СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВНОГО УГЛЯ Российский патент 1998 года по МПК C01B31/08 

Изобретение относится к области получения активных углей из сырья растительного происхождения, а именно из фруктовой и оливковой косточки.

Известен способ получения активного угля из фруктовых косточек. Скорлупу фруктовых косточек, грецкого ореха, предварительно освобожденную от мякоти и раздробленную до размеров 1-3 мм, карбонизуют при максимальной температуре 800^oC в атмосфере инертного газа. Активацию карбонизата ведут водяным паром до степени обгара 65%. Полученные косточковые угли имеют достаточно развитые макропоры. Косточковые угли возможно использовать в качестве фильтров для извлечения из биологических жидкостей белковых комплексов.

В основе изобретения лежит задача повышения качества получаемых активных углей за счет увеличения адсорбционной способности и механической прочности. Кроме этого, заявляемое техническое решение направлено на увеличение выхода готового продукта и упрощение способа.

Предметом данной заявки является способ получения активного угля, который включает карбонизацию исходной фруктовой и/или оливковой косточки в среде пирогазов в отсутствии кислорода с темпом нагрева 10-20^oC/мин в интервале температур 200-500^oC, выдержку при конечной температуре карбонизации 20-30 мин и парогазовую активацию.

Отличие от прототипа заключается в том, что карбонизацию ведут в среде пирогазов в отсутствие кислорода с темпом нагрева 10-20^oC/мин и выдержкой при конечной температуре 20-30 мин.

Использование совокупности отличительных признаков заявляемого способа, а именно: ведение карбонизации в среде пирогазов в отсутствии кислорода, регулирование темпа нагрева и выдержка при конечной температуре 20-30 мин - способствует получению оптимальной структуры угольного вещества за счет рационального регулирования процессами термодеструкции и поликонденсации, что в конечном итоге позволяет получить активные угли с высокой механической прочностью и адсорбционной способностью.

Пример. 2 кг смеси косточек персиков и абрикосов без предварительного дробления подвергали карбонизации при температуре 500^oC в лабораторной вращающейся печи с электрообогревом без доступа воздуха. Изменением подаваемого напряжения и числа оборотов печи регулировали темп нагрева печи. В данном случае он составил 12^oC/мин. При конечной температуре в 500^oC материал выдерживали в течение 24 мин. Карбонизованный продукт в количестве 0,7 кг активировали перегретым (до 250^oC) водяным паром при температуре 850^oC со вращающейся печи с электрообогревом. Обгар активного угля составил 57%, а выход - 43%. Полученный активный уголь имел показатели: механическая прочность - 89%, адсорбционная активность по метиленовому голубому - 260 мг/г.

Аналогичной обработке подвергалось сырье из оливковых косточек.

Характеристики углей определялись:
Насыпная плотность, г/см³ - ГОСТ 16190-70
Прочность на истирание, % - ГОСТ 16188-70
Адсорбционная активность по метиленовому голубому, мг/г - ГОСТ 4453-74
Суммарный объем пор по влагоемкости, см³/г - ГОСТ 17219-71
В таблице приведены характеристики карбонизата и активных углей, полученных по заявляемому способу.

Из приведенных примеров следует, что лучшими характеристиками по адсорбционной активности и механической прочности обладают активные угли, полученные при заявляемых условиях карбонизации, а именно: при темпе нагрева 10-20^oC/мин и выдержке при конечной температуре 20-30 мин. Снижение темпа нагрева менее 10^oC/мин приводит к понижению реакционной способности карбонизата и соответственно уменьшает сорбционную активность угля. Превышение темпа нагрева более 20^oC/мин приводит к получению рыхлых структур с малой механической прочностью и пониженной сорбционной активностью.

Из таблицы следует, что образцы активного угля, полученные по заявляемому способу, имеют по сравнению с прототипом преимущество по адсорбционной активности и механической прочности.

Кроме этого, предлагаемый способ позволяет увеличить выход готового продукта за счет исключения потерь при дроблении исходного сырья и повышения выхода твердого остатка на стадии карбонизации, вследствие ведения процесса в среде пирогазов в отсутствии кислорода.

Использование: заявленный способ может быть использован в области получения активного угля из растительного сырья - косточек фруктов и оливков и позволяет повысить адсорбционную активность и механическую прочность угля, а также увеличить выход готового продукта и упростить способ. Сущность: косточку без предварительного дробления карбонизируют в среде пирогазов в отсутствии кислорода, темп нагрева в интервале температур 200-500^oC составляет 10-20^oC/мин, выдерживают при конечной температуре карбонизации 20-30 мин, а затем проводят парогазовую активизацию. Механическая прочность активного угля составляет 87-90%, суммарная пористость 0,68-0,76 см³/г. 1 табл.

Способ получения активного угля, включающий карбонизацию фруктовой и/или оливковой косточки и парогазовую активацию, отличающийся тем, что исходную косточку подвергают карбонизации в среде пирогазов в отсутствии кислорода с темпом нагрева 10 20^oС/мин в интервале температур 200 500^oС и выдерживают при конечной температуре 20 30 мин.