PL15527B1 - Sposób otrzymywania wysokoaktywnych wegli adsórbcyjnych. - Google Patents
Sposób otrzymywania wysokoaktywnych wegli adsórbcyjnych. Download PDFInfo
- Publication number
- PL15527B1 PL15527B1 PL15527A PL1552728A PL15527B1 PL 15527 B1 PL15527 B1 PL 15527B1 PL 15527 A PL15527 A PL 15527A PL 1552728 A PL1552728 A PL 1552728A PL 15527 B1 PL15527 B1 PL 15527B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- carbon
- saturated
- chemicals
- gas
- activated
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 40
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 title claims description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 64
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 59
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 40
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 29
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 24
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 10
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 claims description 6
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 6
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 6
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 5
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 claims description 5
- 241000219745 Lupinus Species 0.000 claims description 3
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 claims description 3
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 claims description 3
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000003077 lignite Substances 0.000 claims description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 2
- 244000141353 Prunus domestica Species 0.000 claims 1
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 claims 1
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 claims 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 31
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 24
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 23
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 20
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 7
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 7
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 7
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 5
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 3
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 210000003934 vacuole Anatomy 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000000274 adsorptive effect Effects 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 150000001722 carbon compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 230000003806 hair structure Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 2
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 241000894007 species Species 0.000 description 2
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 2
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 2
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 2
- 235000014435 Mentha Nutrition 0.000 description 1
- 241001072983 Mentha Species 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000347485 Silurus glanis Species 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 1
- 229910021385 hard carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 235000014569 mints Nutrition 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 159000000001 potassium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000012254 powdered material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 230000003813 thin hair Effects 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Description
