PL106480B1 - Sposob otrzymywania granulowanego wegla aktywnego,zwlaszcza do adsorpcji par i gazow - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania granulowanego wegla aktywnego, zwlaszcza do adsorpcji par i gazów, na bazie wegli kamiennych typu 31, 32, 33, 34 lub 37 oraz lepiszcza, zawierajacego smoly drzewne lub/i weglowe, polegajacy na mieszaniu lepiszcza z pylem weglowym, wytlaczaniu przez filiery pasty lepiszczowo-weglowej, a nastepnie suszeniu, karbonizacji i aktywacji uzyskanych granul.

W znanych technologiach pozadane zdolnosci adsorpcyjne wobec par i gazów uzyskuje sie przez dobór odpowiedniego surowca podstawowego lub/i przez regulacje szybkosci zmian i zakresu parametrów etapu obróbki termicznej i fizykochemicznej. Surowcem podstawowym jest z reguly pyl weglowy. Jako lepiszcze wystepuja najczesciej smoly drzewne, smoly weglowe badz ich mieszaniny na przyklad zgodnie z opisem patentowym polskim nr 39436, rzadziej-preparaty pokrewne, a znacznie rzadziej inne materialy, jak na przyklad odpady weglowodanowe wedlug opisu patentowego polskiego nr 22340. Totez odpowiedni wybór lepiszcza, badz w przypadku mieszaniny odpowiedni dobór proporcji surowców lepiszczowych, daje dalsze mozliwosci , regulacji wlasnosci fizykochemicznych produktu koncowego, a.zwlaszcza wlasnosci mechanicznych pasty lepiszczowo-weglpwej. Zakres tej regulacji jest jednak ograniczony znacznym powinowactwem chemicznym, wiekszosci typowych lepiszczy, które charakteryzuje zazwyczaj w temperaturze pokojowej: gestosc 1,05 — 1,2 g/cm3, lepkosc 10-106Pa*5 , przeplyw nienewtonowski, liczba koksowania - mierzaca zawartosc substancji wiazacej — wieksza od 10 i dobra mieszalnosc wzajemna.

Istota wynalazku jest zastosowanie jako lepiszcza mieszaniny zawierajacej 50—10 czesci wagowych oleju pokumenowego, to jest produktu petrochemicznego stanowiacego mieszanine polialkilobenzenów, powstajaca przy produkcji fenolu i acetonu metoda kumenowa oraz 50—90 czesci wagowych smól drzewnych lub/i weglowych. Podczas mieszania pylu weglowego z lepiszczem wedlug wynalazku korzystnie jest najpierw zwirzyc go olejem pokumenowym, a nastepnie dodac smole drzewna i calosc wymieszac przed wytlaczaniem.

W porównaniu z scharakteryzowanymi wyzej surowcami olej pokumenowy wykazuje zupelnie odmienne wlasnosci: gestosc 0,9—0,99, lepkosc do 10 Pa#5, przeplyw newtonowski, liczba koksowania praktycznie 0 i zla• 2 106 480 mieszalnosc ze smolami drzewnymi, jednak nieoczekiwanie okazalo sie, ze wlasnie ten surowiec daje jako skladnik lepiszczy znacznie wieksze mozliwosci regulacji niz lepiszcza tradycyjnie stosowane. Stosowanie oleju pokumenowego jako skladnika lepiszczy zapewnia na etapie obróbki mechanicznej polepszenie wlasnosci mechanicznych, w szczególnosci reologicznych pasty lepiszczowo-weglowej, co ulatwia wytlaczanie na granular- kach róznego typu bez przekraczania dopuszczalnych obciazen roboczych oraz polepszenie wlasnosci plastycz¬ nych wytlaczanego produktu w kierunku obnizenia tendencji granul do aglomeracji i deformacji. Ponadto pozwala on na zwiekszenie mozliwosci regulacji, przez zmiane zawartosci oleju pokumenowego, przebiegu procesu technologicznego otrzymywania granulowanego wegla aktywnego droga wykorzystania specyficznego oddzialywania fizykochemicznego tej substancji na pozostale skladniki obrabianego tworzywa i wplywu na jego wlasnosci, zwlaszcza jako lepiszcza i pasty. Umozliwia to otrzymanie produktu koncowego o,zmodyfikowanych cechach uzytkowych.

Sposób otrzymywania granulowanego wegla aktywnego wedlug wynalazku ilustruja ponizsze przyklady.

