×
25.08.2017
217.015.a5ac

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ДРОБЛЕНОГО АКТИВНОГО УГЛЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к технологии получения активного угля (АУ) на основе косточек плодов фруктовых деревьев и скорлупы орехов. Способ включает карбонизацию сырья, дробление, рассев карбонизата и парогазовую активацию. Карбонизацию ведут термообработкой в атмосфере азота со скоростью подъема температуры 15-25°C/мин до 450-550°C и выдержкой при конечной температуре 30-40 минут. Активацию проводят водяным паром при температуре 875-920°C при его расходе 2,0-3,5 кг на 1 кг полученного продукта. Техническим результатом является повышение адсорбционной активности получаемого АУ при очистке воздуха от паров декана. 3 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к технологии получения активного угля (АУ) на основе косточек плодов фруктовых деревьев и скорлупы орехов и может быть использовано для процессов санитарной очистки воздуха и питьевой воды.

Известен способ получения дробленого АУ из скорлупы орехов, включающий сушку, карбонизацию, активирование смесью водяного пара, диоксида углерода и кислорода, отмывку угля кислотой, сушку и повторную активацию (см. патент Японии 56-28846, кл. С01В, 31/10, B01J 20/20, 1981).

Недостатком известного способа является значительная стоимость технологического процесса, многостадийность, образование кислотных отходов, низкий выход углеродного остатка, узкий спектр пористой структуры получаемых углей.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и количеству совпадающих признаков является способ получения дробленого АУ из скорлупы орехов и косточек плодов фруктовых деревьев, включающий карбонизацию при температуре 20-750°С, со скоростью подъема 30-50°С/мин и активацию смесью водяного пара и диоксида углерода при температуре 820-870°С, причем карбонизованный продукт подвергают дроблению с выделением фракции частиц размером 0,5-3,5 мм, который передают на активацию, а после активации отмывают водой (см. патент РФ №2105714, кл. С01В 37/10, B01J 20/20, опубл. 27.02.1998 г.).

Недостатком известного способа является низкая активность полученного АУ по извлечению из воздуха паров декана.

Целью изобретения является получение АУ с высокой адсорбционной способностью по декану, так как декан, имея молекулярную массу 142,29 г/моль, является хорошим тестовым для процессов веществом санитарной очистки газов.

Поставленная цель достигается предлагаемым способом, включающим карбонизацию, дробление, рассев, активацию водяным паром, отличающимся тем, что карбонизацию проводят в атмосфере азота при подъеме температуры со скоростью 15-25°С/мин до 450-550°С с выдержкой при конечной температуре в атмосфере азота в течение 30-40 минут, после охлаждения карбонизата до комнатной температуры его дробят, рассеивают и активируют при 875-920°С и расходе водяного пара 2,0-3,5 кг на кг полученного продукта.

Отличие предлагаемого способа от прототипа состоит в том, что карбонизацию проводят в атмосфере азота при подъеме температуры со скоростью 15-25°С/мин до 450-550°С с выдержкой при конечной температуре в атмосфере азота в течение 30-40 минут, после охлаждения карбонизата до комнатной температуры его дробят, рассеивают и активируют при 875-920°С и расходе водяного пара 2,0-3,5 кг на кг полученного продукта.

Авторам из научно-технической и патентной литературы неизвестен способ получения АУ из скорлупы грецких орехов, в котором карбонизацию ведут в атмосфере азота при подъеме температуры со скоростью 15-25°С/мин до 450-550°С с выдержкой при конечной температуре в атмосфере азота в течение 30-40 минут, после охлаждения карбонизата до комнатной температуры его дробят, рассеивают и активируют при 875-920°С и расходе водяного пара 2,0-3,5 кг на кг полученного продукта.

Сущность предлагаемого способа состоит в следующем.

Скорлупа грецких орехов в отличие от других типов уплотненного растительного сырья имеет рыхлую внутреннюю оболочку, обращенную к плоду. Поэтому для того, чтобы добиться одинакового размера кристаллитов углерода во всем объеме скорлупы, необходимо подобрать более плавный режим карбонизации и оптимизировать выдержку при конечной температуре в атмосфере азота. Причем наличие на этой стадии инертного газа азота снижает скорость газовыделения из скорлупы, особенно в начальных стадиях, что в целом приводит к большему объему кристаллизованного в кристаллиты углерода и минимуму содержания аморфного углерода. В результате на стадии активации при правильном подборе температурных режимов и расхода активирующего агента (водяного пара) образуются щелевидные микропоры, имеющие размер (полуширину Х0) 1,0-1,2 нм, наиболее благоприятные для адсорбции молекул декана.