Jak wiadomo, dostosowanie wegla ak¬ tywnego do rozmaitych celów adsorbcyj- nych, np. do technicznego wytwarzania konden&ujacych sie gazów i par, lub do za¬ stosowania do masek gazowych, zalezy od rozmaitych indywidualnych wlasnosci akty¬ wowanego wegla.Do rozmaitych celów adsórbcyjnych wegle te uzywa sie wogóle pod postacia ziarnista lub w kawalkach. Rozchodzi sie wtedy o odpowiednia budowe drobnowlo- skowata materjalu weglowego, przyczem w szczególnosci duza role graja nastepuja¬ ce wskazniki: wlasciwosci aktywnej po¬ wierzchni, wielkosc tej powierzchni oraz wielkosc przestrzeni wloskowatej w stosun¬ ku do wagi i jednostki objetosci, srednica kapilary.Przy adsorbcji gazów i par, rozróznia sie dwa rózne rodzaje adsorbcji: wlasciwa adsorbcje powierzchniowa i kondensacje wloskowata. Ta ostatnia zachodzi w szcze¬ gólnosci przy pochlanianiu dajacych sie skondensowac par. Przy adsorbcji, z fazy gazowej osadza sie najpierw silnie na po¬ wierzchni wegla przez wlasciwa adsorbcje jedna lub kilka warstw czasteczek gazu, podczas gdy przy dalszem pochlanianiu moze zachodzic dalsze wypelnianie cieniut¬ kich kanalików wloskowatych, pod posta¬ cia zageszczania, nasflcutek obnizenia cisnie¬ nia pary yr kapilarze. Adsorbcja powierzch-nlowa zalezy zarówno od chemicznego cha¬ rakteru, jak równiez od wielkosci po¬ wierzchni wegla. Dla kondensacji wlosko¬ watej posiada pierwszorzedne znaczenie srednica porów, gdyz obnizenie cisnienia pochlanianej pary lub gazt^. zalezne jest od srednicy porów.Dla wegla o bardzo waskich porach moz¬ na przyjac, ze calkowita przestrzen dajaca sie wypelnic w tych waskich porach zaje¬ ta jest przez zaadsorbowane powierzchnio¬ wo czasteczki gazu lub pary. Przez powiek¬ szenie srednicy porów osiaga sie coraz to wieksza .przestrzen, dajaca sie wypelnic podczas kondensacji wloskowatej tak, ze ilosc zatrzymanej - przez kondensacje pary wzrasta- w okreslonych granicach wraz ze zwiekszeniem sie srednicy porów. Jednak pory o zbyt duzej srednicy moga powodo¬ wac tylko stosunkowo niewielkie obnizenie preznosci pary, nie wystarczajace juz na skondensowanie wchodzacych w gre par.Poniewaz na ogól wziawszy, preznosc pary pozostajacego gazu powinna byc nie¬ znaczna, wiec dla dobrego wegla adsorbcyj- nego laczna objetosc porów, jaka sie otrzy¬ muje ze stosunku miedzy prawdziwym i pozornym ciezarem wlasciwym, nie posiada znaczenia, a jedynie obecnosc odpowiedniej dla danego celu struktury kapilarnej obok wyraznej aktywnosci powierzchni wegla.W takich wypadkach, gdzie rozchodzi sie wylacznie lub tez glównie o wlasciwa ad- sorbcje powierzchniowa jakiegos gazu, be¬ da mialy zastosowanie takie wegle, których wewnetrzna powierzchnia jest mozliwie jak najbardziej rozwinieta. Dla kondensa¬ cji wloskowatej posiada równiez znaczenie wielkosc kapilar. Najodpowiedniejsza wiel¬ kosc zmienia sie wedlug preznosci pary ad¬ sorbowanego gazu lub pary, przyczem mo¬ ze ona byc wieksza lub mniejsza.Rodzaj i sposób wedlug którego gaz lub para zostaly przez wegiel pochloniete, posiada duze znaczenie dla zdolnosci sta¬ lego zatrzymywania, która ten wegiel wy¬ kazuje. W ogólnosci najdawniejsze kapila- ry wykazuja przy wypedzaniu wchlonie¬ tych gazów i par, najmocniejszy opór, gdyz w tego rodzaju rurkach wloskowatych panuje najwyzsze cisnienie kapilarne.Róznorodne wlasnosci wegli adsorbcyj- nych okreslaja izotermy preznosci par ad- sorbcji tych wegli, przyczem na osi odcie¬ tych odklada sie równowazniki wagowe ste¬ zen, adsorbowanej pary lub gazu, wzgled¬ nie cisnienie parcjalne tych ostatnich, zas na o$i rzednych—ilosci wchlonietego gazu lub pary.Wegle adsorbcyjne dziela sie na dwie grupy. Dla wegli nalezacych do pierwszej grupy zdolnosc adsorbcji wzrasta bardzo silnie wraz ze wzrostem preznosci czastko¬ wej adsorbowanego ciala, podczas gdy we¬ gle grupy drugiej