СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОДНОГО АДСОРБЕНТА Российский патент 1997 года по МПК C01B31/08 

Изобретение относится к неорганической химии, в особенности к способам получения углеродных материалов, в частности к способам получения углеродных адсорбентов типа активированного угля, вырабатываемого с использованием газообразных активирующих агентов.

Прототипом является способ получения углеродного адсорбента, который включает термообработку измельченного ископаемого угля в состоянии взвешенного слоя уноса в пневмотранспортной среде из газообразного активирующего агента с активирующей добавкой водяного пара, его выделение из слоя уноса и охлаждение [1]
Особенностью принятого за прототип способа является то, что выделение из слоя уноса производят как безакселерационное (нормально скоростное и при этом, как побочно теплосъемное). Для этого в процессе самого выделения из слоя уноса производят обычный для котельно-топочного процесса отъем тепла от формирующего слой потока, не предусматривая перед этим подвержение слоя предварительному охлаждению.

Непредусмотренность воздействия в слое уноса охлаждения не позволяет подавить процесс излишнего озоления угля и сберечь качество получаемого сорбента.

Кроме того, перед выделением из слоя уноса производят обычное для котельно-топочного процесса изолирование образующей слой дисперсии от восприятия внешних воздействий, не предусматривая предварительного подвержения слоя омагничиванию. Непредусмотренность воздействия в слое уноса постоянного магнитного поля не позволяет инициировать течение в слое магнитной коагуляции, подавляющий процесс излишнего озоления угля и сберегающий качество получаемого сорбента.

Основным недостатком принятого за прототип способа ввиду указанных особенностей является необеспечиваемость им сбережения качества получаемого адсорбента.

Задачей изобретения является устранение основного недостатка прототипа.

Сущность предложенного технического решения состоит в том, что в предлагаемый способ, характеризуемый наличием тех же, что и прототип признаков, начиная термообработкой измельченного ископаемого сырья и кончая охлаждением, внесен ряд отличий, которые состоят в том, что перед выделением осуществляют последовательное воздействие в слое уноса охлаждения в течение 3 6 сек и постоянного магнитного поля в течение 0,05 -0,1 сек. Само выделение ведут при постоянной температуре.

Поддержание длительности воздействия охлаждения меньшей, чем период в 3 сек, не позволяет отнять тепло от сердцевинной части угольных частиц и предотвратить поступление тепла к восприимчивой к озолению поверхности. Превышение же длительности периода в 6 сек открывает свободу нежелательному озолению поверхности угольных частиц.

Недоведение длительности воздействия магнитного поля до периода в 0,05 сек не позволяет инициировать течение в слое магнитной коагуляции угольных частиц и облегчить выделение получаемого адсорбента.

Превышение этой же длительности периода в 0,1 сек приводит к нежелательному намагничиванию железосодержащих компонентов угольной золы и затрудняет последующее обращение с полученным адсорбентом.

Пример 1. Для получения необходимого углеродного адсорбента осуществили термообработку измельченного ископаемого угля в состоянии взвешенного слоя уноса в пневмотранспортной среде из газообразного активирующего агента с добавкой водяного пара. Ископаемый уголь взяли из класса бурых. Размеры его частиц составляли 0,5 мм. Во взвешенном слое уноса было выдержано равенство концентрации пыли угля 110 г/м³ пневмотранспортной среды. Линейная скорость уноса соответствовала 1,9 м/сек, температура пневмотранспортной среды слоя соответствовала 930^oC. Образовавший пневмотранспортную среду активирующий агент пребывал изначально разогретым до 1100^oC. Он содержал 6,4% (об.) кислорода и был образован дымовыми газами от сжигания топлива при равенстве коэффициента избыточного соотношения (α) воздуха 1,37. Образующий активирующую добавку, водяной пар был введен в активирующий агент в расчете 1 кг/кг угля. Термообработку вели до падения кислородосодержания пневмотранспортной среды до уровня 0,1% (об). Продолжительность термообработки установили равной 4 сек. Далее произвели выделение угля из слоя уноса, перед которым предприняли последовательное воздействие в слое уноса охлаждения и постоянного магнитного поля. Воздействие охлаждения осуществляли в течение 3 сек, воздействие магнитного поля осуществляли в течение 0,05 сек. Выделение угля вели при постоянной температуре, соответствующей 400^oC. Далее произвели охлаждение угля до нормальной температуры. Продолжительность охлаждения установили равной 8 часам.

Достигнутые результаты представлены в прилагаемой таблице.

Пример 2. При соответствии всех условий реализуемого процесса примеру 1 выдержали равенство продолжительности воздействия охлаждения 6 сек, а продолжительности воздействия магнитного поля 0,1 сек.

Достигнутые результаты представлены в прилагаемой таблице.

Пример 3. При соответствии всех условий реализуемого процесса примеру 1 выдержали равенство продолжительности воздействия охлаждения 4,5 сек, а продолжительности воздействия магнитного поля 0,06 сек.

Достигнутые результаты представлены в прилагаемой таблице.

Техническим преимуществом предложенного способа по сравнению с прототипом является обеспечение повышенного ресурсосбережения.

Измельченный ископаемый уголь в состоянии взвешенного слоя уноса термообрабатывают в пневмотранспортной среде из газообразного активирующего агента с активирующей добавкой водяного пара, охлаждают в слое уноса в течение 3 -6 сек, воздействуют постоянным магнитным полем в течение 0,05 - 0,10 сек и выделяют из слоя уноса при постоянной температуре. 1 табл.

1 Способ получения углеродного адсорбента, включающий термообработку измельченного ископаемого угля в состоянии взвешенного слоя уноса в пневмотранспортной среде из газообразного активирующего агента с активирующей добавкой водяного пара, его выделение из слоя уноса и охлаждение, отличающийся тем, что перед выделением последовательно осуществляют в слое уноса охлаждение в течение 3 6 с и воздействие постоянным магнитным полем в течение 0,05 0,10 с, а выделение ведут при постоянной температуре.