Оценка адсорбционной способности по декану производилась в соответствии с МИ 2568-096-04838763-99, цель которой заключается в том, что через стандартный слой угля массой 10 г пропускается воздух, содержащий С0=40-80 мг/м3 до фиксации его проскока, после чего определяется адсорбционная активность в динамических условиях, выраженная в мг поглощенного декана на 1 г АУ.

Способ осуществляется следующим образом.

Берут скорлупу грецкого ореха, которую помещают в стационарную или вращающуюся электропечь, куда подают азот с расходом 0,5-1 л/мин, и начинают поднимать температуру со скоростью 15-25°С. После выдержки при конечной температуре 30-40 мин, выключают нагрев печи, при этом азот продолжает подаваться. После охлаждения печи до комнатной температуры, выгружают полученный карбонизат и дробят. После чего рассеивают с выделением частиц размером 0,5-3,5 мм. Кондиционную фракцию карбонизованных частиц загружают в стационарную или вращающуюся печь активации и активируют водяным паром, при температуре 875-920°С, при этом расход пара на 1 кг готового продукта поддерживается на уровне 2,0-3,5 кг. После завершения процесса активации, который продолжается, как правило, 1,5-2 ч, печь охлаждают, а полученный продукт подвергают анализу на адсорбционную активность по декану.

АУ из скорлупы грецких орехов, полученный по предлагаемому способу, имел адсорбционную активность по декану 135-150 мг/г, в то время как АУ, также полученный из скорлупы грецких орехов по способу, предложенному в прототипе, имел адсорбционную активность по декану 90 мин.

Следующие примеры поясняют сущность изобретения.

Пример 1

Берут 1 кг скорлупы грецкого ореха с влажностью 0,8% и содержанием золы 2,2%, имеющий примерные размеры 10-20 мм. Скорлупу загружают в стационарную электропечь, куда подают азот с расходом 1 л/мин, и начинают осуществлять процесс карбонизации со скоростью 15°С/мин до температуры 450°С и выдерживают при конечной температуре в атмосфере азота 35 мин. Затем отключают нагрев, охлаждают печь до комнатной температуры, не выключая азота, карбонизованную скорлупу выгружают, дробят на валковой дробилке, а затем высеивают фракцию частиц с размером 0,5-3,5 мм. Кондиционную фракцию направляют на активацию во вращающейся электропечи с диаметром реторты 52 мм, нагретую до температуры 875°С, и ведут процесс активации водяным паром при его расходе 2,0 кг на 1 кг готового продукта. По завершении процесса активации печь охлаждают и определяют адсорбционную активность полученного АУ по декану в соответствии с МИ 2568-096-04838763-99.

Полученный АУ имел адсорбционную активность по декану 135 мг/г.

Пример 2

Осуществление процесса, как в примере 1, за исключением того, что карбонизацию проводят со скоростью подъема температуры 25°С/мин до конечной температуры 550°С и выдерживают при конечной температуре в атмосфере азота в течение 30 мин, а активацию ведут при температуре 920°С при расходе водяного пара 3,5 кг на кг готового продукта. Полученный АУ имел адсорбционную активность по декану 142 мг/г.

Пример 3

Осуществление процесса, как в примере 1, за исключением того, что карбонизацию проводят со скоростью подъема температуры 20°С/мин до конечной температуры 500°С и выдерживают при конечной температуре в атмосфере азота в течение 40 мин, а активацию ведут при температуре 905°С при расходе водяного пара 3,0 кг на кг готового продукта. Полученный АУ имел адсорбционную активность по декану 150 мг/г.

Опытами было установлено, что при повышении скорости подъема температуры выше 25°С/мин увеличивается доля аморфного углерода, что не позволяет получить уголь с большим объемом микропор. С другой стороны, снижение скорости подъема ниже 15°С/мин дает очень плотный графитизированный углерод, трудно поддающийся активированию (резко возрастает время активации). Относительно конечной температуры карбонизации установлено, что ее снижение ниже 450°С приводит к наличию в карбонизованном продукте остаточных летучих веществ и развитию не сорбирующих макропор. При повышении температуры выше 550°С имеет место процесс графитизации, а не образования кристаллитов - основы будущих микропор.

Исследование важного параметра выдержки карбонизованного продукта при конечной температуре в атмосфере азота показало, что если время выдержки менее 30 мин, в продукте остается значительное количество летучих веществ, что приводит к макропористому продукту и снижению адсорбционной активности по декану. С другой стороны, увеличение времени выдержки свыше 40 мин увеличивает продолжительность технологического процесса и имеет место некоторая графитизация структуры кристаллитов, что ухудшает развитие микропористости.