w miare wzrostu stezenia adsorbowanego ciala znajdujacego sie w mieszaninie gazów, sa daleko mniej wraz¬ liwe. Moze zajsc wypadek, ze wegle grupy pierwszej przy wysokiej preznosci czastko¬ wej adsorbuja wiecej niz wegle drugiej gru¬ py, podczas gdy przy niskiej preznosci czastkowej zjawisko to zachodzi naodwrót.Wedlug teorji obnizenia preznosci da sie to w ten sposób wytlomaczyc, ze wegle dru¬ giej grupy posiadaja wiekszy procent po¬ rów o bardzo malej srednicy. Przez to, ze wegle te i przy niskich stezeniach silnie je¬ szcze adsorbuja, zatrzymuja one tez silniej zaadsorbowane ciala, to jest okazuja wiek¬ sza zdolnosc stalego zatrzymywania (re- tentywnosc).Stad widac, ze zaleznie od zastosowania zasluguja na wyróznienie wegle pierwszej lub drugiej kategorji. Jezeli np. chodzi o zastosowanie wegla do masek gazowych, to powinny byc bardzo nieznaczne ilosci przy¬ mieszek trujacych doszczetnie pochloniete z powietrza, a te pochloniete gazy trujace powinien wegiel zupelnie pewnie zatrzy¬ mywac takze przy ciaglym przeplywie po¬ wietrza przez ten wegiel. Jezeli zas chodzi o techniczne wytwarzanie wartosciowych — 2 -par i gazów przez ich wyosobnienie z mie¬ szanin gazowych, to sama zdolnosc adsorb- cyjna wegla nie jest miarodajna, ale poza¬ dana jest prócz tego wlasnosc latwego o- raz calkowitego uwalniania pochlonietego ciala, przy zastosowaniu zwyklych sposo¬ bów otrzymywania zpowrotem, jak np. przez przepuszczanie pary wodnej na gora¬ co. W jednym wypadku wymaga sie wiec od wegla duzej retentywnosci, w drugim zas nadaje sie wegiel o niskiej retentyw¬ nosci. Przy znanych sposobach wytwa¬ rzania wegli adsorbcyjnych nie ma sie w gruncie rzeczy moznosci otrzymywa¬ nia wegli o rozmaitych pozadanych wla¬ snosciach. W ogólnosci, przez zmiane wa¬ runków pracy mozna oddzialywac w pew¬ nych granicach na aktywnosc wegli, to zna¬ czy mozna slabiej lub mocniej je aktywo¬ wac, jednakze przy pewnym okreslonym sposobie ogólny przebieg krzywej adsorbcji nie daje sie znacznie zmienic.Inna niedogodnosc znanych sposobów polega na tern, ze wogóle nie jest latwem otrzymywanie wysokoaktywnycli wegli o dostatecznej twardosci oraz mechanicznej wytrzymalosci. Wogóle im wegiel jest bar¬ dziej aktywny, tern jest miekszy. Stosunko¬ wo twarde wegle daja sie w ten sposób o- trzymywac, ze uzywa sie twardego i spoi¬ stego materjalu wyjsciowego, jak np. orze¬ cha kokosowego, lupin owocowych, ziarn, bardzo twardego gatunku drzewa lub t. p., które aktywuje sie zapomoca pary wodnej.Przytem jednak nie mozna dowolnie zmie¬ niac wloskowatej budowy materjalu wyj¬ sciowego tak, ze otrzymane wegle nadaja sie jedynie do scisle okreslonych celów. I tak wegiel z orzechów kokosowych akty¬ wowany para wodna wykazuje wysoka re- tentywnosc i nadaje sie dobrze na tej pod¬ stawie jako wegiel do wypelniania masek gazowych, natomiast w daleko mniejszym stopniu do technicznego wytwarzania ga¬ zów i par. Przez aglomeracje sproszkowa¬ nych materjalów, zawierajacych wegiel, za¬ pomoca srodków wiazacych oraz przez che¬ miczna aktywacje tychze otrzymuje sie we¬ gle ziarniste, posiadajace nieznaczna reten- tywnosc obok duzej zdolnosci adsorbcyjnej, co pozwala je stosowac do technicznego wytwarzania par. Przy tym znanym sposo¬ bie nie jest sie jednakze w moznosci zmie¬ niac dowolnie retentywiiosc. Zreszta do¬ tychczas przy wytwarzaniu ksztaltek we¬ glowych bylo sie zwykle ograniczonym pod wzgledem zadanej twardosci i naskutek te¬ go nie mozna bylo wogóle otrzymac wegli o wymaganej wysokosci aktywnosci.Niniejszy wynalazek rozciaga sie tedy na wytwarzanie wegli adsorbcyjnych o do¬ syc wysokiej aktywnosci, o budowie wlo¬ skowatej, dostosowanej kazdorazowo naj¬ lepiej do odpowiednich celów zastosowania, przyczem