Спосіб отримання гранульованого активованого вугілля
Сутність винаходу: змішують пічну сажу з лігносульфонатом при масовому співвідношенні пічної сажі та лігносульфонату в перерахуванні на суху речовину 1:(0,6 - 1,8). Суміш гранулюють та сушать. Гранули піддають парогазової активації при 680 - 780 ° С протягом 60-180 хв. 1 табл.
Винахід відноситься до отримання гранульованого активованого вугілля з використанням в якості вуглецевмісної сировини пічних саж. Отримане вугілля застосовується для очищення стічних вод від важких речовин.
Відомий спосіб отримання гранульованого активованого вугілля, що включає змішання сажі з сполучним з кам'яно-вугільної смоли, фенолформальдегідної смоли, поліакрилонітрилу у співвідношенні (0,1-10,0):1, додавання до суміші розчинника типу ацетону або бензолу, грануляцію, карб одержаних гранул [1] До недоліків способу слід віднести складну технологію, необхідність проведення процесу карбонізації (випалу) одержаних гранул при високій температурі.
Найбільш близьким за технічною сутністю до заявляється є спосіб отримання гранульованого активованого вугілля, що включає змішування пічної сажі з адсорбційної ємністю по маслу 100 мл/100 г з сполучною смолою, пеком або їх сумішшю, грануляцію отриманої суміші, сушку і карбонізацію при температурі 8 струмом азоту, активацію водяною парою при 850 про З [2] Недоліком способу є багатостадійність технологічного процесу, що включає стадії карбонізації та високотемпературної активації, обмеження по маслоємності ( 100 мл/100 г) типу використовуваної сажі. Спосіб не дозволяє досягти високого рівня адсорбційних властивостей вугілля по йоду та метиленовому блакитному.
Технічний результат, на досягнення якого спрямовано винахід, полягає у збільшенні адсорбційноїактивності одержуваного вугілля по йоду і метиленовому блакитному, спрощення способу отримання активованого вугілля за рахунок безпосередньої парогазової активації сушених гранул, зниження енерговитрат на проведення процесу за рахунок виключення зі способу стадії карбонізації, а також зниження температури парогазової активації, отримання гранульованого активованого вугілля саж незалежно від їхнього масляного числа.
Для досягнення зазначеного результату в способі отримання гранульованого активованого вугілля, що включає змішування пічної сажі з сполучним, грануляцію отриманої суміші, сушку і парогазову активацію гранул, як сполучного використовують лігносульфонат, змішування ведуть при масовому співвідношенні пічної сажі і лигносульфоната в перерахунку (0,6-1,8), а активацію гранул здійснюють при температурі 680-780 про С протягом 60-180 хв.
Відмітними ознаками порівняно з прототипом є використання як сполучного лігносульфонату, проведення змішування при масовому співвідношенні пічної сажі та лігносульфонату в перерахуванні на суху речовину 1: (0,6-1,8) та здійснення активації гранул при температурі 680-780 про С протягом 60-180 хв.
Використання традиційних сполучних смол виробництва коксохімічної, нафтохімічної та деревообробної промисловості в даному способі не забезпечує хороших адсорбційних властивостей вугілля при задовільній міцності. Причиною є зниження коксоутворення смол у присутності водяної пари при безпосередній активації сушених гранул через часткову відгін компонентів смоли з парою. В результаті частинки сажі слабо зв'язуються при коксоутворенні смоли, і гранули активованого вугілля виходять неміцними. Цей недолік усувається використаннямтехнічного лігносульфонату, на коксування якого присутність водяної пари не має істотного впливу. Крім того, наявність у складі лігносульфонату значної кількості солей металів, що каталізують процес парогазової активації вуглецю, сприяє розвитку пористої структури активованого вугілля при температурах нижче традиційно використовуються в даному випадку.
Рекомендоване масове співвідношення лігносульфонату (у перерахунку на суху речовину) та сажі становить для різних марок сажі (0,6 + S/100):1, де S питома поверхня сажі, м 2 /г. Заявляється спосіб дозволяє отримати гранульоване активоване вугілля з будь-якої пічної сажі аж до некондиційної. У інтервалі співвідношень, що заявляється, досягається висока адсорбційна активність одержуваного вугілля. За межами зазначеного співвідношення адсорбційна активність зменшується до значень, близьких до значень, одержуваних прототипом.
Парогазову активацію сушених гранул здійснюють при 680-780 про С. При виході за інтервал температури активації, що заявляється, утруднено досягнення підвищеної порівняно з прототипом освітлювальної здатності по метиленовому блакитному. Час активації, достатній для отримання активованого вугілля з хорошими властивостями адсорбції, становить 60-180 хв і визначається необхідним рівнем абсолютних значень показників і виходу продукту.
П р і м е р 1. 200 г сажі марки П-514 змішують при температурі 70-90 про протягом 15 хв з 348 г лігносульфонату, що містить 56% сухої речовини, що відповідає співвідношенню лігносульфонату і сажі 0,97:1. Суміш гранулюють на шнековому змішувачі-грануляторі. Отримані гранули сушать при 130-180 про З протягом 60 хв і проводять парогазову активацію при 750 про протягом 90 хв. Адсорбційні властивостіотриманого гранульованого активованого вугілля наведено у таблиці.
Приміри 2-7. Аналогічні прикладу 1, за винятком співвідношення лігносульфонату і сажі (0,6 і 1,8:1 у прикладах 2 і 3), температурного режиму парогазової активації (680 і 780 про С у прикладах 4 і 5) та часових параметрів парогазової активації (60 та 180 хв у прикладах 6 та 7).
П р і м е р 8. Отримання активованого вугілля здійснюють прототипом з використанням сажі П-514.
Приміри 9-14. Умови проведення процесу та властивості отриманого активованого вугілля наведені у таблиці.
Як видно з даних таблиці, адсорбційна активність одержуваного за пропонованим способом гранульованого активованого вугілля вище, ніж у способі прототипу. Так, для сажі марки П-514 адсорбційна активність йоду досягає 38,5% проти 26,8% прототипу (див. приклад 7). Значне покращення показників спостерігається і для інших марок пічної сажі. У режимах, що заявляються, а саме при масовому співвідношенні лігносульфонату (у перерахунку на суху речовину) і сажі (0,6-1,8):1 при температурі парогазової активації 680-780 про С і часу активації 60-180 хв показники адсорбційної активності отримуваного гранульованого активованого вугілля перевищують аналогічні для вугілля, одержуваного за способом прототипу. Крім того, спосіб, що заявляється, простіше за технологією за рахунок одностадійної термообробки гранул, а також ефективніше за енергетичними показниками за рахунок зниження температурних параметрів парогазової активації і виключення стадії карбонізації.
СПОСІБ ОТРИМАННЯ ГРАНУЛОВАНОГО АКТИВОВАНОГО ВУГІЛЛЯ, що включає змішування пічної сажі з сполучним, грануляцію суміші, сушіння гранул та їх парогазову активацію, який відрізняється тим, що в якості сполучного використовуютьлігносульфонат, змішання ведуть при масовому співвідношенні пічної сажі та лігносульфонату в перерахуванні на суху речовину 1:0,6-1,8, а активацію здійснюють при 680-780 o С протягом 60-180 хв.