PL166644B1 - Sposób wytwarzania kwasów huminowych z wegla PL - Google Patents

Sposób wytwarzania kwasów huminowych z wegla PL

Info

Publication number
PL166644B1
PL166644B1 PL91292550A PL29255091A PL166644B1 PL 166644 B1 PL166644 B1 PL 166644B1 PL 91292550 A PL91292550 A PL 91292550A PL 29255091 A PL29255091 A PL 29255091A PL 166644 B1 PL166644 B1 PL 166644B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
reactor
oxygen
coal
air
temperature
Prior art date
Application number
PL91292550A
Other languages
English (en)
Other versions
PL292550A1 (en
Inventor
Vincenzo Calemma
Vincenzo Piccolo
Riccardo Rausa
Original Assignee
Eniricerche Spa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eniricerche Spa filed Critical Eniricerche Spa
Publication of PL292550A1 publication Critical patent/PL292550A1/xx
Publication of PL166644B1 publication Critical patent/PL166644B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08HDERIVATIVES OF NATURAL MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08H99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass, e.g. flours, kernels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/24Naturally occurring macromolecular compounds, e.g. humic acids or their derivatives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Compounds Of Unknown Constitution (AREA)
  • Fertilizers (AREA)

Abstract

1 . Sposób wytwarzania kwasów huminowych z wegla, w którym wegiel utlenia sie w fazie suchej za pomoca tlenu lub mieszaniny tlen-azot, zwlaszcza powietrza, w reaktorze ze zlozem fluidalnym, z uzyciem wegla o czastkach wielkosci do 3 mm, w temperaturze 150-300°C, przy cisnieniu czastkowym tlenu 68,7-490,5 kPa i czasie zetkniecia 30-600 minut, znamienny tym, ze czesc gazów odlotowych z reaktora zawraca sie do reaktora po ochlodzeniu ich do temperatury 50-100°C. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kwasów huminowych z węgla.
Kwasy huminowe stosuje się, jako takie lub w mieszaninie z nawozami, do wytwarzania dodatków nawożących glebę, a także w procesach usuwania metali z wody. Znane są sposoby wytwarzania kwasów huminowych polegające na utlenianiu węgla. Takie procesy utleniania można podzielić na cztery typy;
- utlenianie kwasem azotowym lub tlenkami azotu (patrz np. brytyjski opis patentowy nr 1283385);
- utlenianie tlenem w fazie wodnej o odczynie kwasowym (patrz np. nie badane japońskie zgłoszenie patentowe nr 70/10723);
- utlenianie tlenem w fazie wodnej o odczynie zasadowym (patrz np. U. S. Bur. Mines Int. Circ., No 8234, 1963, str. 74); i
- utlenianie tlenem (lub powietrzem) w fazie suchej (patrz np. opublikowany opis europejskiego zgłoszenia patentowego nr 0272737).
Pierwsze trzy wymienione procesy mają następujące wady.
Proces utleniania kwasem azotowym lub tlenkami azotu charakteryzuje się;
- wysokimi kosztami reagentów w porównaniu z wartością wytwarzanego produktu;
- niską selektywnością reakcji powstawania kwasów huminowych (stosunek wagowy kwas huminowy/kwas fulwinowy nie przewyższa 4); i
- długim czasem reakcji w przypadku cząstek węgla o średnicy powyżej 100 pm.
Proces utleniania tlenem w fazie wodnej o odczynie kwasowym charakteryzuje się:
- wysokim zużyciem kosztownych chemikaliów i
- długim czasem reakcji.
W przypadku tego procesu, na temat którego informacje są bardzo skąpe, nie podano selektywności i wydajności, lecz ich wartości nie mogą być wysokie.
Proces utleniania tlenem w fazie wodnej o odczynie zasadowym charakteryzuje się:
- niską wydajnością maksymalną (co najwyżej 45%)