retentywnosc moze byc zaleznie od celu zastosowania mniej lub wiecej roz¬ winieta.Sposób wedlug niniejszego wynalazku polega w rzeczywistosci na tern, ze wycho¬ dzi sie z ziarnistych wegli o dostatecznej twardosci, poddaje sie impregnacji zapo¬ moca chemicznych srodków aktywujacych, a nastepnie przeprowadza proces wyzarze¬ nia. Inaczej mówiac, poddaje sie ziarnisty wegiel w temperaturze zarzenia dzialaniu aktywujacych odczynników. Ziarnka wegla w odpowiedniem polaczeniu z tern chemicz- nem aktywowaniem moga byc nastepnie je¬ szcze poddane aktywowaniu zapomoca ga¬ zu.Jako materjal wyjsciowy do przeprowa¬ dzenia nowego sposobu moze byc uzyty kazdy ziarnisty wegiel, jako taki, lub jego czesc skladowa zawierajaca wegiel, wzgled¬ nie wegiel poddany uprzedniemu aktywo¬ waniu. Naprzyklad moga wchodzic w gre: wegiel z orzechów kokosowych lub inne wegle z lupin lub skorupek owocowych wzglednie pestek, twarde gatunki drzewa i t. p., które moga byc albo zweglone, albo tez zapomoca pary wodnej lub innych ga¬ zów czesciowo zaktywowane; zwykly ziar- — 3 —mety wegiel tJrzewny, wegiel z tortu,- wegiel brunatny, antracyt uprzednio aktywowany lub tez nie- Materjaly te w oelu osiagniecia potrzebnej twardosci moga byc impregnowa¬ ne nieorgairicznesni lub organicznemi zwiaz¬ kami, wzglednie mozna je poddac prasowa¬ niu. Ksztaltki weglowe wytworzone przy oomocy srodkówwiazacych wzglednie srod¬ ków utwardzajacych, przy zastosowaniu ci¬ snienia z wegli sproszkowanych, lub mate¬ rialów zawierajacych wegiel, moga byc u- przednio poddane wstepnemu procesowi aktywacji.Wyzej wymienione ksztaltki weglowe lub inne wegle ziarniste moga wiec byc pra¬ wie nieaktywne, lub tez zapomoca wstepne¬ go traktowania moga otrzymac pewien o- kreslony stopien aktywacji. Ziarnka te we¬ dlug wynalazku nasyca sie roztworami che¬ mikalja posiadajacych wlasnosci nasycaja¬ ce, a otrzymane w ten sposób nasycone ziarnka poddaje sie nastepnie procesowi wyzarzania.Jako chemikalja do nasycania uzywa sie kwas fosforowy i fosforany, kwas azo¬ towy i azotany, kwas siarkowy i siarczany, kwas solny, weglany, wodorotlenki, siarczki i t. p. Moga byc tez sole amonowe, sole po- tasowoowe ziem alkalicznych lub metali ciezkich, z tych ostatnich np. sole zelaza, cynku lub glinu.Temperaturyodpowiednie winny byc o- kreslone kazdorazowo dla danego zwiazku, z uwzglednieniem skutku, który zamierza sie osiagnac.Otrzymywanie aktywowanych wegli przez traktowanie zweglajacych sie mate- rjallów, jak drzewo, torf i t. p. jest juz zna- nem; jednak chemikalja, zaleznie od tego czy poddano dzialaniu ich substancje nie- zweglone, czy tez zweglone wywieraja wrecz odmienny wplyw. I tak np. chlorek cynku w stosunkowo niewysokiej tempera¬ turze posiada dzialanie odwadniajace na stribstancje zawierajace wegiel — a wiec co za^etn idzie aktywuje je. Natomiast jezeli dzialac chlorkiem cynka na zweglone mate* rjaly, to skutek osiagniety bedzie zgola in¬ ny.W zwiazku z dzialaniem chemika!ji na wegiel nalezy zauwazyc nastepujace: W nieaktywowanych weglach oraz ksztaltkach weglowych mamy do czynienia z pewna okreslona struktura porów, lecz pory te nie nadaja sie do procesów adsorb- cyjnyoh. Mozna przyjac, ze wegle te sa za¬ nieczyszczone, pozatykane przez weglowo¬ dory oraz zwiazki wegla, jak równiez przez skladniki popiolu. Mozna równiez przyjac, ze czesc porów jest za waska, aby przyjac aktywny udzial w procesie adsorbeji. Akty¬ wacja z tego wzgledu ma nastepujace cele: nadgryzanie lub odpowiednia zmiane che¬ micznego charakteru powierzchni wegla, u- dostepnienie i oczyszczenie porów oraz po¬ glebienie porów w granicach wymaganych dla celów adsorbcyjnych, w szczególnosci dla kondensacji kapilarnej.Przy postepowaniu w mysl