Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania twardego, granulowanego wegla aktywnego z wegla subbitumicznego traktowanego stalym kwasem boro¬ wym. Otrzymany w ten sposób twardy, granulowany wegiel aktywny posiada wlasciwosci czyniace go uzy¬ tecznym w zastosowaniu do obróbki cieczy, lub gazu w zaleznosci od ilosci uzytego kwasu.Dla latwosci zrozumienia wynalazku podano ponizej stosowane w tej dziedzinie techniki terminy i ich zna¬ czenie.Liczba scierania jest miara odpornosci granulek wegla aktywnego na degradacje wywolana scieraniem , mechanicznym. Mierzy sie ja przez kontaktowanie próbki ze stalowymi kulami w panwi na maszynie i przez wstrzasanie zawartosci panwi w okreslonym czasie, nastepnie oznaczenie rozkladu wielkosci otrzy¬ manych czastek, a zatem przecietnej srednicy czastek.Liczba scierania jest pomnozona przez 100 wartoscia stosunku koncowej, przecietnej srednicy czastek do poczatkowej, przecietnej srednicy czastek, oznaczonych na drodze analizy sitowej.Wegiel aktywny jest weglem „aktywowanym" przez ogrzewanie do wysokiej temperatury, korzystnie z para wodna lub dwutlenkiem wegla, jako gazowymi czynni¬ kami aktywujacymi wytwarzanie wewnetrznie poro¬ watej struktury czastek.Aktywacja lub aktywowanie oznacza ogrzewanie wegla w wysokiej temperaturze, rzedu od okolo 600 °C do okolo 1100°C, w obecnosci dobrze znanego gazowego czynnika aktywujacego. Szybkosc ogrzewania podczas 10 15 20 25 aktywacji od minimalnej temperatury aktywacji do maksymalnej temperatury aktywacji moze zmieniac sie w szerokich granicach, takich jak od okolo 100°C do okolo 1000°G na godzine, ale zwykle jest blizsza 100°Cna godzine.Izoterma adsorpcji jest miara pojemnosci adsorpcyjnej adsorbenta, np. granulowanego Wegla aktywnego, jako funkcji stezenia lub cisnienia czynnika adsorboWanego, np. N2, w danej temperaturze. Definiuje si< ja jako stalotempersturowa zaleznosc miedzy iloscia zaadsorbo- wana na jednostke wagoWa adsorbent* a stezeniem równowagowym lub cisnieniem czasteczkowym.Ciezar nasypowy jest Ciezarem jednostki objetosci jednorodnego, granulowanego W£gla aktywnego. W celu zapewnienia jednorodnego Upakowania granulek w czasie pomiaru, do napelniania urzadzenia pomiaro¬ wego stosuje sie rynne Wibrujaca.Popiól jest glównym skladnikiem mineralnym we¬ gla i smoly. Jego zawartosc okresla sie zwykle w pro¬ centach wagowych, a oznacza sie przez spalenie danej iloscipróbki.Przecietna, czyli srednia srednica czastek jest srednia wazona srednicy próbki granulowanego wegla aktyw¬ nego. Przeprowadza sie analize sitowa i oblicza sie prze¬ cietna srednice czastki przez pomnozenie wagi kazdej frakcji przez jej przecietna srednice, zsumowanie wy¬ ników i podzielenie otrzymanej sumy przez laczna wage próbki. Za przecietna srednice kazdej frakcji przyjmuje sie srednia arytmetyczna oczka sita, przez 122 802122 802 3 które frakcja przechodzi, i oczka sita, na którym frakcja zatrzymuje sie. Wartosc te wyraza sie zwykle w mm.Liczba aktywnosci czterochlorku wegla jest stala wartoscia procentowego przyrostu wagi zloza wegla aktywnego po przepuszczeniu przez nie, w temperatu¬ rze 25 °C, powietrza, które w temperaturze 0 °C zostalo nasycone czterochlorkiem wegla. Liczbe te wyraza sie w procentach.Zweglanie oznacza ogrzewanie wegla w niskich temperaturach, rzedu od okolo 175 CC do okolo 275 °C, w obecnosci tlenu.Liczba koksowania jest zwykle wyrazana jako pro¬ centowa pozostalosc wegla otrzymana po odpedzeniu czesci lotnych lub pirolizie suchej próbki wegla, paku lub' smoly, w okreslonym czasie i w okreslonej tempera¬ turze, przy ograniczonym dostepie tlenu. Liczba kok¬ sowania, wyrazana jako procent pozostalosci weglowej, jest miara