Способ получения активированного угля Советский патент 1992 года по МПК C01B31/08 

Изобретение относится к области производства активированных углей, которые могут быть использованы в медицине, фармацевтической, пищевой промышленности, а также в качестве высокоэффективных носителей для катализаторов, молекулярных сит и т.д.

Известен способ получения активированного угля из скорлупы ореха макадамии, включающий карбонизацию сырья при высокой температуре и активацию полученного угля потоком водяного пара при 900°С в течение 2 часов. Выход активированного угля составляет 20%. Уголь, получаемый по данному способу, обладает удельной поверхностью 1320 м /г.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения активированного угля из скорлупы масличной пальмы, согласно которому исходное сырье подвергают карбонизации при 300-400°С в .течение 1-2 часов и затем активируют нагретый до 800-900°С карбонизованный образец водяным паром в течение 60-90 минут, или углекислым газом в смеси с инертным, или нагреванием при 800-850°С пропитанного хлоридом цинка карбонизованного образца с последующей отмывкой кислотой и водой. Способ позволяет получать активированный уголь, имеющий удельную поверхность 1600 м /г, при выходе целевого продукта - 30%.

Недостатком известного способа получения активированного угля является недостаточно высокая поверхность, которая может быть получена для подобного растительного сырья и, соответственно, низкая сорб ционная емкость, что ограничивает область его применения.

Целью изобретения является повышение адсорбционной способности угля за- счет увеличения удельной поверхности.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения активированного угля из скорлупы маньчжурского ореха, включающем его карбонизацию и активацию с ис- пользованием водяного пара при 800-900°С, карбонизацию осуществляют в две стадии - сначала при 850-950°С в течение 0.3-0,5 час., а затем при 500-550°С в течение 1-4 часа, а активацию ведут водяным паром, разбавленным инертным газом, при содержании водянного пара 10-90 об.%

(Л

С

1

ё

ю xi ы

Способ осуществляют следующим образом.

Скорлупу маньчжурского ореха измельчают до размера частиц не более 1 мм, отбирают фракцию плотностью выше 1,2 г/см3, загружают в реактор, который помещают в печь и карбонизуют при продувке сырья восходящим потоком инертного газа. Затем карбонизованный образец, нагретый до 800-900°С, активируют, пропуская смесь водяного пара и инертного газа в течение 1-5 часов. Время активации зависит от температуры и содержания активирукщего агента в газовой смеси. Чем выше температура активации и содержание водяного пара в смеси, тем быстрее протекает процесс активации и наоборот.

Предлагаемый режим карбонизации в две стадии обеспечивает формирование более плотной структуры карбонизованного материала и, соответственно, более высокую механическую прочность угля и позволяет получить уголь высокого качества с большой удельной поверхностью.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.

П р и м е р 1.

100 г скорлупы маньчжурского ореха дробят до размера фракции меньше 1 мм, отделяют от ядер и легкой фракции скорлупы флотацией в 20%-ном растворе хлорида натрия (отбирают тяжелую, невсплывающую фракцию с плотностью больше 1,2 г/см j, отмывают от соли водой и сушат при 100°С в течение 1 час. Затем скорлупу загружают в реактор и продувают в восходящем потоке азота в течение всего процесса карбонизации. Карбонизацию проводят в две стадии: сначала реактор помещают в печь, нагретую до и выдерживают в течение 0,5 час, затем температуру снижают до

500°С и выдерживают А час. Далее карбонизованный образец нагревают до 800 °С и пропускают смесь водяного пара с азотом (содержание пара 25 об.%) в течение 5 час.

Полученный образец имеет удельную

поверхность 1800 м /г, адсорбционную емкость по фенолу 580 мг/r, емкость по мети- леновому синему 585 мг/г, объем микропор 0,67 см3/г. обьем мезопор 0,12 см3/г, объем

макропор 0,15 см3/г. Выход составляет 20%,

Примеры 2-18.

Процесс получения активированного угля осуществляют аналогично примеру 1.

Конкретные условия проведения карбонизации и активации и значения удельной поверхности полученного активированного угля приведены в таблице.

Преимуществами заявляемого способа

в сравнении с известными является получение активированного угля с более высокой удельной поверхностью, достигающей 180Л м /г. Кроме того, использование скорлупы маньчжурского ореха расширяет ассортимент исходного сырья для получения активированных углей.

Формула изобретения Способ получения активированного угяп, включающий карбонизацию скорлупы орехов и ее активацию в присутствии водяного пара при 800-900°С, отличающий- с я тем, что, с целью повышения адсорбционной способности угля за счет увеличения

его удельной поверхности, используют скорлупу маньчжурского ореха, карбонизацию осуществляют сначала при 850-950°С в течение 0,3-0,5 ч, а затем при 500-550°С в течение 1-4 ч, и активацию ведут смесью

водяного пара и инертного газа при содержании водяного пара 10-90 об.%.

К - контрольный пример

Сущность изобретения: скорлупу маньчжурского ореха карбонизуют сначала при 850-950°С в течение 0,3-0,5 ч, а затем при 500-550°С в течение 1-4 ч. Активируют смесью водяного пара и инертного газа при содержании водяного пара 10-90 об,% при 800-900°С. 1 табл.

Г