wynalazku udalo sie przez zmiane rozmaitych czynni¬ ków osiagnac daleko idaca zmiane wlasci¬ wosci gotowych wegli. I tak, przez odpo¬ wiedni wybór materjalu wyjsciowego za¬ wierajacego wegiel, który moze hyc mniej luib wiecej scislym lub porowatym, przez zastosowanie wiecej lub mniej wysokiego cisnienia podczas aglomeracji, tudziez przez silniejsze rub tez slabsze dzialanie chemi- kalji uzytych do nasycania wegla i wresz¬ cie przez .zastosowanie innych zabiegów, mozna otrzymac wegle o rozmaitej aktyw¬ nosci, retentywnosci, oraz budowie wlo¬ skowatej. Waznem jest równiez przy wy¬ konaniu sposobu w mysl wynalazku, ze mozna wychodzic z bardzo twardych ksztal¬ tek weglowych lub innych ziarn, które pod¬ czas traktowania chemikaljami a nastepnie podczas prazenia, nie traca wiele na swej twardosci, co umozliwia przeprowadzenie aktywacji az do najwyzszego stopnia mozli¬ wosci adsorbcyjnej.Faktem posiadajacym duze znaczenie — 4 ¦ —jest odpowiednie zestawienie sposobów ak¬ tywowania, to znaczy polaczenie aktywo¬ wania zapomoca pary wodnej lub innego gazu z opisanem powyzej aktywowaniem natury chemicznej, gdyz z reguly przez ak¬ tywowanie gazem osiaga sie wlasciwosci wegla rózniace sie znacznie od tych, które sa wywolane przez aktywacje chemiczna.Przez odpowiednie zestawienie oby¬ dwóch rodzajów aktywacji mozna otrzymac wegle o daleko lepszej sumarycznej zdol¬ nosci adsorbcji od dotychczas znanych we¬ gli. Prócz tego retentywnosc, jak równiez o- gólny przebieg krzywej adsorbcji tych we¬ gli, moze byc dowolnie zmieniana w zalez¬ nosci od danego celu, do którego zostaly one uzyte. I tak np, mozna poddac aktywo¬ waniu wegiel z orzecha kokosowego, stosujac znany sposób dzialania para wodna, przy- czem otrzymuje sie wegiel o scislej struk¬ turze oraz wysokiej retentywnosci, nadaja¬ cy sie znakomicie do masek gazowych, znacznie mniej jednak odpowiedni do ce¬ lów technicznej adsorbcji. Wegla tego nie mozna zaktywowac powyzej pewnej grani¬ cy aktywnosci, gdyz w przeciwnym razie staje sie on za miekki i za malo odporny, a nastepnie wskutek tego, ze przy dalszej ak¬ tywacji spala sie bez pozytku zbyt wiele materjalu. Jezeli wegiel z orzechów kokoso¬ wych, mniej lub wiecej aktywowany zapo¬ moca pary wodnej poddac wedlug wynalaz¬ ku traktowaniu chemikaljami, to mozna o- trzymac wegiel o znacznie wyzszej aktyw¬ nosci, którego czas dzialania, np. przy za¬ stosowaniu w maskach gazowych, znacznie sie przedluza, lub tez który nadaje sie znacznie lepiej do otrzymywania par meto¬ da techniczna i t, p.W podobny sposób mozna zastosowac sposób wedlug wynalazku do uformowanych wegli. Znanym sposobem otrzymuje sie ksztaltki weglowe, wychodzac z dtfdbno zmielonego wegla lub zweglonego materja¬ lu, który przez domieszanie organicznych lub tez nieorganicznych srodków wiazacych, wzglednie mieszanin obydwu wymienio¬ nych, poddaje sie-odpoWiedmej aglotbefi- cji.Po wyprazeniu tych aglomeratów otrzy* muje sie, zaleznie od zastosowanych cisnien oraz rodzaju Srodka wiazacego, twarde ksztaltki, które jednak wogóle sa bardzo malo lub tez calkieni nieaktywne. Ksztaltki owe aktywuje sie w wysokiej temperaturze zapomoca pary wodnej lub innych gazów, lecz aktywacja daje sie przeprowadzic nie¬ calkowicie, gdyz zwykle ksztaltki weglowe sa znów za miekkie i za malo odporne i roz* sypuja sie zaraz na proszek.Wedlug wynalazku mozna ksztaltki we¬ gla tego rodzaju, po uprzedniem zastoso¬ waniu pary wodnej lub innego gazu i przez to posuniecie aktywacji ksztaltek tak dale* ko, jak na to pozwala otrzymanie odpo* wiedniej twardosci, nasycic je zapomoca chemikaljów, jak to jest wyzej opisane, i nasycone ksztaltki weglowe poddac wypra¬ zeniu. W ten sposób otrzymuje sie wyso* koaktywne ksztaltka których