zdolnosci materialu do koksowania.Odpedzanie czesci lotnych oznacza ogrzewanie wegla w temperaturach przejsciowych, rzedu od okolo 400 °C do okolo 600°C, w atmosferze beztlenowej.Aktywacja bezposrednia lub aktywowanie bezposred¬ nie oznacza ogrzewanie wegla, korzystnie w formie granulowanej, bezposrednio, to znaczy bez uprzedniego zweglania lub odpedzania czesci lotnych, i gwaltownie, przy szybkosci ogrzewania okolo 500 °C na godzine lub wiekszej, do temperatury aktywacji, wyzszej niz temperatura odpedzania czesci lotnych, rzedu 600 °C do 1100°C, w atmosferze zawierajacej gazowy czynnik aktywujacy, i utrzymywanie wymaganej temperatury aktywacji przez potrzebny okres czasu.Granulowany wegiel aktywny jest „weglem aktyw¬ nym", który ma wielkosc czastek, czyli „mesh" nie mniejsza niz okolo 60, korzystnie nie mniejsza niz okolo 40.Liczba jodowa jest liczba miligramów jodu adsorbo- wanego przez 1 g granulowanego wegla aktywnego, przy zrównowazonym stezeniu 0,02N jodu w przesaczu.Oznacza sie ja przez kontaktowanie pojedynczej próbki wegla z roztworem jodu i ekstrapolacje do 0,02N z przyjetego nachylenia izotermy. Liczbe te mozna skorelowac ze zdolnoscia granulowanego wegla aktyw¬ nego do absorbowania substancji o niskim ciezarze czasteczkowym.Mesh lub wielkosc mesh jest wielkoscia czastek gra¬ nulek okreslona za pomoca serii sit Stanów Zjednoczo¬ nych Ameryki lub serii Tylera. Zwykle termin ten od¬ nosi sie do wielkosci dwóch sit dowolnej z wymienio¬ nych serii, miedzy którymi opada wiekszosc próbki.Na przyklad, „8/30 mesh" lub „8 przez 30 mesh" lub „8x30 mesh" oznacza, ze 90% wagowych próbki przechodzi przez sito nr 8 a zatrzymuje sie na sicie nr 30. Podobnie, 6/0 mesh oznacza, ze 90% wagowych przechodzi przez sito nr 6 przy braku dolnej granicy rozmiaru granulek. Alternatywnie, termin ten odnosi sie do maksymalnej wielkosci czastek, takiej jak w o- kresleniu rozdrobnienia materialu proszkowego. Przy¬ kladowo, „65% wagowych proszku — 325 mesh" o- znacza, ze 65% wagowych danej próbki przechodzi przez sito nr 325.Liczbe melasowa oblicza sie ze stosunku gestosci optycznej przesaczu roztworu melasy potraktowanego standardowym weglem aktywnym i badanym weglem aktywnym.Pak jest lepka, ciemna lub czarna substancja otrzyma- 4 na jako pozostalosc po destylacji materialów organicz¬ nych a zwlaszcza smól.Proszek oznacza wegiel aktywny, który ma rozmiar czastek, czyli „mesh" mniejszy niz okolo 40 a korzystnie 5 mniejszy niz okolo 60. Im mniejsza wielkosc, tym wieksza liczba mesh.Wegiel subbitumiczny jest przejsciowym stadium wegla starszym od lignitów i wegli brunatnych, ale mlodszym od wegla bitumicznego. Po wydobyciu, we- 10 giel ten zawiera wagowo, wedlug skróconej analizy, od okolo 10% do okolo 25% wilgoci, od okolo 35% do okolo 45% czesci lotnych, od okolo 2% do okolo 5% popiolu i od okolo 25% do okolo 45% zwiazanego wegla, a wedlug analizy na zawartosc pierwiastków 15 od okolo 65% do okolo 75% wegla, od okolo 4% do okolo 6% wodoru, od okolo 0,5% do okolo 2,0% azotu i od okolo 0,5% do okolo 1,0% siarki. Patrz standard 0-388-66 ASTM.Powierzchnia wlasciwa jest powierzchnia przypadaja¬ ca na jednostke wagowa granulowanego wegla aktywne¬ go. Oznacza sie ja z izotermy adsorpcji azotu wedlug Brunauera, Emmeta i Tellera (BET) i wyraza w m2/g.Objetosciowa liczbe jodowa i liczby melasowe okre¬ sla sie mnozac przez ciezar nasypowy, aby wyrazic te wlasciwosci niezaleznie od tego ciezaru.Granulowany wegiel aktywny jest szczególnie u" zyteczny w zastosowaniach do obróbki fazy cieklej lub gazowej. W fazie cieklej dlatego, ze jest wysoce 30 efektywny w oczyszczaniu poboru, jak równiez odplywu scieków komunalnych i przemyslowych, ale równiez