- wysokim ciśnieniem cząstkowym tlenu (1962-2943 kPA);
- niską selektywnością powstawania kwasów huminowych (stosunek wagowy kwas huminowy/kwas fulwinowy = 2,5-3); i
- wywiązywaniem się 15-25% CO2.
166 644
Czwarty proces w znacznym stopniu eliminuje wady powyższych trzech procesów. Utlenianie węgla w fazie suchej za pomocą tlenu lub mieszanin tlenu z azotem prowadzi się w reaktorze za złożem fluidalnym, z użyciem węgla o cząstkach wielkości od 100pm do 3 mm, w temperaturze 150-300°C, przy ciśnieniu cząstkowym tlenu 107,9-981 kPa i czasie kontaktu 30-600 minut. Bardzo istotna wada tego rozwiązania polega na tym, że ze względu na wysokie stężenie tlenu wprowadzanego do reaktora (około 21% objętościowych), układ reakcyjny jest stale zagrożony wybuchem mieszaniny pył węglowy/tlen (według danych literaturowych potencjalny wybuch grozi już przy stężeniu tlenu 14% objętościowych).
Obecnie nieoczekiwanie stwierdzono, że istniej taki sposób realizacji tego procesu, przy którym zużycie tlenu jest korzystniejsze i energia zużywana na sprężanie jest niższa, przy czym sposób ten zapewnia pełne zabezpieczenie przed ryzykiem zapalenia się mieszanin pył węglowy/ /powietrze powstających w wolnej przestrzeni reaktora.
Tak więc zgodny z wynalazkiem sposób wytwarzania kwasów huminowych z węgla polega na tym, że węgiel utlenia się w fazie suchej za pomocą tlenu lub mieszaniny tlen-azot, zwłaszcza powietrza, w reaktorze ze złożem fluidalnym, z użyciem węgla o cząstkach wielkości do 3 mm, w temperaturze 150-300°C, przy ciśnieniu cząstkowym tlenu 68,7-490,5 kPa i czasie kontaktu 30-6000 minut, a cechą tego sposobu jest to, że część gazów odlotowych z reaktora zawraca się do reaktora po ochłodzeniu ich do temperatury 50-100°C.
Tę część gazów odlotowych zawraca się korzystnie w ilości 50-90% objętościowych, a najkorzystniej 70-85% objętościowych. Gdy jako środek utleniający stosuje się tlen, to wówczas zawraca się korzystnie 85-99% całkowitej objętości gazów odlotowych.
Otrzymane produkty można następnie wyekstrahować z utlenionego węgla roztworem zasadowym.
W sposobie według wynalazku objętościowe stężenie tlenu wprowadzanego do reaktora wynosi zaledwie około 10%, a więc układ jest zabezpieczony przed wybuchem.
Wyjściowe węgle, z których wytwarza się kwasy huminowe wybiera się korzystnie spośród węgli od lignitowych do bitumicznych.
Wynalazek ilustrują następujące przykłady.
Przykład I. Przeprowadzono proces z symulacją zawracania, zwracając uwagę, by obecność CO, CO 2 i H 2 O oraz objętościowe stężenie tlenu nie wywierały wpływu na kinetykę. Porównano wyniki otrzymane w dwu seriach prób utleniania we fluidalnym złożu węgla Sulcis, przy czym pierwszą serię prowadzono pod ciśnieniem 490,5 kPa z użyciem powietrza, a drugą pod ciśnieniem 981 kPa, z użyciem mieszaniny symulacyjnej, w której utrzymywano stałe ciśnienie cząstkowe O2, i stwierdzono, że konwersja przebiegła praktycznie bez zmian.
Warunki operacyjne były następujące:
Temperatura = 230°C
Czas przebywania = 3, 6 i 10 godzin
Ciśnienie = 490,5 kPa (powietrze) i 981 kPa (mieszanina symulacyjna)
Skład mieszaniny gazowej: CO = 1,57%, CO2 = 3,86%, H2O = 3,50%, O2 = 9,87%, N2 = 81,20%.