zdolnosc ad- sorbcyjna jest znacznie wieksza od wegli uformowanych w znany uprzednio sposób.Szczególnie zasluguje na uwage, ze przez traktowanie wtórne wegla wedlug wynalazku osiaga on daleko wieksza zdol¬ nosc adsorbcyjna, niz przy zastosowaniu jakiegokolwiek ze znanych sposobów, na* wet przy zaniedbaniu samej twardosci we¬ gla; przytem strata na weglu jest znacznie mniejsza. Nowy sposób posiada te zalete, ze daje rzeczywiste korzysci gospodarcze.Polaczenie aktywowania zapomoca ga¬ zu z aktywowaniem chemicznem wedlug wynalazku, mozna takze w ten sposób prze¬ prowadzic, ze wytwarza sie ksztaltki wegla z uprzednio poddanego gazowemu aktywo¬ waniu proszku weglowego. Wegiel ten moze byc nastepnie sprasowany na twarde ksztaltki, które przez nastepna obróbke nic nie traca na swej twardosci.Powszechnie znane jest i przyjete, ze zaktywowane 4tarniste wegle ekftrahuje sie ^ 5 —np. Jcwasem solnym, celem usuniecia czesci skladowych popiolu, a nastepnie poddaje przemyciu woda. Zapomoca znanej tej eks¬ trakcji mozna poprawic zdolnosc adsorb- cyjna i gdyz przez usuniecie obecnych tam nieorganicznych rozpuszczalnych w kwasie zanieczyszczen, uwalnia sie powierzchnie aktywna wegla, a takze udostepnia we¬ wnetrzne pory. Wegiel ekstrahowany kwa¬ sem i przemyty woda, moze byc znów wy¬ prazony. Wedlug niniejszego wynalazku nie chodzi jednak, lub tez w czesci o owe o- czyszczenie wnetrza wegla zapomoca eks¬ trakcji, daleko bardziej zwraca sie uwage przy procesie prazenia na wlasciwe kazdo¬ razowe dzialanie odczynnika.Po wyprazeniu wegiel aktywowany w miare potrzeby ekstrahuje sie znanym spo¬ sobem, a nastepnie wymywa; Wyzej opisa¬ ne nasycenie wedlug wynalazku moze byc poprzedzone zwykla ekstrakcja lub prze¬ myciem, które moze byc przeprowadzone niezaleznie od sposobu wedlug wynalazku.W wielu wypadkach wynik obróbki w mysl Wynalazku staje sie daleko wydatniejszym przy uzyciu uprzednio ekstrahowanego we¬ gla, niz przy stosowaniu wegla nie podda¬ nego uprzedniej ekstrakcji.Nalezy zauwazyc, iz przy traktowaniu kwasami, jak kwas solny lub kwas azotowy, wegiel przy prazeniu zostaje pozbawiony tych kwasów tak, ze wymywanie tych od¬ czynników staje sie pózniej zbytecznem.Przy uzyciu innych odczynników, nie daja¬ cych sie usunac przez prazenie, nalezy za¬ stosowac ekstrahowanie tychze z gotowego juz wegla.Przy nasycaniu w mysl wynalazku moz¬ na wychodzic wogóle z daleko mniejszych ilosci chemikalji, niz przy znanych dotych¬ czas sposobach chemicznego aktywowania, a to dlatego, ze w tym wypadku rozchodzi sie j edynie o dzialanie na uprzednio przy¬ gotowany wegiel. To dzialanie moze byc mniej lub wiecej silne i moze ograniczac sie np. jedynie do usuniecia zanieczyszczaja¬ cych zwiazków wegla oraz czesci sklado¬ wych popiolu z aktywnej powierzchni we¬ gla, podczas gdy w innych wypadkach w celu poglebienia rurek wloskowatych nale¬ zy poddac utlenieniu takze i wegiel znajdu¬ jacy sie w jadrze ziarna. Mozna wiec sto¬ sownie do zamierzonych celów zastosowa¬ nia wegla tak dobrac chemikalja oraz inne warunki pracy, ze wegiel zostanie mniej lub wiecej nadgryziony; i tak np. poleca sie stosowanie utleniania lub innego dziala¬ nia, celem otrzymania wegli reterityw- nych.Podczas gdy przy sposobie w mysl wy¬ nalazku dzialanie srodka nasyca jacego zachodzi bardzo równomiernie az do we¬ wnetrznego jadra ziaren, to okazuje sie, ze aktywacja zapomoca pary wodnej lub in¬ nego gazu zachodzi zawsze najmocniej na zewnetrznych warstwach ziaren, przyczem warstwy te przy dalszem aktywowaniu u- legaja powolnemu spalaniu, lub zamienia¬ ja sie na proszek, co rozumie sie znacznie ogranicza praktycznie osiagalny skutek aktywowania przy stosowaniu jako srod¬ ka aktywujacego — gazu.Zaleta niniejszego