СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВНОГО УГЛЯ ИЗ СКОРЛУПЫ КЕДРОВОГО ОРЕХА Российский патент 2003 года по МПК C01B31/08 

Изобретение относится к технологии получения активного угля на основе скорлупы кедрового ореха и может быть использовано в пищевой и медицинской промышленности.

Известен способ получения дробленого активного угля из скорлупы орехов или фруктовых косточек, взятый за прототип, включающий стадии карбонизации, дробления, активации и отмывки продукта. В результате получается активный уголь имеющий более высокие показатели адсорбционной емкости по цианокобаламину и радиоактивному йоду (см. Патент России 2105714, кл. С 01 В 31/10, В 01 J 27/02, 1998 г.).

Недостатком этого способа является низкий выход продукта (20-25%), усложненность технологической схемы приготовлением активирующей смеси водяного пара и диоксида углерода, а также отмывкой продукта, что в сумме приводит к увеличению технологического времени и росту себестоимости готового продукта.

Известно, что древесина имеет поры, в которых содержится воздух, способствующий их обгару, при проведении процессов пиролиза и активации. Это снижает выход продукта и его адсорбционные характеристики.

Задачей данного изобретения является увеличение выхода продукта и улучшение его качественных характеристик: адсорбционной активности и суммарной пористости.

Поставленная задача достигается предлагаемым способом, включающим одновременный пиролиз скорлупы кедрового ореха и активацию в интервале температур 600-700^oС в течение 1-3 часов в атмосфере водяного пара на протяжении всего процесса получения активного угля.

Отличие данного способа состоит в том, что процесс получения активного угля происходит в атмосфере водяного пара, при этом процессы пиролиза и активации протекают одновременно и совмещены в одном реакторе с внешним обогревом. Осуществление одновременного пиролиза и активации в атмосфере водяного пара в практике производства активных углей из скорлуп орехов неизвестно.

Способ реализуется следующим образом.

Скорлупу кедрового ореха помещают в реактор с внешним обогревом. В реактор подают влажный водяной пар. Нагревают реактор до температуры 600-700^oС. Поддерживают эту температуру в течение 1-3 часов. Затем нагрев реактора прекращают, температура в нем постепенно снижают до 200^oС и тогда завершают подачу пара. Выгрузку готового активного угля проводят после остывания продукта (около 100^oС).

В предложенном способе пористая структура активного угля образуется за счет удаления содержащихся в скорлупе ореха и образующихся в результате пиролиза летучих компонентов вместе с паром. Условия процесса - температура 650^oС и время выдержки 2 часа - позволяют достигнуть высокого выхода продукта (до 27%), обладающего пористым углеродным скелетом. При активации сеть тончайших канальцев развивается за счет деструкции древесины и удаления продуктов деструкции. Обгара пор древесины не происходит благодаря предварительной паровой обработке.

У полученного продукта была определена величина адсорбционной активности по метиленовому голубому (ГОСТ 4453-74) и суммарная пористость.

В таблице 1 приведены выходы продукта при температурах 600, 650, 700^oС и времени активации 1, 2, 3 часа. В таблице 2 представлены результаты анализа продукта, полученного при тех же условиях.

Данные таблицы позволяют сделать вывод о качестве и количестве подученного продукта при различных условиях проведения процесса и выбрать наилучший вариант.

Из таблицы 1 следует, что с увеличением температуры и времени проведения процесса в исследуемом диапазоне качественные характеристики активного угля увеличиваются, но при этом выход продукта уменьшается. Поэтому наиболее благоприятной областью представляется температура 650^oС и время выдержки 2 часа. Выход продукта составил 27%.

Следует указать, что повышение температуры процесса выше 650^oС значительно снижает выход продукта, а снижение температуры ниже 650^oС ухудшает адсорбционные свойства полученного активного угля.

Из вышеизложенного следует, что каждый из признаков приведенной совокупности влияет на достижение поставленной задачи, а именно на повышение адсорбционной активности по метиленовому голубому, суммарной пористости и выхода активного угля, а вся совокупность является достаточной для характеристики данного технического решения.

Способ не требует дорогостоящего оборудования, обеспечен сырьевой базой - отходами предприятий по переработки кедрового ореха.

Сущность способа состоит в том, что скорлупу кедрового ореха подвергают одновременной карбонизации и активации в атмосфере водяного пара в течение всего процесса получения активного угля, что значительно предотвращает процесс обгара сырья и увеличивает выход продукта. Получаемый с большим выходом (до 30%) продукт имеет соответствующие ГОСТ 4453-74 значения адсорбционной активности по метиленовому голубому и суммарной пористости и рекомендуется для использования его в пищевой и медицинской промышленности. 2 табл.

Способ получения активного угля из скорлупы кедрового ореха, включающий пиролиз и активацию, отличающийся тем, что процессы проводят одновременно в атмосфере водяного пара при температуре 600-700^oС в течение 1-3 ч.