CS217916B1 - Sorbent na bázi aktivního uhlíku a práškovité dřevní substance a způsob jeho přípravy - Google Patents

Abstract

Vynález se týká sorbentu na bázi aktivního uhlí a práškovité dřevní substance obsahujícího 5 až 95 % práškovité dřevní hmoty o velikosti částic 3 až 360 /um a 95 až 5 % částic aktivního uhlíku. Sorbent je vhodný jako účinný filtrační materiál.

Description

Vynález se týká sorbentu na bázi aktivního uhlíku a práškoví té dřevní substance a způsobu jeho přípravy.

Jedná se o nový druh sorbentu s využitím sazových vod odpadajících při vypírání plynu získaného nedokonalým spalováním mazutu z kyslíkoparní smési, případně i jiných vodných suspenzí aktivního uhlíku a současně o netradiční způsob přípravy sorbentu s obsahem aktivního uhlíku, nebol běžné sorbenty na bázi aktivního uhlí se získávají pouze termickou cestou, popřípadě kombinovanou s chemickou úpravou z vhodných surovin. Podstata výroby těchto sorbentů je dostatečně popsána v encyklopediích chemické technologie a v příslušných monografiích.

Částice aktivního uhlíku díky svému obrovskému povrchu jeví vynikající sorpční a odbarvovací účinky. Nevýhodou aktivních uhlí je snížená rychlost filtrace u suspenzí, které toto aktivní uhlí obsahují. V průmyslovém měřítku je tato okolnost velmi závažná, nebol filtrace se může státi nejužším profilem určité výroby. K urychlení filtrace suspenzí 8 obsahem částic aktivního uhlíku se zpravidla používá vhodných filtračních přísad. Nejznámějáí jsou růzúé druhy filtračních křemelin a perlitů, což jsou materiály anorganického původu. Tyto filtrační materiály anorganického původu však představují po provedená filtraci obtížný odpad, pro který není použití. Jinou jejich nevýhodou je, že jsou poměrně drahé a představuji často dovoz ze zámoří.

Výše uvedené nedostatky nemá sorbent na bázi aktivního uhlí a práškovité dřevní substance podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje 5 až 95 % práškovité dřevní hmoty o velikosti částic 3 až 360 /um, výhodně 60 až 160 /im, a 5 až 95 % částic aktivního uhlíku.

Předmětem vynálezu je rovněž způsob přípravy uvedeného sorbentu, jehož podstata spočívá v tom, že se k vodné suspenzi částic aktivního uhlíku přidá vypočtené množství práškovité dřevní substance, načež se po homogenizaci a filtraci získaný pevný produkt vysuší.

Jako suspenze částic uhlíku se s výhodou použije vodné suspenze z vypírání plynu získaného nedokonalým spalováním mazutu obsahujícího 0,3 až 5 % uhlíku.

V sorbentu podle vynálezu jsou na částicích dřevní substance o uvedené velikosti pevně vázány podstatně menší částice uhlíku. Vhodná struktura tohoto nového sorbentu vytvořená částicemi dřevní hmoty kladně ovlivňuje průběh jeho odstraňování z vodných roztoků filtrací na rozdíl od průběhu filtrace tradičních aktivních uhlí.

Aplikace práškovité dřevní substance podle vynálezu přináší výhodu například při praktickém zpracování sazových vod s cílem dosažení vysokého stupně vyčištění a v tom, že po filtraci se získává filtrační koláč na bázi aglomerátů dřevní hmoty a uhlíkatých částic, který po eventuálním vysušení představuje nový druh sobbentu použitelný pro odbarvovací a obecně klerační účely. Tento sorbent jeví vůči tradičním aktivním uhlím lepší filtrační vlastnosti. Tato okolnost se velmi kladně promítá ve vysokém využití filtračních zařízení a ve zvýšené kapacitě v uzlu filtrace.

Další výhodou je, že filtrační koláč po provedené klerační operaci je spalitelný a nepředstavuje tudíž ekologický problém. Při přípavě sorbentu lze v širokém rozsahu měnit poměr mezi procentickým zastoupením práškovité dřevní hmoty a částic uhlíku a to dle potřeb praxe.