dlatego, ze moze byc regenerowany dla ponownego uzycia. Jednakze dla spelnienia tych zadan, wegiel musi miec pewne wlasciwosci, a mianowicie minimalna 35 powierzchnie wlasciwa okolo 900 m2/g, dla zapewnienia odpowiedniej pojemnosci absorpcyjnej, minimalna war¬ tosc objetosciowej liczby jodowej okolo 410, korzystnie okolo 480, dla zapewnienia odpowiedniej absorpcji, zwlaszcza substancji o niskim ciezarze czasteczkowym, 40 minimalna objetosciowa liczbe melasowa okolo 90, ko¬ rzystnie okolo 100, dla zapewnienia odpowiedniego odbarwienia, maksymalna zawartosc popiolu nie wiecej niz okolo 12% wagowych, a korzystnie nie wiecej niz 8% wagowych ze wzgledu na czystosc, minimalna 45 wartosc liczby scierania okolo 70, korzystnie nie mniej niz 80, dla odpowiedniej trwadosci pozwalajacej na zachowanie spoistosci granulek podczas uzytkowania i regeneracji, oraz minimalny ciezar nasypowy okolo 0,46 g/cm3, korzystnie 0,48 g/cm3, dla otrzymania 50 gestych, scisle upakowanych zlóz i wypelnien kolumn potrzebnych do obróbki wody i scieków. W zastosowa¬ niu do fazy gazowej granulowany aktywny wegiel jest szczególnie uzyteczny do oczyszczania gazu i powietrza.Poza wyzej wymienionymi wlasciwosciami gestosci, 55 twardosci i czystosci, objetosciowa liczba jodowa nie powinna byc nizsza niz minimum okolo 460, zas obje¬ tosciowa liczba melasowa powinna byc ponizej 90, ko¬ rzystnie liczba jodowa co najmniej okolo 480, a objetos¬ ciowa liczba melasowa nie wyzsza niz okolo 85. Podobnie 60 wegiel powinien miec minimalna liczbe aktywnosci czterochlorku wegla okolo 50, korzystnie co najmniej okolo 60.Z opisów patentowych St. Zjedn. Ameryki nr nr 4.144.193, 4.032.476, 4.131.566, 4.149.994, 4.149.995 65 i 4.157.314 znane sa sposoby wytwarzania twardego,122 802 5 granulowanego wegla aktywnego z wegli subbitumicz- nych i wegli brunatnych.Jednak w kazdej z tych metod stosowano do obróbki wegla ciekle mineralne kwasy nieorganiczne. Do czasu opracowania sposobu wedlug wynalazku nie bylo wia¬ dome aby ktokolwiek przeprowadzal obróbke polegajaca na dzialaniu na wegiel subbitumiczny stalym kwasem borowym.Wedlug opisów nr nr 4.144.193,4.131.566, i 4.149.994, do obróbki stosuje sie wodny, rozcienczony roztwór mineralnego kwasu nieorganicznego, przy czym wy¬ magane jest usuniecie kwasu przed dalsza przeróbka, aby uniknac korozji urzadzen do obróbki cieplnej.W opisach nr nr 4.032.476 i 4.149.995 stosowano mala ilosc stezonego kwasu mineralnego mieszanego z granulkami wegla, aby uniknac etapu usuwania kwasu, ale dla zapobiezenia korozyjnego dzialania kwasu, u- rzadzenie do obróbki cieplnej wymaga specjalnej wy¬ kladziny.Co do obróbki cieplnej jako takiej, to w kazdej z metod znanych z powyzszych opisów patentowych, z wyjat¬ kiem opisu nr 4.131.566, stwierdza sie, ze w zastosowa¬ niu do wegla bitumicznego wazne jest wyeliminowanie etapu zweglania lub niskotemperaturowego utleniania.W opisie nr 4.131.566 stwierdzono, ze zarówno obróbka kwasem jak i zweglanie sa waznymi etapami procesu, umozliwiajacymi uzyskanie oczekiwanych wy¬ ników, jezeli do obróbki cieplnej stosuje sie wegiel bitumiczny o malej spiekalnosci a nie wegiel dobrze koksujacy.W opisie patentowym nr 4.157.314 stwierdzono, ze zarówno etap zweglania jak i usuwania czesci lotnych moze byc wyeliminowany przed etapem cieplnego aktywowania.Podobnie, sposoby znane z opisów patentowych St. Zjedn. Ameryki nr nr 3.483.134,3.876.505 i 4.014.817 sa interesujace, ale kazdy z nich ujawnia jako konieczne etapy zweglania i niskotemperaturowego utleniania a zaden nie zapewnia uzyskania twardego, granulowane¬ go wegla aktywnego. Z opisu patentowego St. Zjedn.Ameryki nr 1.438.113 znane jest zastosowanie wodnego