Przyklad I. Do pylu wegla kamiennego typu 37 o rozdrobnieniu ponizej 0,09 mm dodaje sie najpierw czesci wagowych oleju pokumenowego i miesza, a nastepnie 75 czesci wagowych smól drzewnych lub weglowych badz ich mieszaniny i ponownie miesza. Otrzymana paste wytlacza sie na prasie trybowej przez filiery o srednicy oczek 1,2 mm. Uzyskane granule suszy sie spalinami w suszarce obrotowej w temperaturze 120—450 C przez 4 godziny, karbonizuje w piecu obrotowym w temperaturze 700°C przez 10 godzin i aktywuje w temperaturze 850°C do nasiakliwosci wodnej 0,80 cm3/g.

Przyklad II. Pyl wegla^kamienne^o typu 34 miesza sie z lepiszczem o skladzie 20 czesci vvagowych oleju pokumenowego i 80 czesci wagowych smól drzewnych. Paste wytlacza sie na prasie hydraulicznej przez filiery o srednicy oczek 1,7 mm. Granule suszy sie spalinami w suszarce obrotowej w temperaturze 150-250°C przez 5 godzin, karbonizuje w retorcie stojacej w temperaturze 600° C i aktywuje w 860—880°C sposobem wedlug przykladu 1 do nasiakliwosci wodnej 0,87 cm3/g.

Przyklad III. Modyfikacja sposobów z przykladów 1 i 2, korzystna szczególnie w przypadku otrzy¬ mywania wegli drobnych. Stosuje sie procedure wedlug przykladu 1 badz 2 przy czym dobiera sie odpowiednio zawartosc oleju pokumenowego w lepiszczu, w zaleznosci od pozostalych jego skladników i typu wegla kamiennego, optymalizujac wlasnosci mechaniczne, zwlaszcza reologiczne pasty w kierunku zwiekszenia samola- mliwosci uzyskanych z niej granul. Pozwala to pominac w stadium wytlaczania operacje obcinania wychodza¬ cych z filiery nitek, które lamia sie samoistnie.

Formowane wegle aktywne otrzymane sposobem wedlug wynalazku spelniajac wymagania Polskiej Normy PN—74/C^97554 wykazuja zarazem niegorsze, a niejednokrotnie lepsze wlasnosci uzytkowe niz gatunki produkowane aktualnie bez uzycia oleju pokumenowego. Na przyklad czas ochronnego dzialania wobec C6H6 granulowanego wegla aktywnego otrzymanego wedlug sposobu z przykladu 2 w skali cwierctechnicznej wynosi 63 do 67 minut, przekraczajac o 20—25% czas 45 mjnut, gwarantowany przez producenta wegla „A" do adsorpcji par i gazów (patrz Active Carbons Catologue, CIECH, BW „Chemia", W-wa 75, Formed Activated Carbon type A).

Granulowane wegle aktywne o wyraznie podwyzszonym czasie ochronnym dzialania uzyskuje sie w przypadku, gdy zawartosc oleju pokumenowego w lepiszczu waha sie od 20 do 30 czesci wagowych przy karbonizacji bez pary wodnej. Karbonizacja z para wodna prowadzi do granulowanych wegli aktywnych charakteryzujacych sie czasem ochronnego dzialania tego samego rzedu, co produkty ujete w cytowanym katalogu. Olej pokumenowy spelnia wówczas jedynie role dodatku uzupelniajacego do smoly drzewnej, stajacej sie w ostatnim okresie materialem deficytowym. Równiez w przypadku, gdy zawartosc oleju pokumenowego wynosi od 10—20 czesci wagowych w lepiszczu, otrzymuje granulowane wegle aktywne o nie podwyzszonych czasach ochronnego dzialania. Olej pokumenowy spelnia wówczas role dodatku ulatwiajacego wytlaczanie.

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób otrzymywania granulowanego wegla aktywnego, zwlaszcza do adsorpcji par i gazów, na bazie wegli kamiennych typu 31, 32, 33, 34 lub 37 oraz lepiszcza, zawierajacego smoly drzewne lub/i weglowe, polegajacy na mieszaniu lepiszcza z pylem weglowym, wytlaczaniu przez filiery pasty lepiszczowo-weglowej, a nastepnie suszeniu, karbonizacji i aktywacji uzyskanych granul, znamienny tym, ze stosuje sie lepiszcze o zawartosci 50—10 czesci wagowych oleju pokumenowego, to jest mieszaniny alkilobenzenów powstajacych przy produkcji fenolu i acetonu metoda kumenowa oraz 50—90 czesci wagowych smól drzewnych lub/i weglowych.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze najpierw zwilza sie pyl weglowy olejem pokumenowym, a nastepnie dodaje smole drzewna i miesza calosc przed wy.tlaczaniem. Prac. Poligraf. UP PRL. Naklad 120 + 18 Cena 45 zl