Následující příklady a přiložené výkresy ilustrují provedení přípravy sorbentu dle vynálezu a jeho účinek. Na obr. 1 je znázorněno provedení filtrace vodné suspenze částic uhlíku bez filtrační přísady (plná křivka), v porovnání s průběhem filtrace za přítomnosti filtrační přísady (čárkované křivka). Na obr. 2 je znázorněno provedení filtrace průmyslové suspenze Modré báze HBR. Plná křivka značí filtraci vodné suspenze Modré báze HBR za přídavku karborafinu ve hmot. množství 1 % na hmotu násady a čárkovaná křivka filtraci vodné suspenze Modré báze HBR za přídavku karborafinu ve hmot. množství 0,4 % e křemeliny ve hmot. množství 0,6 % na hmotu násady. Na obr. 3 je znázorněn průběh kleraee Modré báze HBR za použití nového sorbentu v porovnání s dosavadním stavem. Plná křivka značí filtraci za použití nového sorbentu s hmot. obsahem 57,1 % dřevní substance. Sáňkovaná křivka značí filtraci za použití směsi křemeliny a karborafinu podle provozního předpisu.

o

Na osách x je vynesen čas v minutách a na osách y množství filtrátu v kg/m .

Přikladl

Sorbent na bázi přáskovité dřevní hmoty a aktivního uhlíku byl připraven tak, že k 1 000 g sazových vod pocházejících z vypírání plynu získaného nedokonalým spalováním mazutu a dosahujících 15 g/1 aktivního uhlíku bylo za míchání přidáno 17 g práěkovitého dřevního obrusu s velikostí částic pod 160/um. Po homogenizaci byla získaná suspenze předložena do 1 1 tlakové nuče v níž byla předem připravena uměla filtrační přepážka napla2 vením 3 g dřevního obrusu na síto o ploše 0,005 m . Filtrováno při tlakovém spádu 0,1 MPa.

Po filtraci získáno 176 g vlhkého koláče o výšce 21 mm. Po vysušení získáno 38 g vysušeného produktu, který po homogenizaci byl testován na sorpční účinnost a jako filtrační přísada k urychlení filtrace.

Přiklad 2

Sorpční schopnost sorbentu připraveného dle příkladu 1 se stanoví tak, že se do kuželové baňky o obsahu 250 ml odpipetuje 100 ml 0,1 % roztoku metylénové modře. Do baňky ae naváží 0,2 g zkoumaného vysušeného vzorku, baňka se uzavře a suspenze se protřepává 60 minut na laboratorní třepačce.

Obsah baňky se pak zfiltruje papírovým filtrem. Prvních 50 ml filtrátu se odstraní.

Z následujícího filtrátu se odpipetuje 5 ml do odměrné baňky na 1 000 ml, doplní se vodou po značku a důkladně se promíchá. Na spektrofotometru se změří absorbence tohoto roztoku při vlnové délce 660/um v kyvetách tloušťky 1 cm proti vodě. Stejným způsobem se změří absorbance srovnávacího roztoku, který obsahuje 5 ml 0,1 % roztoku metylenové modře ve 2 000 ml vody.

Výsledek měření odharvovací mohutnosti vyjádřené jako spotřeba metylénové modře v %: Vzorek sorbentu (42,9 % akt. uhlí + 57 % dřevného obrusu): 16 % vzorek původního akt. uhlí bež dřev. obrusu: 29,9 %.

Zvýšený sorpční účinek nového sorbentu lze vysvětlit tím, že i práškůvitá dřevní hmota sama o sobě jeví slabě sorpční účinky.

Příklad 3

Sorbent vyrobený podle příkladu 1 byl použit při filtraci suspenze Modrá báze HBR”, o

Do laboratorní tlakové nuče o obsahu 1 1 s filtrační plochou 0,005 m (filtr, přepážka polypropylenová tkanina) předloženo 500 g surového barvářského polotovaru Modrá báze HBR, do kterého bylo za míchání přidáno 2 % hmotnosti sorbentu s obsahem 45,4 % aktivního uhlíku a 54,6 % dřevního obrusu.

Po hermetizaci nuče filtrováno při tlakovém spádu 0,3 MPa. Po 30 minutách filtrace bylo získáno 300 ml zkléroveného filtrátu. Filtrát analyzován na obsah nečistot papírovou chromatografií. Obsah nečistot byl zcela srovnatelný s chromatogramem filtrátu získaného za použití směsi filtr, křemeliny a karborafinu, jak dokumentuje následující příklad 4.

