СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЕМОСОРБЕНТА Российский патент 1997 года по МПК C01B31/16 

Изобретение относится к сорбционной технике, в частности к способу получения хемосорбента для очистки газов от аммиака и хлористого циана, и может быть использовано для защиты окружающей среды от плохосорбируемых токсичных компонентов.

Известен способ получения хемосорбента, включающий импрегнирование гранул активного угля (а. у.) сульфатом меди в количестве 16-20 мас. сушку и термообработку гранул, причем в качестве активированного угля используют уголь с суммарным объемом пор 0,7 см³/г, полученный из окисленного слабоспекающегося угля с кислородсодержащими функциональными группами [1]
Недостатком известного способа является то, что хотя он и очищает газы от аммиака, однако в случае совместного присутствия в очищаемом газе хлористого циана (х.ц.) его активность по последнему, особо токсичному компоненту, ничтожно мала.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является способ получения хемосорбента, включающий импрегнирование а. у. раствором хлористого никеля (до содержания 5-30 мас.) при 30-70^oC, сушку, термообработку при 150-250^oC и рассев гранул, причем в качестве а. у. (основы) используют а.у. с объемом пор 0,80-0,85 см³/г [2] Этот способ может быть принят за прототип изобретения.

Недостатком прототипа является то, что хемосорбент, полученный этим способом, обладает не высокой поглотительной способностью по аммиаку и низкой каталитической активностью по х.ц. и другим газообразным цианидам.

Целью изобретения является повышение поглотительной способности полученного хемосорбента по аммиаку и каталитической активности по хлорциану.

Поставленная цель достигается предложенным способом, включающим импрегнирование гранул а.у. раствором хлористого никеля, сушку, термообработку гранул и их рассев, причем берут а.у. предварительно прокаленный при 800-950^oC в атмосфере окислительного газа до суммарного объема пор 0,90-1,05 см³/г и содержащий медно-хромовые соединения на поверхности.

Отличие предложенного способа от известного заключается в том, что берут а. у. прокаленный при 800-950^oC и содержащий медно-хромовые соединения на поверхности.

Использование при импегнировании хлористым никелем а.у. предварительно прокаленного при 800-950^oC в атмосфере окислительного газа до суммарного объема пор 0,90-1,05 см³/г и содержащего медно-хромовые соединения на поверхности, авторам из научно-технической литературы не известно.

Сущность предложенного способа заключается в следующем.

Предварительное нанесение на поверхность угля соединений меди и хрома путем пропитки с последующей сушкой и термообработкой приводит к образованию активных каталитических комплексов (для усиления каталитической активности комплекса возможно промотирование его серебром). Последующая прокалка такого а. у. в атмосфере окисленного газа (в потоке водяного пара или водяного пара с углекислым газом), как показали многочисленные эксперименты, именно при 800-950^oC, катализирует процесс активации и значительно увеличивает объем пор угля, необходимый для введения раствора хлористого никеля. При этом возрастает каталитическая активность комплекса, что позволяет эффективно очищать газ от хлористого циана.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Берут а. у. на который предварительно наносят путем пропитки соединения меди и хрома из расчета содержания в готовом продукте меди 1,8-7,5 мас. и хрома 1,0-2,5 мас. и термообрабатывают при 140-180^oC в потоке топочных газов.

Полученный металлосодержащий а.у. прокаливают при 800-950^oC в атмосфере окисленного газа (водяной пар или водяной пар с углекислым газом 2-5 л/мин) во вращающейся печи при времени пребывания в активной зоне в течение 30-50 мин до суммарного объема пор 0,90-1,05 см³/г.

Готовят водный раствор хлористого никеля путем растворения его при 20-90^oC и импрегнируют им прокаленный а.у. Количество введенного хлористого никеля составляет 5-30 мас. Термообработку пропитанного хлористым никелем угля ведут при 150-250^oC в печи кипящего слоя со скоростью подачи влажного продукта 300-600 кг/ч до содержания влаги в готовом продукте не более 3 мас.