wynalazku jest rów¬ niez i to, ze mozna wytwarzac na dowol¬ nej drodze wysokoaktywne wegle o sto¬ sunkowo duzej scislosci, to znaczy o po¬ zornie znacznym ciezarze wlasciwym.Dawniej przypuszczano, ze zdolnosc ad- sorbcji wegli stoi W stosunku prostym dó ich porowatosci. Pojecie to jest jednak niesluszne, przynajmniej jezeli pod mia¬ nem porowatosci, jak to sie ogólnie utarlo, rozumie sie sumaryczna objetosc rurek i otworów zawarta w jednostce objetosci.Miare porowatosci lub przeciwnie scislosci otrzymuje sie przez stosunek pozornego ciezaru wlasciwego do rzeczywistego cie¬ zaru wlasciwego danego wegla. I tak np. wegiel o rzeczywistym ciezarze wlasci¬ wym równym 2,0 oraz pozornym ciezarze wlasciwym 0,4 posiada 20% materji ge¬ stej i 80% porów. Zwykly wegiel drzewny -^ 6 -*¦hicie miec np. parowaios^ wyftósz^ca 85%, a pomimo to nie posiadac zdolnosci chlonnych, gdyz powierzchnia weglanie jest aktywna, zas porowatosc •;sklada sie przewaznie z pustych przestrzeni, malo nadajacych sie do procesów adsorbcji, na- skutek swych nieodpowiednich rozmiarów.Sa to wiec np. pory o duzym stosunkowo przekroju, lub tak zwane wakuole uniemoz¬ liwiajace kondensacje wloskowata.Znaleziono, ze najlepsze ze znanych wegli adsorbcyjnych posiadaja w ogólno¬ sci laczna porowatosc lezaca miedzy 65 i 80%. Jednak i u tych wegli nie calkowita czesc objetosci porów czynna jest przy procesie adsorbcji gazu. Jezeli wiec przy¬ jac, ze calosc wchlonietych par i gazów znajduje sie w weglu w formie skondenso¬ wanej, latwo mozna wyliczyc, ze w naj¬ lepszych wypadkach tylko 40—50% cal¬ kowitej objetosci porów napelnilo sie skondensowanym gazem lub para. To spo¬ strzezenie prowadzi do pojecia „czynnej porowatosci" danego adsorbentu, które to pojecie w przeciwienstwie do pojecia „cal¬ kowitej porowatosci" daje wlasciwa mia¬ re uzytecznosci wegla lub innego adsor¬ bentu.Znaleziono, ze wedlug wynalazku moz¬ na wytwarzac wegle, których „czynna po¬ rowatosc" znacznie jest wyzsza od takiej- ze w znanych weglach, a wiec wegli o znacz¬ nej scislosci, okazujacych duzy pozorny ciezar wlasciwy, które zarówno w odnie¬ sieniu do ciezaru, jak i objetosci, posiadaja nadzwyczaj duza pojemnosc adsorbcyjna.Przeprowadza sie to w ten sposób, ze we¬ giel, jako surowiec, z którego sie wychodzi, mocno prasuje sie podczas aglomeracji tak, ze za duze pory i wakuole nie oddzialywu¬ jace czynnie podczas procesów adsorbcji zostaja znacznie zciesnione. Takze przez mialkie zmielenie produktu wyjsciowego, np. przez rozdrobnienie pieciokrotne usuwa sie znaczna ilosc wakuoli, oraz innych pu¬ stych przestrzeni* W twardych aglomera¬ tach wywoluje sie odpowiednia wfoskowA* tosc przez chemiczna aktywacje wzglednie przez skombinowanie tejze z aktywacja ga¬ zowa. Tymsposobem osiaga sie nadzwyczaj wielka „porowatosc czynna" danego wegla.Znaleziono jednoczesnie, ze przez za¬ stosowanie niniejszego sposobu nietylko Zwieksza sie wlasciwosci adsorbcyjne ziar¬ nistych wegli, ale jednoczesnie zdolnosc od¬ barwiania oraz pojemnosc adsorbcji w od¬ niesieniu do pochlaniania dal z cieczy.Sposób ten posiada wiec znaczenie równiez dla otrzymywania lub ulepszenia wegli od¬ barwiajacych. PL
Claims (7)
1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wytwarzania wysokoaktyw- nych wegli adsorbcyjnych, znamienny tern, ze wegiel ziarnisty lub w kawalkach, któ¬ ry moze byc mniej lub wiecej zaktywowa- ny, nasyca sie srodkami aktywujacemi, czyszczacemi, ekstrahujacemi, lub podobnie dzialajacemi chemikaljami, a nastepnie prazy.
2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tern, ze wegiel ziarnisty aktywuje sie naj¬ przód mniej lub wiecej zapomoca pary wodnej ltub innego aktywujacego gazu, a nastepnie nasyca chemikaljami i prazy.