Подача азота на стадии карбонизации обеспечивает равномерность образования кристаллитов во всей массе скорлупы, особенно с внутренней рыхлой стороны. На стадии активации идет выгорание части макромолекул кристаллитов и образование микропор. В этом случае при температуре активации ниже 875°С идет образование тонких микропор, плохо доступных молекулам декана, особенно в динамическом режиме очистки. При температуре выше 920°С увеличивается поверхностный обгар, а не развитие микропористости.

Относительно расхода водяного пара на стадии активации показано, что если его расход на 1 кг готового продукта ниже 2,0, существенно возрастает время активации, а при расходе выше 3,5 кг на 1 кг готового продукта усиливается поверхностный обгар.

Из вышеизложенного следует, что каждый из признаков заявленной совокупности в большей или меньшей степени влияет на достижение поставленной цели, а именно повышение адсорбционной активности по декану.

Способ получения активного угля из скорлупы грецких орехов, включающий карбонизацию, дробление, рассев, активацию водяным паром, отличающийся тем, что карбонизацию проводят в атмосфере азота при подъеме температуры со скоростью 15-25°С/мин до 450-550°С с выдержкой при конечной температуре в атмосфере азота в течение 30-40 минут, после охлаждения карбонизата до комнатной температуры его дробят, рассеивают и активируют при 875-920°С и расходе водяного пара 2,0-3,5 кг на кг полученного продукта.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 33.
10.01.2013
№216.012.179b

Фильтр для очистки воздуха

Изобретение относится к средствам коллективной защиты, предназначено для очистки воздуха от твердых и жидких аэрозолей и может быть использовано в промышленности, жилых помещениях и транспортных средствах. Фильтр для очистки воздуха содержит корпус, расположенную в нем кассету и складчатый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471535
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.1848

Способ получения активного угля

Изобретение относится к области производства активных углей, используемых в системах защиты органов дыхания, а также в промышленных газоочистных установках. Способ получения активного угля включает пропитку зерен угольной основы, представляющей собой активный уголь, содержащий 1,0-1,5 мас.%...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471708
Дата охранного документа: 10.01.2013
27.02.2013
№216.012.29fe

Способ защиты почв от остатков пестицидов

Изобретение относится к области сельского хозяйства и рекультивации земель. Способ включает подготовку активного угля, внесение его в почву и заделку на глубину 1-3 глубины высева семян. При этом гранулированный активный уголь подготавливают путем выделения фракции 0,2-0,8 мм с размерами...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476277
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.08.2013
№216.012.5c0a

Маска противогаза и способ ее изготовления

Изобретение относится к области индивидуальных средств защиты органов дыхания человека и может быть использовано при промышленном производстве. Маска противогаза содержит панорамный очковый узел и лицевой обтюратор. На обтюраторе расположены узлы вдоха, выдоха и мембранное устройство. Лицевой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489183
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.04.2014
№216.012.b061

Способ получения хемосорбента

Изобретение относится к области получения хемосорбентов, используемых для средств защиты органов дыхания и для очистки отходящих газов. Способ получения хемосорбента включает пропитку гранул активного угля модифицирующим раствором, вылеживание гранул и их термообработку. Пропитке подвергают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510868
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.06.2014
№216.012.cfc9

Способ получения активного угля на основе антрацита

Изобретение относится к области адсорбционной техники, в частности к способам получения активных углей на основе каменноугольного сырья. Предложен способ получения активного угля на основе антрацита. Способ включает дробление кусков, рассев зерен, термообработку в инертной среде и активацию при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518964
Дата охранного документа: 10.06.2014
27.08.2014
№216.012.efda

Способ получения активного угля из растительных отходов

Изобретение относится к способам получения активных углей из сельскохозяйственных растительных отходов. Предложен способ получения активного угля, включающий измельчение соломы рапса на куски 1-10 см, карбонизацию соломы в инертной атмосфере при температуре 450-500°C со скоростью подъема...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527221
Дата охранного документа: 27.08.2014
20.10.2014
№216.012.fe0a

Способ получения катализатора окисления оксида углерода

Изобретение относится к области очистки газов от вредных примесей и может быть использовано для очистки газовых смесей от оксида углерода в системах коллективной и индивидуальной защиты органов дыхания. Предложен способ получения катализатора окисления оксида углерода, включающий смешение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530890
Дата охранного документа: 20.10.2014
20.10.2014
№216.012.fe8e

