способ получения активированного угля

Формула изобретения

Способ получения активированного угля, включающий карбонизацию древесного угля путем его нагрева до 830^oС и активацию путем подачи водяного пара, отличающийся тем, что подачу водяного пара на активацию осуществляют при его температуре 150^oС и давлении 4-6 ати до снижения температуры угля до 750^oС, после чего процесс карбонизации и активации повторяют.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству активированного угля из древесного и может быть использовано в пищевой, химической промышленности и коммунальном хозяйстве.

Известен способ получения активного угля из углесодержащего материала, при котором карбонизацию осуществляют при нагревании до 550-650^oС, а активируют водяным паром - при достижении температуры 900-950^oС (см. патент России N 2023663, С 01 В 31/08, от 21.10.93, опубл. 30.11.94).

Недостатком известного способа является слабая адсорбционная активность угля по "метиленовому голубому".

Известен способ получения активированного угля, включающий карбонизацию древесного угля путем его нагрева до 830^oC и активацию путем подачи водяного пара (см. патент России N 2114057, С 01 В 31/08 от 07.08.97, опубл. 27.06.98 - прототип). Недостатком данного способа является сложность его осуществления и низкая адсорбционная активность угля по "метиленовому голубому".

Задачей изобретения является упрощение способа производства активированного угля и повышение его адсорбционной активности по "метиленовому голубому". Поставленная задача выполняется за счет способа получения активированного угля, включающего карбонизацию древесного угля путем его нагрева до 830^oС и активацию путем подачи водяного пара, по изобретению, подачу водяного пара на активацию осуществляют при его температуре 150^oС и давлении 4-6 ати до снижения температуры угля до 750^oС, после чего процесс карбонизации и активации повторяют.

Сопоставительный анализ предлагаемого решения с прототипом позволяет выделить признаки, отличающие предлагаемый способ от прототипа, что соответствует критерию "новизна".

Анализ технических решений не выявил среди них решений, совпадающих с отличительными признаками предлагаемого способа, что соответствует критерию "изобретательский уровень".

Способ осуществляется следующим образом.

Берут частично карбонизированный березовый уголь, загружают его в бункер, нагревают до температуры 830^oС, без доступа воздуха, затем открывают отверстие для выхода газов и поджигают их, подают пар с температурой 150^oС и давлением 4-6 ати, проводят активацию паром до достижения температуры угля 750^oС. После этого активацию прекращают. При необходимости процесс карбонизации и активации повторяют 2 раза и более.

Температура и давление подобраны экспериментально. При снижении давления ниже 4 ати и температуры пара ниже 140^oС процесс активации резко замедляется, в результате чего получается активированный уголь с низкой активностью "по метиленовому голубому". При повышении давления свыше 5 ати и температуры свыше 160^oС резко возрастают энергетические затраты при незначительном увеличении процесса активации. Температура угля 830^oС выбрана экспериментально, так как при повышении температуры идет резкое увеличение "обгара" угля, при снижении температуры ниже 830^oС не завершается процесс карбонизации, а значит выход активированного угля с высокой активностью резко снижается.

Пример 1. Берут 22,5 кг частично карбонизированного березового угля фракцией 3-6 мм, загружают в бункер, герметизируют его, нагревают до температуры 830^oС, открывают отверстие для выхода газа, газ поджигают, активируют паром с температурой его 150^oС и давлением 4-6 ати от парогенератора ЭК-25. Активацию ведут до достижения температуры угля 750^oС. Процесс карбонизации и активации повторяют 3 раза. Затем бункер герметизируют и оставляют его на открытом воздухе до полного остывания. После остывания уголь вынимают и взвешивают, а также анализируют на адсорбционную активность. Получают 15,5 кг активированного угля с адсорбционной активностью по "метиленовому голубому" 225 мг/г.

Пример 2. Берут 15,5 кг активированного угля, проводят те же операции, что и в примере 1.

Получают 11 кг активированного угля с адсорбционной активностью по "метиленовому голубому" 287 мг/г.

Пример 3 (прототип). Берут 20 кг частично карбонизированного березового угля фракцией 3-6 мм, помещают в бункер и карбонизируют в печи со скоростью подъема температуры 40-60 град/мин до температуры 800-850^oС без доступа воздуха. Затем проводят активацию водяным паром при соотношении угля-сырца и пара, равном 1: (5-8), затем активированный уголь выгружают и охлаждают до температуры окружающей среды.

Полученный активированный уголь имеет адсорбционную способность по "метиленовому голубому" 180 мг/г.

Полученные данные сведены в таблицу.

Таким образом, предложенный способ позволяет получить активированный уголь с адсорбционной способностью по "метиленовому голубому", превосходящий адсорбционную способность угля, полученного другими способами.