kwasu torowego do wytwarzania wegla odbarwiaja¬ cego, przy czym material wyjsciowy jest pochodzenia roslinnego lub zwierzecego, przy czym kwas borowy wystepuje jedynie jako dopuszczalny srodek zastepczy zamiast korzystniejszego kwasu fosforowego w wodnym roztworze, przy czym ciekly kwas stanowi co najmniej jedna trzecia, a korzystnie dwie trzecie mieszaniny przed zweglaniem. Sposób ten nie dotyczy w zwiazku z tym wytwarzania twardego granulowanego wegla aktywnego z wegla subbitumicznego, traktowanego znacznie mniejsza iloscia stalego kwasu borowego.Ponadto, opis patentowy St. Zjedn. Ameryki nr 2.437.174 ujawnia zastosowanie wodnego roztworu kwasu borowego do traktowania substancji roslinnej w celu otrzymania wegla aktywnego przez spalanie w powietrzu, przy czym stosuje sie tyle cieklego kwasu borowego, aby 1—15% wagowych zwiazku borowego zaimpregnowalo sie na materiale. Opis ten równiez nie sugeruje zastosowania stalego kwasu borowego do traktowania substancji mineralnej takiej jak wegiel subbitumiczny ani do wytwarzania twardego granulo¬ wanego wegla, a tylko raczej do wytwarzania produktu wlóknistego. W obu powyzszych opisach otrzymany 6 produkt luguje sie woda w celu wyekstrahowania kwasu borowego po obróbce cieplnej.W odróznieniu od powyzszych sposobów, sposób wedlug wynalazku wykorzystuje stan staly kwasu boro~ 5 wego w temperaturze pokojowej, który pozwala na uzycie znacznie mniejszych ilosci tego kwasu w stanie stalym, w celu uproszczenia produkcji twardego, granu¬ lowanego wegla aktywnego. Ilosc zastosowanego stalego kwasu okresla czy otrzymany twardy granulowany 10 produkt nadaje sie do zastosowania w fazie cieklej czy gazowej. Chociaz surowy wegiel mozna poddawac kruszeniu i rozdrabnianiu z wytworzeniem granulek przed zmieszaniem ze stalym kwasem borowym i naste¬ pnym proszkowaniem, nie jest to absolutnie konieczne, is poniewaz wegiel i staly kwas borowy latwo sie jedno¬ czesnie mieszaja i rozdrabniaja na jednolita drobna proszkowa mieszanine, z ewentualnym dodatkiem we¬ glowego lepiszcza, takiego jak pak. Jest to zwlaszcza dogodne w obróbce wegla na wieksza skale, gdyz mozna 20 wyeliminowac wstepny etap granulowania i polaczyc etapy mieszania i proszkowania. Ponadto nie ma ko¬ niecznosci przemywania kwasu borowego albo przed albo po odpowiedniej obróbce cieplnej, co nie tylko eliminuje etap zweglania lub etap utleniania w niskiej 25 temperaturze, ale równiez moze wyeliminowac oddzielne odpedzanie czesci lotnych, takie jak przy bezposredniej aktywacji.Alternatywnie, etap mieszania moze poprzedzac etap proszkowania i mozna stosowac osobne etapy odpedzania 30 czesci lotnych, w kazdym przypadku z wyeliminowaniem etapu zweglania.Glównym celem wynalazku jest: A) opracowanie nowego i ulepszonego sposobu wytwarzania twardego, granulowanego wegla aktywnego z wegla subbitumicznego, w którym traktowanie kwa¬ sem jest znacznie uproszczone przez calkowite wyelimi¬ nowanie nie tylko koniecznosci oddzielnych etapów wstepnego granulowania i mieszania, ale takze zastoso¬ wania wysokiej temperatury podczas mieszania, co jest konieczne, gdy stosuje sie kwas w postaci cieklej.Wyeliminowana jest równiez koniecznosc usuwania kwasu, albo przed albo po obróbce cieplnej, przy czym dalsze uproszczenie spowodowane jest eliminacja etapu zweglania lub utleniania w niskiej temperaturze lub obu tych etapów oraz etapu oddzielnego odpedzania czesci lotnych przed aktywacja.B) uzyskanie nowego i ulepszonego twardego, granu¬ lowanego wegla aktywnego, wytworzonego tym sposo¬ bem, o wyzej opisanych pozadanych wlasciwosciach adsorpcji (mierzonych objetosciowa liczba jodowa i liczba aktywnosci czterochlorku wegla), odbarwianie (mierzonych