Способ детектирования метана в воздухе

Изобретение относится к области термохимического газового анализа и может быть использовано при контроле содержания метана в воздухе. Отличие заявленного способа заключается в том, что измерения производят на одном чувствительном элементе, работающем в импульсном режиме. Дифференциальность...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531022
Дата охранного документа: 20.10.2014
27.10.2014
№216.013.00df

Способ получения палладиевого катализатора на носителе - оксиде алюминия - для низкотемпературного окисления оксида углерода

Изобретение относится к способу получения палладиевого катализатора на носителе - оксиде алюминия - для низкотемпературного окисления оксида углерода. Предлагаемый способ включает приготовление пропиточного раствора путем растворения хлористого палладия в воде, пропитку носителя этим раствором,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531621
Дата охранного документа: 27.10.2014
Показаны записи 1-10 из 60.
10.01.2013
№216.012.179b

Фильтр для очистки воздуха

Изобретение относится к средствам коллективной защиты, предназначено для очистки воздуха от твердых и жидких аэрозолей и может быть использовано в промышленности, жилых помещениях и транспортных средствах. Фильтр для очистки воздуха содержит корпус, расположенную в нем кассету и складчатый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471535
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.1848

Способ получения активного угля

Изобретение относится к области производства активных углей, используемых в системах защиты органов дыхания, а также в промышленных газоочистных установках. Способ получения активного угля включает пропитку зерен угольной основы, представляющей собой активный уголь, содержащий 1,0-1,5 мас.%...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471708
Дата охранного документа: 10.01.2013
27.02.2013
№216.012.29fe

Способ защиты почв от остатков пестицидов

Изобретение относится к области сельского хозяйства и рекультивации земель. Способ включает подготовку активного угля, внесение его в почву и заделку на глубину 1-3 глубины высева семян. При этом гранулированный активный уголь подготавливают путем выделения фракции 0,2-0,8 мм с размерами...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476277
Дата охранного документа: 27.02.2013
10.08.2013
№216.012.5c0a

Маска противогаза и способ ее изготовления

Изобретение относится к области индивидуальных средств защиты органов дыхания человека и может быть использовано при промышленном производстве. Маска противогаза содержит панорамный очковый узел и лицевой обтюратор. На обтюраторе расположены узлы вдоха, выдоха и мембранное устройство. Лицевой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489183
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.04.2014
№216.012.b061

Способ получения хемосорбента

Изобретение относится к области получения хемосорбентов, используемых для средств защиты органов дыхания и для очистки отходящих газов. Способ получения хемосорбента включает пропитку гранул активного угля модифицирующим раствором, вылеживание гранул и их термообработку. Пропитке подвергают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510868
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.06.2014
№216.012.cfc9

Способ получения активного угля на основе антрацита

Изобретение относится к области адсорбционной техники, в частности к способам получения активных углей на основе каменноугольного сырья. Предложен способ получения активного угля на основе антрацита. Способ включает дробление кусков, рассев зерен, термообработку в инертной среде и активацию при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518964
Дата охранного документа: 10.06.2014
27.08.2014
№216.012.efda

Способ получения активного угля из растительных отходов

Изобретение относится к способам получения активных углей из сельскохозяйственных растительных отходов. Предложен способ получения активного угля, включающий измельчение соломы рапса на куски 1-10 см, карбонизацию соломы в инертной атмосфере при температуре 450-500°C со скоростью подъема...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527221
Дата охранного документа: 27.08.2014
20.10.2014
№216.012.fe0a

Способ получения катализатора окисления оксида углерода

Изобретение относится к области очистки газов от вредных примесей и может быть использовано для очистки газовых смесей от оксида углерода в системах коллективной и индивидуальной защиты органов дыхания. Предложен способ получения катализатора окисления оксида углерода, включающий смешение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530890
Дата охранного документа: 20.10.2014
20.10.2014
№216.012.fe8e

Способ детектирования метана в воздухе

Изобретение относится к области термохимического газового анализа и может быть использовано при контроле содержания метана в воздухе. Отличие заявленного способа заключается в том, что измерения производят на одном чувствительном элементе, работающем в импульсном режиме. Дифференциальность...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531022
Дата охранного документа: 20.10.2014
27.10.2014
№216.013.00df

Способ получения палладиевого катализатора на носителе - оксиде алюминия - для низкотемпературного окисления оксида углерода

Изобретение относится к способу получения палладиевого катализатора на носителе - оксиде алюминия - для низкотемпературного окисления оксида углерода. Предлагаемый способ включает приготовление пропиточного раствора путем растворения хлористого палладия в воде, пропитку носителя этим раствором,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531621
Дата охранного документа: 27.10.2014
+ добавить свой РИД