3. Sposób wedlug zastrz. 1 lub 2, zna¬ mienny tern, ze wegiel ziarnisty z twarde¬ go materjalu wyjsciowego, np. z lupin o- rzecha kokosowego, lub innych skorupek lub ziaren owocowych, twardych odmian drze¬ wa, antracytu, wegla brunatnego i t. p., ak¬ tywuje sie najprzód zapomoca gazów, a na¬ stepnie nasyca chemikaljami i prazy, 4.
4. Sposób wedlug zastrz. \ lub 2, zna¬ mienny tern, ze materjal zawierajacy we¬ giel, który moze byc uprzednio zaktywowa- ny przy pomocy gazów, poddaje sie aglo¬ meracji zapomoca srodków wiazacych orga¬ nicznych lub nieorganicznych, nastepnie o- trzymane ksztaltki nasyca chemikaljami i prazy. 7 -$.
5. Sposób wectlug fcastrz/ 4, znamienny tern, tt materjal zawierajacy wegiel miele sie bardzo drobno i sprasowuje mocno wraz ze srodkami wiazacymi, przyczem otrzyma¬ ne ksztaltki aktywuje sie najprzód zapomo- ca gazów, a nastepnie nasyca chemikaliami i prazy.
6. Sposób wedlug zastrz. 1 —5, zna¬ mienny tern, ze ziarnisty wegiel najprzód sie ekstrahuje i wymywa, a nastepnie nasy¬ ca chemikaljami i prazy.
7. Sposób wedlug zastrz. 1 — 6, zna¬ mienny tern, ie gotowe zaldywowane wegle ekstrahuje sie i wymywa, & Sposób wedlug zastrz. 1 — 7, zna¬ mienny tern, ze wegiel nasyca sie lotnemi chemikaljasm, ulatniajacemi sie calkowicie podczas procesu prazenia. N. V. Norit-Vereeniging V e r k o o p C e n t r a 1 e. Zastepca: Inz. Cz. Raczynski, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego i Skl, WarszHwd. PL
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL15527B1 true PL15527B1 (pl) | 1932-02-29 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ho et al. | Study of the sorption of divalent metal ions on to peat | |
| US4855276A (en) | Solid filtration medium incorporating alumina and carbon | |
| Karthikeyan et al. | Novel activated carbons from agricultural wastes and their characterization | |
| JP2960143B2 (ja) | 活性炭の製造方法 | |
| KR101506094B1 (ko) | 바이오숯-알긴산 캡슐을 이용한 중금속 흡착제, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 수용액 중의 중금속 제거방법 | |
| CN113559824B (zh) | 处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂及其制法与应用 | |
| CN104531156B (zh) | 一种修复铅镉污染土壤固定剂及其制备和应用方法 | |
| US2963441A (en) | Sorbents and process for their preparation | |
| CN110589822B (zh) | 一种塑料废弃物制备活性炭的方法及其应用 | |
| US3374608A (en) | Silver impregnated carbon | |
| Abatal et al. | Carbonaceous material obtained from bark biomass as adsorbent of phenolic compounds from aqueous solutions | |
| US3345125A (en) | Method of purifying gases | |
| Arivoli et al. | Adsorption dynamics of copper ion by low cost activated carbon | |
| JPS59160534A (ja) | 水銀蒸気吸着剤および水銀蒸気含有気体の処理方法 | |
| Mane et al. | Removal of phenol from wastewater using date seed carbon | |
| PL15527B1 (pl) | Sposób otrzymywania wysokoaktywnych wegli adsórbcyjnych. | |
| Hasar et al. | Removal of zinc (II) by activated carbon prepared from almond husks under different conditions | |
| Rosenfeld et al. | Activated carbon and wood ash sorption of wastewater, compost, and biosolids odorants | |
| Niu et al. | Optimization of basic magenta adsorption onto Fe/Cu nanocomposites synthesized by sweet potato leaf extract using response surface methodology | |
| JPH0333642B2 (pl) | ||
| JPS5940502B2 (ja) | 悪臭のある化合物の改善された除去に対する含浸活性炭素 | |
| Pam et al. | Pb (II) removal from wastewater by modified activated carbon in batch and fixed-bed column studies: synthetic and real wastewater application | |
| US2115973A (en) | Filler for gas mask canisters | |
| US1564433A (en) | Gas-purifying composition | |
| Singer | Activated Carbon for the Removal of Trace Metals from Aqueous Solutions |