objetosciowa liczba melasowa), czystosci (mierzonych zawartoscia popiolu), twardosci (mie¬ rzonych liczba scierania) i gestosci (mierzonych cie¬ zarem nasypowym), przez co nadaje sie on do zastoso- wania do fazy cieklej i/lub gazowej.Wynalazek obejmuje sposób wytwarzania twardego, granulowanego wegla aktywnego z wegla subbitumicz- i nego, polegajacy na tym, ze prasuje sie drobny proszek zawierajacy wegiel na ksztaltki, rozdrabnia sie ksztaltki na granulki, granulki poddaje sie obróbce cieplnej bez zweglania do ich zaktywowania. Nowa cecha sposobu jest mieszanie i rozdrabnianie jednolitej mieszaniny, za¬ wierajacej wegiel, okolo 1—10% stalego kwasu borowe-122 802 gd, ód 0% do okolo 10% Weglowego lepiszcza, do wy¬ tworzenia drobnego proszku o wilgotnosci nie mniej¬ szej niz okolo 10% i nie Wiekszej niz ok. 25%, przed prasowaniem.Twafdy, granuloWiny wegiel aktywny wytworzony tym sposobem posiada charakterystyke fizyczna o znacznej apftistdsci granule* co pozwala na powta¬ rzalne manipulowanie, uzycie, regeneracje i powtórne uzyci*. Wszystkie ponizej podane procenty, o ile nie zaznaczano inaczej, Oznaczaja procenty wagowe.Ksztaltki otrzymane przez prasowanie moga byc rózn;, wieksze niz granulki, takie jak pastylki, brykiety, cienkie arkusze o falistym przekroju itd. Dalszym przedmiotem wyhdlafcku jcst sposób, w którym mieszanine miesza sie albo priett ilbe róWnofczesnie z rozdrabnianiem miesza¬ niny ni prowsek: frdlszym celem wynalazku jest opracowanie sposobu, w ktdfyhl ilosc Stosowanego kwasu jesttak dobierana, aby uzyskany twafety, granulowany wegiel aktywny nada¬ wal Sie dd zastosowania do faz cieklych i/lub faz gazo¬ wych. Dla zastosowania do fazy cieklej zawartosc kwasu Winna byc W fcranictch okolo i^5%, korzystnie okolo 2—3%. Dla zastósoWania w fazie gazowej, zawartosc kWasii winna wynosic okolo 5—W%, korzystnie okolo ?-9%.Wynalazek ilustroWany jest blizej zalaczonym ry¬ sunkiem, przedstawiajacym schemat blokowy, ilustru¬ jacy schematycznie fozrie etapy procesu oraz otrzymane produkty wedlug Wynalazku.Wynalazek ilustruja równiez ponizsze przyklady.Przyklady I—VUI przedstawiaja korzystne postaci wykonania wynalazku, ilustrowane schematem. Na schemacie nalezy zauwazyc, ze wegiel subbitumiezny, opisany ponizej, zwyklc w Stanie takim, jak otrzymano, zawiera Wilgoc W iiósci okolo 1CM-Z5 %. W tych warunk- kach nie ma potrzeby dalszego nastawiania lub regulacji wilgotnosci weglu przed dalsza obróbka. Jednakze, jezeli wegiel jest niezwykle suchylub niezwykle wilgotny, wilgotnosc mozna wyregulowac dla ulatwienia dalszej obróbki, jak Wskazano W prawym górnym rogu schema¬ tu.Podobnie, regulacje wilgotnosci mozna prowadzic przed prasowaniem drobnego proszku, co wskazano w lewym górnym rogu schematu. Wazna sprawa jest, aby proszek przed prasowaniem zawieral nie mniej niz 10% i nie wiecej niz 25% wilgotnosci, tak aby ksztal¬ tki podczas prasowania zostawaly dobrze ubite, przez co otrzymuje Sie zwarte granulki nadajace sie do otrzymania tWSrdego, granulowanego Wegla aktywnego po obróbce cieplnej. Na schemacie etapy mieszania i proszkowania sa przedstawione schematycznie razem, chociaz etap mieszania mózna prowadzic osobno po etapie wstepnej granulacji i przed etapem proszkowania, przy czym ewentualnie regulacje wilgotnosci mozna prowadzic przed lub miedzy tymi osobnymi etapami.Podobnie, obróbka cieplna granulek wskazana jest ogólnie na rySunku, jednakze obejmuje ona albo bezpo- sfcdiiia. aktywacji aibo oddzielne etapy odpedzania Czesci lotnych f aktywacji, ale bez zweglania lub etapu utlehiknia W niskiej temperaturze, w kazdym przypadku.Rózne partie Wggla aubbitumicznegó stosowane w ponizszych przykladach maja ponizszy