Способ получения сорбента для поглощения паров ртути Советский патент 1982 года по МПК C01B31/16 B01D53/02 

Изобретение относится к способу получения сорбентов для поглощения паров ртути и может быть использовано для очистки воздуха в химической промышленности.

Известен способ изготовления сорбента для удаления паров ртути из газовых смесей, заключающийся в том, что пористый носитель, например активированный уголь, силикагель, глинозем или окись магния пропитывают водным раствором тиосульфата натрия , после чего обрабатывают водным раствором минеральной кислоты, взятой в избытке для осаждения коллоидной серы из . в порах носителя II .

Недостатком этого способа является присутствие в системе газсючистки коррозионноактивных и ядовитыЯ растворов тиосульфата натрия..

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является способ получения сорбента для улавливания паров ртути, заключающийся в том, что на активированный уголь наносится активная добавка - сарл в количестве 1-11,8 вес.% путем обработки активированного угля смесью газов, содержащей сероводород и кислород в кипящем слое при 140° С f 2 .

Недостатком данного способа получения сорбента является забивка пор угля комовой серой, приводящая к уменьшению сорбционной емкости сорбента. Причем забивка пор происходит с самого начала процесса насыдения угля серой от более мелких пор, за10хватывая в дальнейшем все более и более крупные поры. Забивка пор активированного угля комовой серой является следствием того обстоятельства, что процесс взаимодействия се15роводорода и кислорода начинается в момент контакта их смеси в порах угля без предварительного перераспределения одного из реагирующих веществ по активной поверхности угля.

20

Целью изобретения является повышение сорбционной емкости сорбента.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения сорбента для поглощения паров ртути,

25 обработку активированного угля вешт в две стадии, на первой из которых сероводородом или смесью сероводорода с инертным газом, на второй - кислородсодержащим окислителем в при30сутствии паров воды. По предложенному способу активи(эованный уголь насыщают сероводородо при пропускании последнего или его смеси с каким-либо инертным газом, например водородом через слой угля. Затем через уголь, уже насыщенней сероводородом,пропускают газ,содерж щий кислород или сернистый ангидрид и пары воды, напримео влажный возду с температурой 20-100гс. . Микроскопический анализ разлома гранулы угля, насыщенного по заявленному способу, показывает равноме ное присутствие серы на стенках даже очень мелких капилляров в виде игольчатых образований, в то время как микроскопический анализ угля, н сыщенного по способу-прототипу пока зывает присутствие подавлянл-чего количества серы в виде комовых образований, преимущественно в крупных капиллярах. Мелкие капилляры в последнем случае оказываются заполненными осажденной серой. Пример 1. Через 20-гра /1мовую навеску угля БЛУ пропускают газ вую смесь с температурой , содержащую 1% сероводорода, остальное азот. По достижению насыщения угля сероводородом (о чем судят по данным газохроматического анализа, показывающего наличие исходной концен рации сероводорода на выходе из стеклянного баллона) подачу газовой смеси прекращается. Затем через навеску угля, насыщенную сероводородом, пропускают га зовую смесь с относительной влажностью 98%, содержащую 2% сернистог ангидрида, остальное азот. Температура газовой смеси - 95°С. По дости жении привеса 1,56 г .навески угля подачу газовой смеси прекращают. Приготовленный адсорбент испытывают иа эффективность улавливания паров ртути. После достижения на выходе из адсорбента ПДК поглощение ртути прекращгиот. В результате взве шивания адсорбента определено, что ёщсорбент поглощает 2 г ртути. Пример 2. Через 20-граммовую навеску угля БАУ пропускают газовую смесь, содержащую 1,0% серово дорода, остальное азот. Температура смеси . По достижении насыщения угля сероводородом подачу газовой смеси прекращают. Затем через навеску угля, насыщенную сероводородом, пропускают га .довую смесь, содержащую 80% кислоро да и 20% азота с относительнЪй влаж ностью 100% и температурой . По достижении привеса в 1,6 г подачу газовой смеси прекращают. Через приготовленный адсорбент пропускают воздух с содержанием паров ртути 10 мг на 1 м смеси. Насыщение сорбента ртутью проводят до появления на выходе концентрации паров ртути в воздухе 0,01 мг/м. После этого навеску взвешивают. Взвешиванием определяют, что адсорбент поглощает 1,9 г ртути, что составляет 9,5 вес.% от количества адсорбента, через который пропускали ртуть, содержащий воздушный поток. Получение сорбента по известному способу приведено в примерах 3 и 4. Пример 3. Через 20,0-граммовую навеску угля БАУ (ГОСТ 6217-52) заключенную в стеклянный баллон, пропускают газовую смесь с относительной влажностью 98% и температурой , содержащую 1% сероводорода, 20% кислорода, остальное азот. Стеклянный баллон периодически взвешивают. По достижении привеса в 1,62 г после предварительного высушивания навески подача газовой смеси прекращается. Затем в стеклянную трубку диаметром 12 мм помещают навеску приготовленного сорбента и через нее пропускают воздух с содержанием паров ртути 7-10 мг на 1 м смеси. При толщине слоя сорбента 100 мм линейная скорость ртутьсодержащего воздушного потока составляет 0,2 м/с.. Насыщение сорбента ртутью проводят до появления на выходе концентрации паров ртути в воздухе выше предельно допустимой концентрации (ПДК) (выше 0,01 мг/м). После этого навеску сорбента взвешивают. Получено, что адсорбент поглощает 0,6 г ртути. Пример 4. Условия н 1сыщения 20 г угля БАУ серой из газовой смеси, содержащей сероводород, кислород, пары воды и азот те же, что в примере 3. По достижении привеса в 6,0 г подачу газовой смеси прекращают. Приготовленный таким образом адсорбент испытывают на эффективность поглощения паров ртути по методике, изложенной в примере 1. Концентрация паров ртути в воздухе превышает ПДК с начала пропускания ртутьсодержащего воздушного потока через адсорбент. Так, с начала пропускания воздушного потока содержание паров ртути на выходе составляет 23.мг/м. Сравнительные данные по эффективности известного и предложенного способов представлены в таблице.

Прототип

Предлагаемый (окислитель-кислород)

Предлагаемый (окислитель - сернистый ангидрид) Примечание: - пористый носитель

Технико-экономический эффект от реализации предложенного способа 30 обусловлен увеличением степени очистки промвыбросов ртутных производств от паров ртути и уменьшением габаритов адсорбентов и составляет 22180,5 тыс.руб/год.35 Формула изобретения Способ получения сорбента для по- до глощения паров ртути, включающий обработку активированного угля сероводородом и кислородсодержащим окис5,2

63

50 4.3 29 3,0

10 2,2

1,8

0,0

120

7,8

10,0

9,8

138 8,3

лителем, отличающийся тем, что, с целью повышения сорбционной емкости, обработку ведут в две стадии, на первой из° которых сероводородом или смесью сероводорода с инертным газом, на второй - кислородсодержащим окислителем в присутствии паров воды. -уголь саран. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе Патент СРР 54768, кл. В 01 53/16, 07.06.71. . 2. Carbon 1972, 10, 96, с. 754756 (прототип).