Способ получения активного угля

 

< и 440817

ОПИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимый от патента (22) Заявлено 02.07.71 (21) 1680494/23-26 (51) М. Кл. С 01Ь 33/08 (32) Приоритет 04.07.70 (31) P 2033190.2 (33) ФРГ

Опубликовано 25.08.74. Бюллетень № 31

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР ао делам изобретений е открытий (53) УДК 661.183.2 (088З) Дата опубликования описания 03.02.75 (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Ханс-Иоахим Манн и Германн-Иозеф Готтшлих (ФРГ) Иностранная фирма

«Дегусса» (ФРГ) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВНОГО УГЛЯ держащей окиси и соли металлов, например окиси, гидроокиси, карбонаты, фосфаты щелочных, щелочноземельных и тяжелых ме. таллов, и уплотнение вести вальцеванием смеси под давлением 20 — 150 кг/см, предпочтительно 50 — 150 кг/см . При этом для регулирования пористости продукта в качестве соединений щелочных металлов берут, например, окись, карбонат калия в количестве 12 — 20

10 вес. % в пересчете на исходную смесь. С целью повышения химической сорбции и улучшения коагулирующих свойств угля, применяют высокодисперсную кремниевую кислоту или кизельгур в количестве 1 — 15 вес.

15 в пересчете на исходную смесь.

Изобретение относится к способам получения активного угля и может быть использовано в химической промышленности, например, для обесцвечивания растворов, в водоподготовке, например для получения питьевой воды, для очистки сточных вод от органических примесей.

Известен способ получения активного угля, включающий смешение углеродсодержащего материала со связующим, например, древесной смолой, прессование смеси, дробление, рассев, карбонизацию и активацию полученного продукта.

Активный уголь, полученный известным способом, обладает недостаточно высокой твердостью, а следовательно, механической проч. ностью, тороме того, его поглотительная способность достаточно высока по отношению, например, к хлору, фенолу, весьма неудовлетворительна по отношению к ряду органических примесей, содержащихся в воде, таких как пестициды, инсектициды, красители, поверхностно-активные вещества, нефтепродукты.

Целью изобретения является повышение механической прочности и адсорбционной способности угля по отношению к органическим веществам. Для достижения этой цели предлагается в исходную смесь предварительно вводить соединения, выбранные из группы, соПо предлагаемому способу углеродсодержащий материал замешивают со связующим и соединениями, выбранными из группы, со20 держащей окиси и соли металлов. Полученную смесь уплотнгпот вальцеванием год давлением 20 — 150 кг/см . Для уплотнения смеси применяют преимущественно прессы с гладкими валками, позволяющими исполь25 зовать высокие давления. Материал сжимается между валками и выходит из машины в виде бесконечной полосы, которую после охлаждения дробят до требуемого размера зерен, просеивают, подвергают кар бонизации

30 и активации. Получающийся после просеива440817

25

З0

40 ния нижний продукт может быть возвращен на стадию уплотнения.

Давление выбирают в зависимости от прочности и пористости угля, поэтому оно не должно быть ниже 20 кг/см во избежание недостаточной прочности продукта и выше

1 50 кг/cia во избежание разрушения углеродной структуры и тем самым невозможности получения адсорбента требуемой пористости, В качестве углеродсодержащего материала применяют древесный уголь, сажу, каменный уголь, бурый уголь, торфяной кокс и так далее, в качестве связующего предпочтительно используют буковую древесную смолу, оставляющую при обугливании коксовый ка ркас и тем самым способствующую упрочнению зерна.

Из соединений, выбранных из группы, содержащей окиси и соли металлов, подходящими катализаторами для регулирования пористости угля в процессе активирования преимущественно являются соединения щелочных металлов, например окись, карбонат калия. Вместе с тем для повышения химической сорбции и улучшения коагулирующих свойств угля предпочтительны соединения тяжелых металлов, высокодисперсная кремниевая кислота, кизельгур.

Пример 1. 53 вес. ч. древесно-угольной пыли смешивают с 14 вес. ч. 50 /о-ного раствора едкого кали и 33 вес. ч. древесной смолы.

Смесь нагревают до 60 — 70 С и подают на пресс с гладкими валками. Смесь в установленном зазоре между валками (2 мм) уплотняется при помощи усилия прессования

2000 гс/см в ракушки. Установленное на паре валков давление прессования составляет

50 кгс/см . Полученные ракушки имеют толщину 25 — 3 мм.

Материал имеет следующие свойства:

Поверхность по методу ВЕТ, мНг 1150

Иодная адсорбция, мг/г угля 1120

Общий объем пор, мл/г угля 1,25.