typowy sklad procentowy, w odniesieniu do wegla po otrzymaniu i Suchego.Analiza przyblizona: Wilgoc 5 Substancje lotne Popiól Wegiel zWiazany Po otrzymaniu 18,1 35,86 2,35 43,09 suchy -^ 43,78 3,605 52*61 Przyklad I. Zmieszano 2000 g wegla o uziarnie- riiu 8/20 mesh, 174 g paku ze smoly weglowej (7,86%) lo i 40 g stalego kwasu borowego (1,81%), w mieszarce Hobart w ciagu 10 min. Mieszanine proszkowano w mlynie mlotkowym na proszek, którego 91% prze¬ puszczono przez sito standardowe o otworach 325 mesh* Proszek prasowano na pastylki cylindryczne o srednicy 15 okolo 1,27 cm i wysokosci 1,27 cm i o gestosci 1,06 g/cm3.Pastylki te kruszono w mlynie szczekowym i wybierano granulki o uziarnieniu — 6+20 (6/20) do dalszej obrób¬ ki. 600 g granulek o uziarnieniu 6/20 mesh umieszczono £o w stalowym koszu sitowym, który obracal sie W piecu rurowym wykonujac okolo 2 obrotów na Minuta. Hec mial taka konstrukcje, ze mozliwa byla kontrola srodo¬ wiskowa gazowego kosza i granulek. Granulki dgrz&nd do temperatury okolo 470 °C W atmosferze gazu óbó- cs jetnego azotu lub argonu. Temperature te i atmosfere gazowa utrzyrhyWano 1 godzine, a po tym czasie po¬ zostawiono material do ostygniecia do temperatury pókojoWej. Otrzymano 362 g skóksowanegó, czyli pozbawionego skladników lotnych, materialu o uziar- so nieniu +20 mesh o ciezarze nasypowym 0,651 g/cm3 uzyskujac wydajnosc usuwania skladników lotnych 60,3%. 300 g otrzymanego materialu aktywowano nastepu¬ jaco: (jfaniilkl umieszczono W kontrolowanej atmosferze 35 pieca obrotowego i ogrzewano do temperatury 870 °C W Strumieniu azotu plynacego w czasie ogrzewania przez uklad z szybkoscia odpowiadajaca przeplywowi okóle 700 g wody ni godzine. Ogrzewanie trwalo 2 godz., po ezym material pozostawiono do ostygniecia do tempe- 40 rdtury pokojowej W strumieniu azotu. Otrzymano 139 g granulowanego wegli aktywnego, (+30) mesh przy wydajnosci aktywowania 46,3% i lacznej wydajnosci 28,0%. Produkt m:al nastepujace wlasciwosci: ciezar nasypowy 0,480 g/cmJ, liczba jodowa 1045 (objetos- 45 ciowo 502), liczba melasowa 217 (objetosciowo 104) liczba scierania 89, i przecietna srednica czastek 1,70 mm.Przyklad II. Powtórzono operacje z przykladu I, z nastepujacymi róznicami. Stosowano 50 g kwasu borowego (2,25%), co spowodowalo uzycie paku 50 w ilosci 7,82%, przy czym 90% drobnego proszku mialo uziarnienie —325 mesh. Pastylki mialy gestosc 1,19 g/cm9, i po kruszeniu granulki ogrzewano do okolo 600°C w celu odpedzenia czesci lotnych. 346 g granulek otrzymanych po odpedzaniu czesci lotnych mialo ciezar 55 nasypowy 0,643 g/cm3, co dawalo wydajnosc odpedza¬ nia 57,6%. Aktywacje kontynuowano przez 2,5 godz, otrzymujac 154 g granulowanego wegla aktywnego, przy wydajnosci aktywowania 51% i calkowitej wydaj¬ nosci 27% (57,6x51/100** 29,4%). Aktywowane eo granulki mialy ciezar nasypowy 0,488 g/cm3, liczbe jodoWa 1027 (objetosciowo 501), liczbe melasowa 228 (objetosciowo 111), liczbe scierania 82 i srednia sredni¬ ce czastek 1,53 mm.Przyklad III. Powtórzono operacje z przykladu 51 II, z ta róznica, ie 1000 g wegla mieszano z 87 g paku122 802 9 10 (7,79%) i 30 g kwasu borowego (2,68%). Gestosc pastylek wynosila 1,2 g/cm3, po rozkruszeniu i odpe¬ dzeniu czesci lotnych otrzymano 331 g granulek, o ciezarze nasypowym 0,652 g/cm3, co oznacza wydajnosc odpedzania 55%. Po aktywacji otrzymano 154 g gra¬ nulowanego, aktywnego wegla, co oznaczalo wydaj¬ nosc aktywacji 52% i ogólna wydajnosc 29%. Aktywo¬ wane granulki maja nastepujace wlasciwosci: ciezar nasypowy 0,492 g/cm3, liczba jodowa 1009 (objetos¬ ciowo 496), liczba melasowa 247 (objetosciowo 121), liczba scierania 82, srednia srednica czastek 1,55 mm.Przyklad