Пример 1. Берут а.у. содержащий медно-хромовые соединения, и подвергают прокалке при 800^oC в атмосфере водяного пара в течение 30 50 мин. 10 кг прокаленного продукта с суммарным объемом пор 0,9 см³/г импрегнируют раствором хлористого никеля с концентрацией 350-380 г/л в количестве 8 л (из расчета содержания в хемосорбенте хлористого никеля 22 мас.). Сушат на воздухе до сыпучего состояния, после чего осуществляют термообработку гранул в печи кипящего слоя при 150-250^oC. После термообработки производят рассев до необходимого фракционного состава.

Полученный хемосорбент имел поглотительную способность по аммиаку 51 г/л и каталитическую активность по х. ц. выраженную через время защитного действия, 30 мин.

Пример 2. Проведение процесса, как в примере 1, за исключением того, что прокалку ведут при 950^oC в атмосфере смеси водяного пара и углекислого газа в течение 40-60 мин до суммарного объема пор 0,98 см³/г.

Полученный хемосорбент имел поглотительную способность по аммиаку 53 г/л и каталитическую активность по х.ц. 32 мин.

Пример 3. Проведение процесса, как в примере 1, за исключением того, что прокалку ведут при 900^oC в смеси водяного пара и углекислого газа до суммарного объема пор 1,05 см³/г.

Полученный хемосорбент имел поглотительную способность по аммиаку 55 г/л и каталитическую активность по х.ц. 34 мин.

Исходная концентрация аммиака и хлористого циана составляла 5 мг/л, удельная скорость газовоздушного потока 0,5 л/мин.см², длина слоя 3 см.

Наибольшая поглотительная способность по аммиаку и каталитическая активность по х. ц. имеет место при прокалке а.у. содержащего медно-хромовые соединения на поверхности, при 900^oC. При температуре ниже 800^oC процесс активности идет незначительно, что не позволяет развить необходимую дополнительную пористость, а при температуре выше 950^oC имеет место сильный поверхностный обгар и снижение, и подавление активности по обоим веществам.

Таким образом, предложенный способ позволяет получить хемосорбент, значительно превосходящий известный по поглотительной способности по аммиаку и каталитической активности по х.ц. Так хемосорбент по Пат. РФ N 2019288 имеет поглотительную способность по аммиаку 27-42 г/л, каталитическую активность по х.ц. 2-5 мин.

Из изложенного следует, что каждый из признаков заявляемой совокупности в большей или меньшей степени влияет на достижение поставленной цели, а именно: повышение поглотительной способности по аммиаку и каталитической активности по х.ц. а вся совокупность является достаточной для характеристики заявляемого технического решения.

Изобретение относится к сорбционной технике, в частности к способу получения хемосорбента для очистки газов от аммиака и хлористого циана, и может быть использовано в защите окружающей среды от плохосорбируемых токсичных компонентов. Предложен способ получения хемосорбента, включающий импрегнирование гранул активного угля раствором хлористого никеля, сушку и термообработку гранул при 150-250^oC и их рассев. Он отличается тем, что берут активированный уголь, предварительно прокаленный при 800-950^oC в атмосфере окислительного газа до суммарной пористости 0,95-1,05 см³/г и содержащий медно-хромовые соединения на поверхности. Предложенный способ позволяет получить хемосорбент, значительно превосходящий известный по поглотительной способности по аммиаку и каталитической активности по хлористому циану.

Способ получения хемосорбента, включающий импрегнирование гранул активного угля раствором хлористого никеля, сушку, термообработку гранул при 150 250^oС и их рассев, отличающийся тем, что берут активный уголь, прокаленный при 800 950^oС в атмосфере окислительного газа до суммарного объема пор 0,9 1,05 см³/г и содержащий медно-хромовые соединения на поверхности.