Příklad 4

K filtraci suspenze Modrá báze HBR za přítomnosti filtrační křemeliny bylo použito zařízení a postup popsané v příkladu 3 s tím rozdílem, že místo uvedeného sorhentu bylo použito 0,6 % filtrační křemeliny a 0,3 % karborafinu. Ze 144 minut bylo získáno 300 ml zklérovaného filtrátu. Obsah nečistot byl kontrolován metodou papírové chrometografie.

Srovnáni průběhu filtrace způsobem podle příkladu 3 a 4 je znázorněno na přiloženém výkresu obr. 3. Z grafického znázornění vyplývá názorně vyěěí rychlost filtrace uvedené suspenze za použití sorbentu na bázi dřevního obrusu a aktivního uhlí.

Přiklad 5

Pro srovnání účinku sorbentu podle vynálezu s dosavadním stavem byla provedena měření rychlosti filtrace vodné suspenze částic uhlíku bez filtrační přísady. K pokusům byla použita tlaková nuč obsahu 1 1 z nerezavějící oceli opatřená sítem o ploěe 0,005 m pro naplavení umělé filtrační přepážky· Umělá filtrační přepážka byla vytvořena naplavením 3 g dřevního obrusu, velikost dřevních částic pod 160 ^um. Do takto upravené nuče bylo přeloženo 1 000 g vodné suspenze s obsahem 15 g aktivního uhlíku z vypírání plynu získaného nedokonalým spalováním mazutu. Po hermetizaci nuče filtrováno za tlakového spádu 0,1 MPa. Průběh filtrace je znázorněn na přiloženém výkresu obr. 1 plnou čarou.

Příklad 6

Pro dokumentaci účinku sorbentu dle vynálezu bylo provedeno měření rychlosti filtrace vodné suspenze částic uhlíku pó přidání filtrační přísady na bázi práěkovité dřevní hmoty.

Pracovní postup a zařízení byly analogické jako v příkladu 1 s tím rozdílem, že k suspenzi částic uhlíku bylo před filtrací přidáno 30 g/1 dřevního obrusu jako filtrační přísady. Průběh filtrace je znázorněn na přiloženém výkresu obr. 1 čárkovaně. Z porovnání obou křivek vyplývá výrazné zvýšení filtrace uvedené suspenze po přidání dřevního obrusu jako filtrační přísady.

Příklad 7

Pro ustanovení rychlosti filtrace vodné suspenze Modré báze HBR a karborafinu byl pracovní postup a zařízení voleny stejně jako v příkladu 5. Karborafin byl použit ve hmot. množství 1 % na hmotnost suspenze. Průběh filtrace je znázorněn ne přiloženém výkresu na obr. 2, plnou křivkou.

Příklad 8

Pro stanovení rychlosti filtrace vodné suspenze Modré báze HBR s karborafinem a filtrační křemelinou byl volen stejný pracovní postup a zařízení jako v příkladu 1. Karborafin byl přidáván ve hmot. množství 0,4 % a filtrační křemelina ve hmot. množství 0,6 %. Průběh filtrace je znázorněn na přiloženém výkresu obr. 2 čárkovaně. Z grafického znázorněni vyplývá podstatné zvýěení rychlosti po přidání filtrační přísady.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Sorbent na bázi aktivního uhlí a práěkovité dřevní substance vyznačený tím, že obsahuje 5 až 95 % práškovitč dřevní hmoty o velikosti částic 3 až 360 ^um, výhodně 60 sž 160 ^um a 95 až 5 % částic aktivního uhlíku.
2. 2. Způsob přípravy sorbentu podle bodu 1, vyznačený tím, že se k vodné suspenzi částic aktivního uhlíku přidá vypočtené množství práěkovité dřevní substance, načež se po homogenizaci a filtraci získaný pevný produkt vysuší.

   5 217916
3. 3. Způsob přípravy sorbentu podle bodu 1 a 2, vyznačený tím, že jako suspenze částic uhlíku se použije vodná suspenze uhlíku z vypírání plynu získaného nedokonalým spalováním mazutu obsahující 0,3 až 5 % uhlíku.