способ активации сорбента на основе оксидов металлов
Классы МПК: | B01J20/34 регенерация или реактивация B01J20/06 содержащие оксиды или гидроксиды металлов, не отнесенных к рубрике 20/04 B01D53/02 адсорбцией, например препаративной газовой хроматографией B01J38/12 обработка газом, содержащим свободный кислород |
Автор(ы): | Солин М.Н., Хазанов А.А., Голубев В.П., Лейф В.Э., Зимин Н.А., Тамамьян А.Н., Внучкова В.А., Ухатов П.Я. |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Заря" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1998-02-18 публикация патента:
27.04.1999 |
Изобретение относится к области сорбционной техники, а именно к очистке воздушных смесей от оксида углерода, и может быть использовано для регенерации и активации сорбентов на основе оксидов металлов. Предложен способ активации сорбента на основе оксидов металлов для поглощения оксида углерода путем обработки в печи "кипящего" слоя при температуре 120-320oС, давлении 200-400 кгс/м2 газовоздушной смесью состава, об. %: CO2 0,44-1,0, СО - не более 0,01, O2 - 16-22, остальное - азот и инертные газы, при объемном соотношении сорбент-газовоздушная смесь: 1: 5000 - 9000. Способ позволяет восстановить первоначальную активность сорбентов на основе оксидов металлов по оксиду углерода после их длительного хранения.
Формула изобретения
Способ активации сорбента на основе оксидов металлов для поглощения оксида углерода - гопкалита, включающий его термическую обработку в присутствии газовоздушной смеси, отличающийся тем, что активацию ведут в печи "кипящего" слоя при температуре 120 - 320oС, давлении 200 - 400 кгс/м2 газовоздушной смесью состава, об.%:CO2 - 0,4 - 1,0
СО - Не более 0,01
O2 - 16 - 22
Азот и инертные газы - Остальное
при объемном соотношении сорбент газовоздушная смесь 1 : (5000 - 9000).
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области сорбционной техники, а именно очистке воздушных смесей от оксида углерода, и может быть использовано для регенерации сорбентов на основе оксидов металлов (различные марки гопкалита), утративших каталитическую активность в процессе длительного хранения. Регенерированные сорбенты могут быть использованы в средствах защиты органов дыхания и в процессах очистки промышленных выбросов от оксида углерода. Известны различные способы активации гопкалита, например, путем термообработки при 550-850oC (RU 2063803, B 01 J 23/34, 20.07.96) или путем облучения гопкалита (US 5238897, B 01 J 23/34, 24.08.93). Использование известных способов активации не приводит к полному восстановлению активности сорбентов на основе оксидов металлов по оксиду углерода. Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является способ активации гопкалита газовоздушной смесью при повышении температуры от 40-75 до 150-250oC (RU 2035997, B 01 J 23/34, 27.05.96). Недостатком прототипа является невозможность полного восстановления первоначальной активности сорбентов на основе оксидов металлов по оксиду углерода и обеспечения необходимой стабильности их в средствах очистки воздуха. Целью изобретения является восстановление первоначальной активности сорбентов на основе оксидов металлов по оксиду углерода после их длительного хранения. Поставленная цель достигается предложенным способом путем термической обработки сорбентов на основе оксидов металлов в присутствии газовоздушной смеси, причем активацию ведут в печи "кипящего" слоя при 120-320oC, давлении 200-400 кгс/м2 газовоздушной смесью состава, об.%:CO2 - 04 - 1,0
CO - Не более 0,01
O2 - 16 - 22
Аазот и инертные газы - Остальное
при объемном соотношении сорбент-газовоздушная смесь 1:5000 - 9000. Из научно-технической литературы авторам неизвестно использование газовоздушной смеси такого состава для активации сорбентов на основе оксидов металлов. Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Сорбенты на основе оксидов металлов (различные марки гопкалитов) представляют собой смесь активных оксидов меди и марганца в следующем соотношении, мас.%:
Оксид меди - 25 - 40
Диоксид марганца - 40 - 60
Влага - До 1
Примеси, связующее - Остальное
Гопкалит хорошо сорбирует из воздуха влагу, которая не только блокирует активные центры, но и взаимодействуя с поверхностью, разрушает кислородные соединения. Данный процесс протекает при длительном хранении и приводит к значительной дезактивации гопкалита, причем простая сушка не позволяет полностью восстанавливать активность сорбента. Предложенным способом восстанавливаются активные центры на поверхность таких сорбентов, главным образом, кислородные формы, что дает возможность достичь их первоначальной активности. В результате многочисленных экспериментов удалось подобрать режимы активации в печи "кипящего" слоя и состав газовоздушной смеси, позволяющие полностью восстановить активность сорбентов. Опытным путем установлены соотношения твердой и газовой фазы, температурные параметры, оказывающие существенное влияние на процесс активации. Способ осуществляют следующим образом. Берут неактивный сорбент на основе оксидов металлов и загружают его в рабочую камеру в печи "кипящего" слоя со скоростью 800 - 1500 кг/ч. В подрешеточное пространство печи подают смесь продуктов горения природного газа и воздуха, который производят активацию сорбентов. За счет разности давления в подрешеточном пространстве и над слоем продукта происходит интенсивное "кипение" последнего, а температурный режим процесса обеспечивается температурой подаваемой газовой смеси. Рабочая камера печи разделена наклонными перегородками, поэтому "кипящий" сорбент последовательно переходит из одной секции в другую, при этом в большом избытке газовоздушной смеси и повышенной температуре происходит его активация. Время пребывания отдельной порции продукта в зоне активации 20 - 40 мин. Из печи сорбент выгружают в герметичную тару, охлаждают и проводят оценку его динамической активности. Отработанную смесь газов направляют в очистительную систему, а затем выбрасывают в атмосферу. Пример 1. Берут 1 т неактивного гопкалита с динамической активностью 25 мин (первоначальная активность его 48 мин) и загружают в печь "кипящего" слоя со скоростью 1000 кг/ч; подают в подрешеточное пространство газовоздушную смесь состава, об.%:
CO2 - 0,4
CO - 0,002
O2 - 19,5
Азот, инертные газы - Остальное
Смесь подают со скоростью 8000 нм3/ч, с учетом того, что плотность сорбента около 1 кг/дм3, объемное соотношение твердой и газовой фазы составляет 1:8000. При этом давление над решеткой - 320 - 370 кгс/м2, а температура 150
![способ активации сорбента на основе оксидов металлов, патент № 2129463](/images/patents/342/2129013/177.gif)
- концентрация оксида углерода 6,2
![способ активации сорбента на основе оксидов металлов, патент № 2129463](/images/patents/342/2129013/177.gif)
- высота слоя - 2,5 см;
- удельный расход газовоздушной смеси 0,32
![способ активации сорбента на основе оксидов металлов, патент № 2129463](/images/patents/342/2129013/177.gif)
- абсолютная влажность газовоздушной смеси 8,6
![способ активации сорбента на основе оксидов металлов, патент № 2129463](/images/patents/342/2129013/177.gif)
- температура при испытании 23
![способ активации сорбента на основе оксидов металлов, патент № 2129463](/images/patents/342/2129013/177.gif)
![способ активации сорбента на основе оксидов металлов, патент № 2129463](/images/patents/342/2129013/177.gif)
Класс B01J20/34 регенерация или реактивация
Класс B01J20/06 содержащие оксиды или гидроксиды металлов, не отнесенных к рубрике 20/04
Класс B01D53/02 адсорбцией, например препаративной газовой хроматографией
Класс B01J38/12 обработка газом, содержащим свободный кислород