IV. Powtórzono operacje z przykladu III, ale zmieniajac ilosc paku do 57 g (5,24%) i zmienia¬ jac zawartosc kwasu borowego na 2,76%. Pastylki mialy gestosc 1,17 g/cm3j po odpedzeniu czesci lot¬ nych otrzymano 309 g granulek o ciezarze nasypowym 0,644 g/cm3 co oznaczalo wydajnosc odpedzania czesci lotnych 51,5%. Po aktywacji otrzymano 148 g granulek co oznaczalo wydajnosc odpedzania 49% i calkowita wydajnosc 25%. Aktywowane granulki mialy naste¬ pujace wlasciwosci: ciezar nasypowy 0,477 g/cm3, liczba jodowa 1075 (objetosciowo 513), liczba melaso¬ wa 236 (objetosciowo 113), liczba scierania 83, zawar¬ tosc popiolu 10,31% i srednia srednica czastek 1,32 mm.Przyklad V. Powtórzono operacje z przykladu IV, z ta róznica, ze zmieszano 2000 g wegla z 60 g paku (2,84%) i 50 g kwasu borowego (2,37%). Pastylki mialy gestosc 1,14 g/cm3; po odpedzaniu otrzymano 330 g granulek o ciezarze nasypowym 0,643 g/cm3, przy wydajnosci odpedzania 55%. Aktywacje konty¬ nuowano 2 godz., otrzymujac 156 g granulowanego wegla aktywnego, przy wydajnosci aktywacji 52% i ogólnej wydajnosci 29%. Aktywowane granulki mialy ciezar nasypowy 0,491 g/cm3, liczbe jodowa 1060 (objetosciowo 520), liczbe melasowa 228 (objetosciowo 112), liczbe scierania 84, zawartosc popiolu 11,7% oraz srednia srednice czastek 1,40 mm.Przyklad VI. Powtórzono operacje z przykladu V, z ta róznica, ze zawartosc kwasu borowego zwiekszo¬ no do 60 g, zwiekszajac przez to zawartosc kwasu bo¬ rowego i paku do 2,83% kazdego. Sprasowane pas¬ tylki mialy gestosc 1,10 g/cm3; po odpedzaniu otrzyma¬ no 335 g granulek o ciezarze nasypowym 0,640 g/cm3 co oznacza wydajnosc odpedzania 52%. Aktywacje kontynuowano w ciagu 2,25 godz. otrzymujac 150 g aktywowanych granulek, przy wydajnosci aktywacji 50% i ogólnej wydajnosci 26%. Granulowany aktywo¬ wany wegiel mial nastepujace wlasciwosci: ciezar nasypowy 0,483 g/cm3, liczba jodowa 1004 (objetoscio¬ wo 485), liczba meI?sowa 230 (objetosciowo 111), liczba scierania 77, zawartosc popiolu 10,9% i srednia sred¬ nica czastek 1,32 mm.Przyklad VII. Powtórzono operacje z przykladu VI, z ta róznica, ze nie stosowano paku, co zwiekszylo zawartosc kwasu borowego do 2,91% i 65% proszku mialo uziarnienie —325mesh. Pastylki mialy gestosc 1,27 g/cm3, po rozdrobnieniu z 931 g granulek o uziar- nieniu 6/20 mesh odpedzono czesci lotne, otrzymujac 460 g granulek o ciezarze nasypowym 0,644 g/cm3 i wydajnosc odpedzania czesci lotnych 49,4%. 300 g aktywowano 3,29 godz., otrzymujac 151 g granu¬ lowanego aktywowanego wegla, przy wydajnosci akty¬ wacji 50,2% i ogólnej wydajnosci 25%. Aktywowane granulki mialy ciezar nasypowy 0,498 g/cm3, liczbe jodowa 1050 (objetosciowo 523), liczbe melasowa 204 (objetosciowo 102), liczbe scierania 80, zawartosc po¬ piolu 11,02% i srednia srednice czastek 1,56 mm.Z powyzszych przykladów I—VII wynika, ze sposo¬ bem wedlug wynalazku mozna uzyskac doskonaly, 5 granulowany, aktywowany wegiel do fazy wodnej, stosujac ewentualnie lepiszcze weglowe takie jak pak.Przyklad VIII przedstawia wytwarzanie sposobem wedlug wynalazku granulowanego wegla aktywnego nadajacego sie do stosowania w fazie gazowej. io Przyklad VIII. Powtórzono operacje z przykladu VI, z ta róznica, ze zastosowano 180 g paku (7,56%) i 200 g kwasu borowego (8,40%). Otrzymano pastylki o gestosci 1,30 g/cm3, nastepnie otrzymano po rozdrob¬ nieniu 1169 g granulek poddano odpedzaniu przez co 15 otrzymano 624 g granulek o ciezarze nasypowym 0,617 g/cm3 co oznacza wydajnosc odpedzania 53,4%.Aktywacje kontynuowano 3 godz. i 5 min. Po akty¬ wacji otrzymano 153 g granulowanego wegla aktywnego, co oznaczalo wydajnosc aktywacji 51% i ogólna wy- 20 dajnosc 27%. Aktywowane granulki mialy nastepujace wlasciwosci: ciezar nasypowy 0,461 g/cm3, liczbe jodo¬ wa 1090 (objetosciowo 502), liczbe melasowa 183 (objetosciowo 84), liczbe aktywnosci czterochlorku wegla 73,9, liczbe scierania 72, zawartosc pcp olu 10,85% 25 i srednia srednice czastek 1,55 mm.Z przykladu tego widac, ze sposobem wedlug wyna¬ lazku otrzymuje sie doskonaly wegiel do stosowania w fazie gazowej, w którym zawartosc kwasu boro¬ wego wynosi powyzej 5%. 