Способ получения модифицированного активного угля Российский патент 2023 года по МПК C01B32/354 B01J20/20 B01J20/30 C02F1/28 C02F101/38 

Изобретение относится к области адсорбционной техники и может быть использовано для получения модифицированных активных углей (МАУ), применяемых для водоочистки технологических стоков предприятий химической и фармацевтической промышленности.

Известен способ получения МАУ, включающий пропитку углей водой или раствором соляной кислоты с концентрацией 1-4 вес.% при соотношении суммарного объема пор угля и воды или кислоты 1,0-(0.7-1,0), а затем обработку угля 9÷15% раствором термоактивной смолы в фурфуроле при весовом соотношении угля и раствора 1,0-(0,35-0,68), выдерживание до сыпучести и термообработку со скоростью подъема температуры 450-900 град/час до 700-900°С с последующей выдержкой при этой температуре в течение 0,2-0,5 ч. (РФ патент №2175885).

Недостатком данного способа является использование сложного по составу модифицирующего реагента, а также длительность и трудоемкость процесса модифицирования.

Наиболее близким является способ получения МАУ, включающий обработку малоконцентрированным стоком производства ε-капролактама, содержащим ε-капролактам до 0,5 г/дм³ и сульфат аммония до 0,2 г/дм³ при отношении массы угля (г) к объему сточных вод (см³) - 1:10 в течение 24 часов и дальнейший прогрев при температуре 100°С в течение 1 часа на воздухе, отличающийся тем, что АУ обрабатывают раствором перекиси водорода с массовой долей растворенного вещества 3% при отношении массы угля (г) к объему раствора перекиси водорода (см³) - 1:10. (РФ патент №2696447).

Недостатком данного способа модифицирования является токсичность реагентов, взрывоопасные свойства перекиси водорода.

Задачей настоящего изобретения является повышение сорбционной емкости активных углей по диметиламину, снижение расхода реагентов, исключение взрывоопасных реагентов.

Поставленная задача достигается промыванием промышленного активного угля (АУ) дистиллированной водой, дальнейшей обработкой 5%-ным раствором диметилсульфоксида при отношении массы угля (г) к объему раствора (см³) - 1:100 в течение 24 часов, а затем прогрев при температуре 200°С в атмосфере воздуха в течение 2 часов. В качестве сравнения использовали промышленный активный уголь марки АГ-5.

Пример 1.

АУ промыли дистиллированной водой и обработали 5%-ным раствором диметилсульфоксида при отношении массы угля (г) к объему раствора (см³) - 1:100 в течение 24 часов, а затем прогрели в течение 30 минут, 1, 2, 3, 6 часов при температуре 200°С в атмосфере воздуха.

Далее на модифицированных образцах осуществляли адсорбцию в статических условиях из водных растворов диметиламина с концентрацией 1 моль/дм³. Полученные данные представлены в таблице 1.

Пример 2.

АУ промыли дистиллированной водой и обработали 5%-ным раствором диметилсульфоксида при отношении массы угля (г) к объему раствора (см³) - 1:100 в течение 24 часов, а затем прогрели в интервале температур: 50, 100, 200, 300, 500°С в атмосфере воздуха в течение 2 часов.

Далее на модифицированных образцах осуществляли адсорбцию в статических условиях из водных растворов диметиламина с концентрацией 1 моль/дм³. Полученные данные представлены в таблице 2.

Влияние температуры в процессе модифицирования АУ на адсорбцию из водного раствора диметиламина.

Пример 3.

АУ промыли дистиллированной водой и обработали 0, 1, 2, 5, 10%-ным раствором диметилсульфоксида при отношении массы угля (г) к объему раствора (см³) - 1:100 в течение 24 часов, а затем прогрели при температуре 200°С в атмосфере воздуха в течение 2 часов.

Далее на модифицированных образцах осуществляли адсорбцию в статических условиях из водных растворов диметиламина с концентрацией 1 моль/дм³. Полученные данные представлены в таблице 3.

Влияние концентрации диметилсульфоксида в процессе модифицирования на адсорбцию из водного раствора диметиламина.

В результате проведенных исследований были выбраны следующие условия модифицирования, включающий промывание промышленного активного угля (АУ) дистиллированной водой, обработку 5%-ным раствором диметилсульфоксида при отношении массы угля (г) к объему раствора (см³) - 1:100 в течение 24 часов, а затем дальнейший прогрев при температуре 200°С в атмосфере воздуха в течение 2 часов.

Извлечение диметиламина полученными сорбентами возрастает на 31,4%. Полученный модифицированный активный уголь, может применяться для очистки технологических сточных вод предприятий химической и фармацевтической промышленности от диметиламина.

Изобретение может быть использовано при получении модифицированных активных углей, применяемых для водоочистки технологических стоков предприятий химической и фармацевтической промышленности. Способ получения модифицированного активного угля включает промывание промышленного активного угля (АУ) дистиллированной водой. Затем АУ обрабатывают 5%-ным раствором диметилсульфоксида в течение 24 ч и прогревают при температуре 200°С в атмосфере воздуха в течение 2 ч. Изобретение позволяет повысить сорбционную емкость активного угля по отношению к диметиламину, снизить расход реагентов, исключить использование взрывоопасных реагентов. 3 табл., 3 пр.

Способ получения модифицированного активного угля, включающий промывание промышленного активного угля (АУ) дистиллированной водой, отличающийся тем, что АУ обрабатывают 5%-ным раствором диметилсульфоксида в течение 24 ч и прогревают при температуре 200°С в атмосфере воздуха в течение 2 ч.