СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВНОГО УГЛЯ Российский патент 2000 года по МПК C01B31/08 C01B31/10 

Изобретение относится к лесохозяйственной отрасли и может быть использовано при извлечении драгоценных металлов, водоподготовке, а также в химической, пищевой, медицинской промышленности.

Авторами получен не описанный ранее активный уголь из скорлупы и шрота ореха Pinuc sibirica Du Tour.

Известен способ получения активного угля из скорлупы косточек плодовых культур путем измельчения косточек абрикосов, слив, персиков, влажностью 12 - 20% до размера частиц 1 -1,5 мм и обработки в герметичном реакторе при 350 - 400^oC и давлении 15-22 МПа, с последующей обработкой пиролизной массы парогазовой смесью. После сброса давления и охлаждения выгруженный активный уголь подвергают вальцеванию и фасовке. Степень обгара угля по предлагаемой технологии составляет 60 - 75%. ("Известия вузов. Пищевая технология" 5-6, 1996 г. , с. 87, "Производство активного угля из скорлупы косточек плодовых культур и его регенерация". Г.И. Касьянов, И. Нематулаев, И.А. Палагина, С. В. Золотокопова).

Недостатком этого способа является глубокое предварительное измельчение сырья и высокое давление в реакторе.

Известен способ получения активного угля из углеродсодержащих отходов переработки растительного сырья - виноградного шрота и соабстока от производства виноградного масла, включающий смешивание отхода со связующим, гранулирование смеси, карбонизацию гранул и активацию их водяным паром при температуре 830-870^oC (СССР Патент N 1784579, опубл. 30.12.92, бюл. N 48, Мкл C 01 В 31/08).

Недостатком этого способа является сложность технологического процесса, связанная с предварительной обработкой сырья: использование связующего и гранулирование.

Изобретение решает задачу создания новой ресурсосберегающей, безотходной технологии, расширения сырьевой базы производства дефицитного продукта активного угля, обладающего достаточными сорбционными характеристиками.

Технический эффект, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в получении адсорбента с высокими сорбционными характеристиками.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе получения активного угля, включающем термическую обработку сырья, активацию, согласно изобретению в качестве сырья используют скорлупу и шрот ореха Pinuc sibirica Du Tour, термическую обработку проводят при температуре 750 - 850^oC, со скоростью нагрева 9 - 14 град/мин, активацию при конечной температуре осуществляют водяным паром при соотношении угля и пара, равном 1:3 - 7, маc.ч.

В настоящее время скорлупа и шрот кедрового ореха не используются для получения активных углей и являются неиспользуемыми отходами. Переработка скорлупы и шрота кедрового ореха исключает образование свалок.

При активации водяным паром получаемого угля не образуется вредных выбросов. Образующиеся газы (метан, этилен, водород) являются экологически чистым топливом. Предлагаемая технология исключает образование твердых, жидких или газообразных отходов.

Недостаток в промышленных активных углях Россия компенсирует импортными поставками из-за рубежа, что делает задачу получения активных углей актуальной.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиски по патентам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату, отличительных признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Результаты показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата.

Это позволяет сделать вывод о соответствии условию " изобретательский уровень".

Активный уголь из скорлупы и шрота ореха Pinuc sibirica Du Tour представляет собой чешуи черного цвета, без механических включений. Имеет следующие адсорбционные характеристики: активность по метиленовому голубому угля из скорлупы 270-310 мг/г, угля из шрота 110-140 мг/г, активность по йоду угля из скорлупы 90-100%, угля из шрота 70-80%.

Способ получения активного угля осуществляется следующим образом. Сырье - скорлупу и шрот - отходы переработки кедрового ореха, нагревают до температур 750-850^oC без доступа воздуха с последующим активированием получающегося угля водяным паром при соотношении угля и пара, равном 1:3 - 7 мас.ч. Скорость подъема температуры 9 - 14^o в 1 мин.

Пример 1.

500 г скорлупы ореха Pinuc sibirica Du Tour нагревают в реакторе до температуры 850^oC со скоростью 14^o в 1 мин, активируют водяным паром при соотношении угля и пара 1:7 мас.ч. Продолжительность активирования 75 мин. Полученный активный уголь имеет следующие адсорбционные характеристики: активность по метиленовому голубому 305 мг/г, активность по йоду 97%. Глубина термообработки (обгар) составила 52%.

Пример 2.

500 г шрота ореха Pinuc sibirica Du Tour нагревают в реакторе до температуры 850^oC со скоростью 14^o в 1 мин, активируют водяным паром при соотношении масс угля и пара 1:7 мас. ч.

Продолжительность активирования 75 мин. Полученный активный уголь имеет следующие адсорбционные характеристики: активность по метиленовому голубому 120 мг/г, активность по йоду 77%. Глубина термообработки (обгар) составила 46%.

Примеры 3, 5, 7.

Аналогичны примеру 1. Условия процесса и характеристики продукта приведены в таблице.

Примеры 4, 6, 8.

Аналогичны примеру 2. Условия процесса и характеристики продукта приведены в табл. 1.

В табл. 2 приведены абсорбционные свойства полученных углей в сравнении с ГОСТами и некоторыми патентами.

Как видно из данных таблицы, полученные активные угли обладают повышенными адсорбционными характеристиками, позволяющими использовать их в промышленности.

Предложенный новый способ получения активных углей позволяет расширить сырьевую базу получения активных углей, используя отходы переработки кедрового ореха, создать безотходную, экологичную, ресурсосберегающую технологию и получить дефицитный продукт активный уголь, обладающий повышенными сорбционными характеристиками.

Для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

Изобретение относится к лесохозяйственной отрасли и может быть использовано при извлечении драгоценных металлов, водоподготовке, а также в химической, пищевой, медицинской промышленности. Скорлупу и шрот ореха Pinuc sibirica Du Tour подвергают термической обработке при температуре 750 - 850^oС, со скоростью нагрева 9 - 14 град/мин, затем осуществляют активацию водяным паром при соотношении угля и пара, равном 1 : 3 - 7 мас.ч. Способ позволяет получить адсорбент с высокими сорбционными характеристиками. 2 табл.

Способ получения активного угля, включающий термическую обработку сырья, активацию, отличающийся тем, что в качестве сырья используют скорлупу и шрот ореха Pinuc sibirica Du Tour, термическую обработку проводят при температуре 750 - 850^oС, со скоростью нагрева 9 - 14 град/мин, активацию при конечной температуре осуществляют водяным паром при соотношении угля и пара, равном 1:3 - 7 мас.ч.