средство (об./мас.) от 0,3/1 до 12/1, b) извлечение регенерирующего масла из обработанного кека отработавшего вспомогательного фильтрующего средства, с) выделение регенерированного вспомогательного фильтрующего средства.

Изобретение относится к технологии регенерации сорбентов. Регенерация сорбента включает размещение его в емкости, подачу плазмообразующего газа - кислорода и последующую обработку в диэлектрическом барьерном разряде при напряжении, вкладываемом в разряд 10,0-20,0 кВ.

Группа изобретений относится к способам очистки газов и применяемым для этого материалам. Для снижения количества CO2 в источнике, содержащем диоксид углерода, осуществляют следующие стадии.
Изобретение относится к сорбционным процессам и может быть использовано, например, для регенерации цеолита, использованного при осушке природного газа. Предложен способ регенерации сорбента, в котором сорбент помещают в емкость, нагревают СВЧ-излучением для отделения сорбата от сорбента, пропускают через емкость продувочный газ для удаления паров сорбата.
Изобретение относится к сорбционным технологиям, в частности к адсорбентам, используемым для осушки от воды газовых сред. Адсорбент для удаления воды из газов содержит пористую матрицу, в поры которой введено активное влагопоглощающее гигроскопическое вещество из группы галогенидов щелочноземельных металлов, при этом в качестве пористой матрицы используют мезопористые силикаты из группы, включающей силикат МСМ-41, алюмосиликат, цирконосиликат или титаносиликат, полученные методом золь-гель метода или темплатного синтеза с последующим прогреванием в токе воздуха при температуре 200-450°C в течение 1-4 ч, в мезопоры которых размером 2-10 нм и общим объемом пор более 1 см3/г методом пропитки из водного раствора введен безводный хлорид кальция в количестве 40-100 вес.% в расчете на сухое вещество матрицы и последующей сушкой адсорбента на воздухе при 100°C в течение 2 ч.

Изобретение относится к способу удаления использованного регенеранта из регенерированного сушильного аппарата в системе для изомеризации потока углеводородов, богатого углеводородами C4 и/или богатого по меньшей мере одним из углеводородов C5 и C6.

Изобретения могут быть использованы при очистке жидкостей и газов от органических загрязнений. Для осуществления способа загрязненные жидкость или газ подают в очистной резервуар, содержащий адсорбент на основе углерода в форме слоя, опирающегося на плиту на дне резервуара.
Изобретение относится к способу регенерации твердого фильтра, содержащего йод в форме йодида и/или йодата серебра и возможно физически сорбированный молекулярный йод в твердом фильтре, содержащем серебро в форме нитрата.

Изобретение может быть использовано на предприятиях машиностроительной, химической, горнодобывающей промышленности и в коммунальном хозяйстве. Способ включает сорбцию адсорбентом, в качестве которого используют экологически чистый, технологичный композитный сорбент, содержащий 80 мас.% 95%-ного концентрата глауконита Бондарского месторождения Тамбовской области и 20 мас.% SiO2. Сорбент предварительно подвергают последовательно щелочной и кислотной обработке и переводят в Na-форму в солевом растворе NaCl. Линейная скорость потока технологических и сточных промышленных вод составляет до 0,5 м/ч, при этом высота слоя сорбента - от 0,01 м. Способ обеспечивает снижение концентрации ионов никеля в очищенной воде менее 0,01 мг/л и гарантирует глубину сорбции не менее 99,3%. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области реактивации активных углей, отработанных при очистке жидких сред, в том числе питьевой воды. Способ реактивации отработанного активного угля включает сушку при температуре 280-350°С и термическую отработку в присутствии водяного пара. Вначале термообработку ведут в присутствии водяного пара при 350-700°С со скоростью подъема температуры 3-7°Смин. Затем термообработку проводят при 750-850°С при подаче водяного пара со скоростью 0,4-0,8 дм3мин. Изобретение позволяет повысить адсорбционную способность отработанного угля и использовать реактивированный уголь для очистки воздуха от паров бензола. 3 пр.

Наверх