Способ получения адсорбента на основе оксида цинка Советский патент 1992 года по МПК B01J20/02 

Изобретение относится к химической технологии, конкретно к области получения адсорбентов на основе оксида цинка, используемых для улавливания вредных соединений из промышленных отходящих газов и в теплоэнергетике.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому решению является способ получения поглотителя сернистых соединений на основе оксида цинка сущность которого состоит в том, что для получения адсорбента используют цинксодержащий шлам, образующийся при очистке сточных вод производства вискозного искусственного волокна содовым методом, который подвергают термообработке при температуре 300-700°С. Цинксодержащий шлам в сухом состоянии имеет следующий состав, мас.%:

углерод (общий)5,0-12,0

сера (общая)2,9-5,0

кремнезем

алюминий

железо

кальций

магний

медь

натрий

цинк

1,5-9,0

0,5-4,0

0,6-1,5

0,3-0,6

0,1-0,4

0,005-0,06

0,3-1,0

остальное.

Вещественный состав шлама представлен преимущественно гидрокабонатом цинка (до 85 мас.%). Углеродсодержащая его часть находится в виде ксантогената целлюлозы и гемицеллюлоз. Остальные элементы являются примесями, извлеченными кислыми сточными содами из технологического оборудования.

Способ позволяет получить адсорбент, содержащий 63,1-87,9 мас,% оксида цинка, который обладает удедьной поверхностью 8,7-30,2 м2/г и сорбционной емкостью 0,01VI

О

о

4 Ю О

0,05 см /г при выходе готового продукта 62-75 мас.%.

Недостаток способа заключается в низкой удельной поверхности, сорбционной емкости и выходе полученного по нему адсорбента.

Цель изобретения - пвоышение удель- нгай. поверхности, сорбционной емкости и выхода адсорбента.

: Поставленная цель достигается способом получения адсорбента на основе окси- да цинка, включающим термообработку цинксодержащего шлама, образующегося при очистке сточных вод производства вискозного искусственного волокна содовым методом, которую осуществляют в инертной атмосфере, или в среде газов, выделяющихся при термообработке, при температуре 400- 800°С.

П ример 1. Высушенный до остаточной влажности 8% цинксодержащий шлам в количестве ЮОг, содержащий в абсолютно сухом состоянии 38% цинка, загружают в тигель, который помещают в кварцевую трубку, снабженную внешним обогревом. Трубку закрывают с обеих концов пробками с подводящим с одной и отводящим - с другой стороны патрубками, через которые осуществляют ее продувку гелием из газового баллона для вытеснения воздуха. Включаютзлектрообогрев и производят нагревание со скоростью 10°/мин до темпера- туры 400°С в слабом потоке гелия, выдерживают при этой температуре в течение 1 ч, после чего охлаждают не прерывая подачу инертного газа до комнатной температуры. После извлечения тигля получают 74,5 г адсорбента, содержащего 58,2 мас.% оксида цинка. Удельная поверхность адсорбента, измеренная по адсорбции паров бензола в вакууме, составляет 79,1 м2/г, -сорбционная емкость - 0,19 см3/г, выход продукта - 81%.

П р и м е р 2. 100,0 г цинксодержащего шлама с влажностью 10% и содержанием в абсолютно сухом 40,8% цинка подвергают термообработке в атмосфере азота при температуре 500°С с изотермической выдержкой в течение 1 ч. Трубку с прокаленным продуктом охлаждают и разгружают. Полученный адсорбент содержит 72,4 мас.% оксида цинка. Удельная поверхность составляет 66,3 м /г, сорбционная емкость - 0,14 см3/г, выход - 70%.

П р и м е р 3. Цинксодержащий шлам с влажностью 36,2% в количестве 100,0 г содержащий в сухом 44,0% цинка загружают в тигель, который помещают в трубку с электрообогревом. Прокаливание осуществляют без доступа воздуха в атмосфере выделяющихся газов при температуре 800°С с изотермической выдержкой в течение 0,5 ч. Трубку с продуктом охлаждают и разгружают. Получают адсорбент, содержащий 84,3% оксида цинка, который обладает удельной поверхностью 33,4 м2/г и сорбционной емкостью 0,09 см3/г. Выход адсорбента составляет 65%.

l В таблице приводятся сравнительные с прототипом характеристики адсорбента, полученного при других условиях осуществления способа, включая и условия по примерам 1-3.

Полученные экспериментальные данные позволяют ограничить предельные зна- чения температуры термообработки цинксодержащего шлама интервалом 400- 800°С.

Температура ниже 400°С не позволяет достаточно полно провести карбонизацию органической части шлама и получить ад- сорбционно-активный продукт.

При температуре свыше 800°С резко ускоряются восстановительные процессы с участием пироуглерода. При этом ухудшаются адсробционнные характеристики адсорбента при одновременном возрастании общих энергозатрат, что не может быть оправдано.

Предложенный способ позволяет получить адсорбент с улучшенными адсорбци- онно-структурными характеристиками, что значительно расширяет сферу его практического использования, а также снизить потери ингредиентов шлама.

Формула изобретения Способ получения адсорбента на основе оксида цинка, включающий термообработку

цинксодержащего шлама, образующегося при очистке сточных вод производства вискозного икусственного волокна содовым методом, отличающийся тем, что, с целью повышения удельной поверхности, сорбционной емкости и выхода адсорбента, термообработку цинксодержащего шлама осуществляют в инертной атмосфере или в среде газов, выделяющихся при термообработке, при 400-800°С.

Изобретение относится к химической технологии, конкретно к области получения адсорбентов на основе оксида цинка, используемых для улавливания вредных соединений из промышленных отходящих газов и в теплоэнергетике. Целью изобретения является повышение удельной поверхности сорбционной емкости и выхода сорбента. Поставленная цель достигается путем термообработки при 400-800°С цинкосодержащего шлама, образующегося при очистке сточных вод производства вискозного искусственного волокна. Технико- экономические преимущества заявленного способа состоят в увеличении, по сравнению с прототипом, величин удельной поверхности и сорбционной емкости в 2-3 раза, выход адсорбента 65-85%. 1 тзгбл.