Пр имер 2. К полученной по примеру 1 смеси добавляют еще 25 /о сажи в пересчете на содержащую углерод пыль,,При этом количество связующего вещества снижается на

25 /о. При дальнейшей переработке, как в примере 1, получают при дроблении до 30 зерен с размерами 1 мм. Полученный после полукоксования и активирования активный уголь имеет ударную твердость 65о/о и прочность на истирание 10 /о. Насыщение фенолом составляет 3,1 вес. /о п ри остаточной концентрации 1,0 мг/л, насыщение тетрапропиленбензолсульфонатом 15,5 вес. /о при остаточной концентрации 1 мг/л. Активный уголь имеет следующие свойства:

Поверхность по методу ВЕТ, M2/ã 1200 йодная адсорбция, мг/г угля 1135

Общий объем пор, мг/г 1,26.

При- ер 3. 54 вес. ч. древесно-угольной пыли смешивают в интенсивном смесителе с

5 вес. ч. третичного фосфата кальция, 14 вес. ч. 50о/о-ного раствора едкого кали и

27 вес. ч. древесной смолы. Компоненты необходимо добавлять в указанной последовательности, чтобы достичь хорошего распределения фосфата.

Смесь, как описано в примере 1, прессуют в ракушки, дробят и активируют при 800 С смесью водяного пара и воздуха, кото рая при атмосферном давлении содержит 5—

15 об. /о кислорода и 10 — 50 об. /о водяного пара.

Полученный таким путем активный уголь имеет следующие свойства:

5,8

1312

1141

1,28.

После охлаждения уплотненного материала его предварительно ломают и дробят на молотковой мельнице до размера 1 — 4 мм.

При этом получают 20 — 30 нижнего п родукта с размером 1 мм. Зерно с диаметром 1—

4 мм подвергают полукоксованию при 400—

450 С и затем активируют водяным паром следующим способом. Около 200 кг/час подвергнутого полукоксованию ломкого зерна с диаметром 1 — 4 мм при постепенном повышении температуры до 800 — 850 С вводят в соответствующую печь и активируют при подаче 110 — 190 кг/час, преимущественно

150 кг/час, водяного пара. Время пребывания составляет приблизительно 24 час. Полученный активный уголь имеет ударную твердость 80 /о и прочность па истирание 1,5 /о.

Материал имеет в опыте с адсорбцией бензола степень насыщения 50 /о, Величина насыщения поверхностно-активным веществом, например, тетрапропиленбензол-сульфонатом, оставляет около 15 вес. /о.

Насыщение тетрапропиленбензолсульфонатом, вес. о/о

Поверхность по методу ВЕТ, м- /г

Иодная адсорбция, мг/г угля

Общий объем пор,:мл/г угля

Он обладает хорошей обеоцвечивающей способностью, Фильтраты обработанных этим углем сахарных растворов прозрачнее, чем фильтраты сахарных растворов, которые обесцвечивали обычным углем. Адсорбционная способность полученного таким путем активного угля приблизительно соответствует величинам, названным в примере 2, Пр им ер 4. К полученной по примеру 1 угольной смеси добавляют еще 1 — 3 /о пиролюзита. Дальнейшую перерабожу осуществляют как в примере 1.

Полученный таким путем гранулят активного угля применяют для удаления SO> из отходящего воздуха.

440817

Адсорбционная способность по отношению к тетрапропиленбензолсульфонату, вес. %

Диаметр микропор, А

Йодное число, мг йода/г угля

Коэффициент усталости

Объем пор, мл/г угля

Твердость зерна, %

Спосоо

-85

1,2 — 1,26

0,7 — 1,15

1000 †13

610 †6

1,43

Предлагаемый

Известный

12 — 15,8

1,5 — 8

5,53 — 6,10

12 — 16

Предмет изобретения

Составитель М. Савельева

Редактор О. Кузнецова Техред Г. Васильева Корректор Н. Аук

Заказ 62/16 Изд, № 186 Тираж 537 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская иаб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Прп превращении свыше 99% $0з до проскока происходит насыщение серной кислотой приблизительно 65%.

Высокое насыщение серной кислотой получают вследствие благоприятного распределе1. Способ получения активного угля, включающий смешение углеродсодержащего материала со связующим, например древесной смолой, уплотнение смеси, дробление, ipaccee, карбонизацию и активацию полученного продукта, отлич ающий ся тем, что, с целью повышения механической прочности и адсорбционной способности угля по отношению к органическим веществам, в исходную смесь предварительно вводят соединения, выбранные из группы, содержащей окиси и соли металлов, например окиси, гидроокиси, карбонаты, . фосфаты щелочных, щелочнозения пор по размерам, которое обеспечивает добавка пиролюзита.

В таблице приведены сравнительные ха рактеристики активного угля, полученного извест5 ным и предлагаемым способами. мельных и тяжелых металлов, и уплотнение ведут вальцеванием смеси под давлением 20—

150 кг/смз, предпочтительно 50 — 150 кг/см- .

2. Способ по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, 10 что, с целью регулирования пористости, в качестве соединений щелочных металлов бе.рут, например, окись, карбонат калия в количестве 12 — 20 вес. % в пересчете на исходную смесь.

15 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью повышения химической сорбции и улучшения коагулирующих свойств угля, применяют высокодисперсную кремниевую кислоту, кизельгур в количестве 1—

20 15 вес. % в пересчете на исходную смесь.