30 Z powyzszych przykladów wynika, ze twardy, gra¬ nulowany wegiel, nadajacy sie do stosowania do fazy cieklej i gazowej, mozna otrzymac przez traktowanie stosunkowo mala iloscia (okolo 1—10%) stalego kwasu borowego. W tych ramach stosuje sie okolo 35 1—5% kwasu dla otrzymania wegla do fazy cieklej lub okolo 5—10% kwasu dla otrzymania wegla do fazy gazowej.Termin „kwas borowy" stosowany w niniejszym opisie oznacza wzór H2B03, znany jest równiez han- 40 dlowo pod nazwa kwasu orto-borowego lub kwasu borowego i stosowany jest w tej postaci w przykladach.Jednakze termin tez moze obejmowac równiez kwas metaborowy, o wzorze HB02 i kwas czteroborowy (piro- borowy) o wzorze H2B407, poniewaz te formy kwasu 45 borowego sa równiez stale w temperaturze pokojowej i maja ten sam sklad w nieco innych proporcjach.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania twardego, granulowanego 50 wegla aktywnego z wegla subbitumicznego przez prasowanie drobnego proszku, zawierajacego ten we¬ giel na ksztaltki, rozdrabnianie otrzymanych ksztaltek na granulki i obróbke cieplna tych granulek bez zwe¬ glania do ich zaktywowania, znamienny tym, ze 55 miesza sie i rozdrabnia jednolita mieszanine zawierajaca powyzszy wegiel, okolo 1—10% stalego kwasu borowego i okolo 0—10% weglowego lepiszcza, do uzyskania drobnego proszku o zawartosci wilgoci nie mniejszej niz okolo 10% i nie wiekszej niz okolo 25%, przed 60 wyzej wymienionym prasowaniem. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze mieszanine miesza sie przed rozdrobnieniem jej na proszek. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 65 mieszanine miesza sie i rozdrabnia równoczesnie.122 S02 11 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w przypadku wytwarzania wegla do zastosowania w fazie cieklej stosuje sie mieszanine zawierajaca okolo 1—5% kwasu, przy czym ilosc ta jest dobrana tak, aby otrzymac minimalna objetosciowa liczbe jo¬ dowa 410 i minimalna objetosciowa liczbe melasowa okolo 90. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w przypadku wytwarzania wegla do zastosowania w fa¬ zie cieklej stosuje sie mieszanine zawierajaca okolo 2—3% kwasu borowego, przy czym ilosc ta jest do¬ brana tak, aby otrzymac minimalna objetosciowa liczbe jodowa ofeolo 480 i minimalna objetosciowa liczbe me¬ lasowa okolo 100. 10 12 6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w przypadku wytwarzania wegla do zastosowania w fazie gazowej stosuje sie mieszanine zawierajaca 5—10% kwasu, przy czym ilosc ta fest dobrana tak* aby otrzymac minimalna objetosciowa liczbe jodowa okolo 460, objetosciowa liczbe melasowa ponizej okolo 90 i minimalna liczbe czterochlorku wegla okolo 50. 7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w przypadku wytwarzania wegla do zastosowania w fazie gazowej stosuje sie mieszanine zawierajaca okolo 7—9% kwasu, przy czym ilosc ta jest dobrana tak, aby otrzymac minimalna objetosciowa liczbe jo¬ dowa 480 i objetosciowa liczbe melasowa ponizej okolo 85. 1 REGULACJA , WJ LGOT M0SCI I WEGI EL SUBBITUMICZNY J \ r MIESZANIE 4 PROSZKOWANIE i r PRASOWANIE i ' GRANILOWA Ni€ 1 r OBRÓBKA CIEPLNA A ' GRANULOWANY WEGIEL AKTYW-NY ^. j REGULACJA 1 WILGOTNOSCI LDD Z-d 2, z, 84/1400/84, n. 85+20 egZ.Cena 100 zl PL