СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ АКТИВИРОВАННОГО УГЛЯ Российский патент 1996 года по МПК B01J20/34 C01B31/08 

Способ относится к регенерации активированного угля, применяемого для фильтрации поглотительного раствора диоксида углерода в производстве аммиака. Может найти применение для промывки углей, фильтрующих водные растворы карбоната калия и моноэтаноламина.

В производстве аммиака из природного газа очистка конвертированного технологического газа от диоксида углерода производится чаще всего горячими водными растворами поташа или этаноламина. Эти растворы обладают хорошей смачиваемой способностью и поэтому в них задерживаются находящиеся в газе твердые частицы или распыленные жидкости. Но в процессе очистки качество раствора ухудшается, повышается его коррозионная активность и вспениваемость из-за попадания катализаторной пыли, окалины, футеровки, продуктов коррозии и истирания насадки, накапливания смол.

Известны способы регенерации активированных углей, которые относятся либо к химической группе способов, т.е. к обработке угля жидкими или газообразными органическими или неорганическими реагентами, либо к термической группе способов: десорбцией из угля веществ с водяным паром или испарением адсорбированных молекул в потоке инертного газа [1] Эти способы недостаточно эффективны для промывки активированного угля от ранее указанных загрязнений.

Наиболее близким к предлагаемому является способ регенерации активированного угля, осуществляемый промывкой водой и пропусканием пара при температуре 180 ^o С.

Недостатком указанного способа является низкая эффективность перехода сорбата в регенерирующий раствор, низкая удельная поверхность угля после регенерации и, как следствие, недостаточно высокая адсорбционная способность угля после регенерации и повышенная коррозионная активность регенерирующего раствора.

Задачей изобретения является повышение степени регенерации активированного угля, применяющегося для фильтрации водных растворов поташа или этаноламина при очистке конвертированного газа от диоксида углерода в производстве аммиака, что обеспечивает снижение загрязнения абсорбционного раствора и уменьшение его коррозионной активности без установки дополнительных фильтров.

Поставленная задача решается за счет того, что промывку и пропускание водяного пара для регенерации активированного угля осуществляют одновременно, используя горячий паровой конденсат, содержащий 1-2 мас. тетрагидрофурфурилового спирта (ТГФС).

Предлагаемый способ прост и позволяет повысить степень регенерации угля путем промывки паровым конденсатом с добавлением ТГФС и взрыхлением острым паром. Таким образом, в предлагаемом техническом решении эффект достигается за счет применения комбинированного способа регенерации.

П р и м е р 1. В производстве аммиака из природного газа мощностью 1360 т/сутки для очистки синтез-газа от диоксида углерода используют абсорбционный раствор состава, K₂CO₃ 24,0; KHCO₃ 7,0; диэтаноламин - 1,8; пятиокись ванадия (V₂O₅ 0,28; полиэтилсаликон 0,0005; остальное вода. В процессе очистки из-за накапливающихся загрязнений повышается вспениваемость и коррозионная активность раствора. Для удаления примесей из раствора последний пропускают в угольном фильтре через активированный уголь марки АР-В. Абсорбционный раствор до и после угольного фильтра анализируют на содержание железа (Fe), силикатов (SiO₂), общего азота (N_общ), хлоридов (Cl), сульфатов (SO--4

), диэтаноламина (ДЭА) и смолистых веществ. Фильтр отключают на регенерацию в момент, когда концентрация примесей после фильтра незначительно отличается от концентрации примесей в растворе до фильтра. При регенерации фильтр дважды промывают от остатков абсорбционного раствора. Затем фильтр заполняют паровым конденсатом, содержащим ТГФС в количестве 1% барботируют острым паром с температурой 180 ^o С в течение 1 ч, поддерживая температуру регенерирующего раствора 90 ^o С. После окончания регенерации подачу пара прекращают, регенерационный раствор сливают, фильтр включают в работу. В регенерационном растворе определяют концентрацию: Fe мл/л, SiO₂ мл/л, общий азот Сl мл/л, SO₄ ^2- мг/л, ДЭА смолы В отрегенерированном угле определяют удельную поверхность м²/г. Результаты приведены в таблице.

П р и м е р 2. Аналогичен примеру 1. Концентрация ТГФС 1,5%
П р и м е р 3. Аналогично примеру 1. Концентрация ТГФС 2,0%
П р и м е р 4 (прототип). Промывка водой без ТГФС и пропускание пара при температуре 180^oС.

П р и м е р 5. Аналогично примеру 1. Концентрация ТГФС 0,5%
П р и м е р 6. Аналогично примеру 1. Концентрация ТГФС 5,0%
Результаты приведены в таблице.

Приведенные данные показывают, что в предложенном способе (примеры 1-3) по сравнению с известным (пример 4) повышается эффективность регенерации угля минимум на 45,5% а по отдельным компонентам более чем в три раза. При регенерации с добавлением ТГФС удельная поверхность угля увеличивается от 14 до 280 м²/г.

Отрегенерированный уголь лучше фильтрует абсорбционный раствор по отдельным примесям от 2 до 63,6% в результате снижается скорость коррозии металла в абсорбционном растворе от 0,72 до 39 мм/год.

Загрязненный активированный уголь регенерируют промывкой горячим паровым конденсатом, содержащим 1-2 мас.% тетрагидрофурилового спирта, при одновременном пропускании водяного пара. 1 табл.

Способ регенерации активированного угля, включающий промывку и пропускание водяного пара, отличающийся тем, что промывку и пропускание водяного пара осуществляют одновременно и при промывке используют горячий паровой конденсат, содержащий 1 2 мас. тетрагидрофурфурилового спирта.