Способ получения активного угля

КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение относится к области получения углеродных сорбентов и активных углей из щепы саксаула, и может быть использовано в цветной металлургии, химической, пищевой, медицинской и других отраслях промышленности, в частности, в процессах водоподготовки, извлечения редких и благородных металлов. Техническим результатом является сокращение продолжительности технологического цикла получения угля. Технический результат достигается способом получения активного угля, включающим термическую обработку сырья и активацию, при этом в качестве сырья используют щепу саксаула, термическую обработку без доступа и воздуха проводят при 750-850 С со скоростью подъема температуры 26 град/мин, активацию осуществляют водяным паром при конечной температуре карбонизации в течение 30-45 минут.(72) Ефремов Сергей Анатольевич Наурызбаев Михаил Касымович Нечипуренко Сергей Витальевич Соколов Александр Юрьевич(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный университет им. аль-Фараби Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВНОГО УГЛЯ 20216 Изобретение относится к области получения углеродных сорбентов и активных углей из щепы саксаула, и может быть использовано в цветной металлургии, химической, пищевой, медицинской и других отраслях промышленности, в частности, в процессах водоподготовки, извлечения редких и благородных металлов. Известен способ получения активного угля для изготовления ликеро-водочных изделий (патент 2111165, С 01 В 31/08 20.05.98 г.), основанный на карбонизации зерен углеродсодержащего материала(каменного угля и/или полукокса) при 450-600 С со скоростью подъема температуры 20-40 С/мин с последующей активацией при 860-950 С до суммарного объема пор 0,55-0,75 см 3/г, обработкой 10 -ным раствором соляной кислоты при 60 С в течение 1,5 ч, отмывкой от С 1- ионов горячей (80-90 С) водой и сушкой. Недостатком данного способа является использование дорогого химического реактива - соляной кислоты, проведение процесса в агрессивной среде,необходимость нейтрализации образующихся кислых стоков. Известны установка и способ для получения углеродного сорбента 2148013,С 01 В 31/08, 0120/30, 27.04.2000 г.) путем сушки твердого органического сырья газообразными продуктами карбонизации при 550-600 С и активации при 750-800 С парогазовой смесью, с подачей парогазовой смеси со стадии активации на стадию карбонизации, при этом парогазовую смесь для активации получают путем смешения водяного пара с продуктами сжигания жидкого топлива при 12001800 С, а подачу парогазовой смеси на стадию карбонизации осуществляют, по меньшей мере, в двух точках, одна из них расположена в верхней части реактора-карбонизатора, а другая - в его нижней части. Адсорбционная активность получаемого сорбента по йоду - не менее 50 . Недостатком изобретения является сложность технологического процесса, обусловленная дополнительным сжиганием жидкого топлива при 12001800 С для получения парогазовой смеси для активации сорбента. Наиболее близким к заявляемому является способ получения активного угля (патент 2154603,С 01 В 31/08, С 01 В 31/10, 20.08.2000 г.) путем термической обработки сырья, в качестве которого используют скорлупу и шрот ореха, при 750-850 со скоростью нагрева 9-14 град/мин, активации угля водяным паром при конечной температуре и соотношении угля и пара,равном 13-7 мас.ч. Адсорбционная активность получаемого сорбента по йоду - 20-97 . Недостатком этого изобретения является длительность стадии активации- 60-75 мин, вызывающая увеличение энергоемкости всего процесса. Задачей изобретения является расширение сырьевой базы и создание способа получения активного угля, по свойствам не уступающего прототипу. Технический результат сокращение продолжительности технологического цикла получения угля. 2 Технический результат достигается способом получения активного угля, включающим термическую обработку сырья и активацию, при этом в качестве сырья используют щепу саксаула, термическую обработку без доступа воздуха проводят при 750-850 С со скоростью подъема температуры 26 град/мин, активацию осуществляют водяным паром при конечной температуре карбонизации в течение 30-45 минут. Активные угли, потребности в которых весьма высоки, полностью импортируются в нашу страну. Собственного промышленного производства этих материалов в Казахстане нет, прежде всего, по причине отсутствия традиционной сырьевой базы. Авторам не известно использование саксаула для получения активных углей. Практически единственным направлением переработки его древесины, заготовленной в результате санитарных вырубок, является применение в качестве древесного топлива. Однако структура и свойства древесины саксаула позволяют ее рассматривать в качестве перспективного сырья для организации местного производства активных углей. Заявляемые температурный предел термической обработки щепы саксаула от 750 до 850 С, время активации угля в пределе от 30 до 45 мин. и скорость подъема температуры 26 град/мин являются наиболее оптимальными. При 750-850 С практически полностью заканчивается процесс карбонизации исходного растительного сырья, а при скорости подъема температуры 26 град/мин обеспечивается равномерное протекание последнего, чего не наблюдается при более высокой скорости. Дальнейший подъем температуры и снижение его скорости не целесообразны, т.к. ведут к росту энергетических затрат без существенных улучшений свойств получаемого продукта. Сокращение времени активации(менее 30 мин.) вызывает ухудшение адсорбционных свойств угля. Увеличение же этого параметра выше 45 мин. сопровождается значительным снижением выхода готового продукта. Способ получения активного угля осуществляют следующим образом. Сырье - древесину саксаула подвергают термической обработке без доступа воздуха при 750-850 С со скоростью подъема температуры 26 град/мин с последующим активированием угля водяным паром при конечной температуре карбонизации в течение 30-45 минут. Заявляемый способ получения активного угля демонстрируется следующими примерами. Пример 1. 1 кг щепы саксаула подвергают термической обработке в реакторе без доступа воздуха при 700 С со скоростью подъема температуры 26 град/мин,выдерживают при этой температуре в течение 20 мин и активируют водяным паром в течение 30 мин. Полученный активный уголь при выходе 30 имеет следующие адсорбционные характеристики удельная поверхность -1000 м 2/г сорбция по йоду - 60 пористость -96 см 3/г. Пример 2. 20216 1 кг щепы саксаула подвергают термической обработке - в реакторе без доступа воздуха при 850 С со скоростью подъема температуры 26 град/мин, выдерживают при этой температуре в течение 20 мин и активируют водяным паром в течение 40 мин. Полученный активный уголь при выходе 25 имеет следующие адсорбционные характеристики удельная поверхность - 1500 м 2/г сорбция по йоду - 72 пористость - 132 см 3/г. Пример 3. 1 кг щепы саксаула подвергают термической обработке в реакторе без доступа воздуха при 750 С со скоростью подъема температуры 26 град/мин,выдерживают при этой температуре в течение 40 мин и активируют водяным паром в течение 35 мин. Полученный активный уголь при выходе 25 имеет следующие адсорбционные характеристики удельная поверхность - 1300 м 2/г сорбция по йоду - 82 пористость - 391 см 3/г. Пример 4. 1 кг щепы саксаула подвергают термической обработке в реакторе без доступа воздуха при 850 С со скоростью подъема температуры 26 град/мин,выдерживают при этой температуре в течение 40 мин и активируют водяным паром в течение 45 мин. Полученный активный уголь при выходе 22 имеет следующие адсорбционные характеристики удельная поверхность - 2100 м 2/г сорбция по йоду - 96 пористость - 396 см 3/г. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения активного угля, включающий термическую обработку сырья при 750-850 С и активацию, которую осуществляют водяным паром при конечной температуре карбонизации, отличающийся тем, что в качестве сырья используют щепу саксаула, термическую обработку проводят без доступа воздуха со скоростью подъема температуры 26 С/мин и активацию осуществляют в течение 30-45 минут.