Utleniony węgiel analizowano w następujcy sposób. Próbkę o wadze 10 g i 150 ml 1n NaOH umieszczano w kolbie i ogrzewano w temperaturze wrzenia w warunkach powrotu skroplin w atmosferze gazu obojętnego (azot) i w trakcie mieszania przez 7 godzin. Mieszaninę reakcyjną chłodzono i odwirowywano dla oddzielenia pozostałości. Pozostałość przemywano raz 0,1n NaOH, a potem kilkakrotnie wodą do chwili otrzymania słabo zabarwionego ekstraktu. Wodę z przemywania dodawano do roztworu otrzymanego przez odwirowanie. Po wysuszeniu pozostałości ważono ją i analizowano dla oznaczenia w niej węgla i procentowej zawartości substancji organicznych. Kwasy huminowe zawarte w roztworze wyodrębniano drogą strącania przez dodawanie H2SO4 do pH 2 i odwirowania. Substancję stałą suszono następnie, ważono i analizowano dla określenia zawartości substancji organicznych i procentowej zawartości węgla.
Wyniki przedstawiono w tabeli 1.
166 644
Tabela 1
Czas Ciśnienie Zawartość Zawartość węgla w kwasach
tlenu huminowych jako procentowa ilość
(godziny) (kPa) (% objętościowy) węgla wprowadzonego (w przeliczeniu na substancje organiczne) (%)
1 2 3 4
3 981 9,87 27,4
6 981 9,87 32,1
10 981 9,87 41,7
3 490,5 21,00 29,7
6 490,5 21,00 35,2
10 490,5 21,00 43,4
Można zauważyć, iż zmiany w objętościowym stężeniu tlenu wpływają na stężenie węgla w nieznacznym stopniu, o ile cząstkowe ciśnienie tlenu pozostaje nie zmienione. Można także zauważyć, że obecność CO, CO 2 i H 2 O nie wpływa na stężenie węgla.
Przykłady II i III zostaną przedstawione w odniesieniu do figur rysunku. Zgodnie z fig. 1 węgiel Sulcis 1 o cząstkach wielkości poniżej 1000μηι (średnia wielkość 220μπι) wprowadzano w sposób ciągły z prędkością 4970 kg/godzinę. Utleniony węgiel 2 odprowadzano w sposób ciągły z prędkością 4970 kg/godzinę. Objętość reaktora 3 była taka, by czas przebywania wynosił od 16 godzin w przykładzie II do 10 godzin w przykładzie III (stosunek wagi substancji stałych w złożu do prędkości odprowadzania substancji stałych). Różnica między prędkością wprowadzania i odprowadzania substancji stałych powstawała na skutek tworzenia się gazowych CO, CO2 i H2O (strumień 4) podczas utleniania, co było częściowo rekompensowane wzrostem zawartości tlenu w utlenionym węglu.
Substancje stałe utrzymywano w stanie sfluidyzowanym wewnątrz reaktora działaniem gazowego strumienia 5 (40000 Nm3/godzinę) wprowadzanego w temperaturze 70°C, tak więc wziąwszy pod uwagę ciepło wydzielające się w reakcji utleniania, średnia temperatura wewnątrz reaktora wynosiła 230°C. Ciśnienie, pod którym prowadzono proces wynosiło 981 kPa.
Przykładu. Jak to przedstawiono na fig. 1, część (strumień 6) gazowego strumienia 4 (74% całości) zawracano (jako strumień 5) do reaktora wraz z powietrzem 10 sprężonym w 11, po ochłodzeniu w skraplaczu 7 do temperatury 70°C (strumień 8) i oddzieleniu skroplin 13 w 9. Strumień 12 był częścią gazowego strumienia 4, której nie zawracano. Czas przebywania substancji stałych wynosił 16 godzin. W tabeli 2 przedstawiono główne dane strumieni substancji gazowych i stałych.
Jak widać, sposób według wynalazku pozwala na uzyskanie następujących rezultatów:
- stężenie tlenu wprowadzanego do reaktora wynosi nie więcej niż 10%, tak więc proces przebiega w warunkach nie grożących wybuchem mieszaniny pył węglowy/tlen;
- stopień przemiany tlenu wynosi 36%;
- całkowita moc zużyta na ponowne sprężenie zawracanego strumienia i sprężenie powietrza uzupełniającego wynosi 900 kW.
Przykład III. (porównawczy). Jak to przedstawiono na fig. 2, przeprowadzono taką samą próbę jak w przykładzie II, lecz bez zawracania części gazów odlotowych. Odnośniki na fig. 2 mają takie samo znaczenie jak dla fig. 1. Czas przebywania substancji stałych wynosił 10 godzin. W tabeli 3 przedstawiono główne dane strumieni substancji gazowych i stałych.
Jak można się przekonać:
- stężenie tlenu wprowadzanego do reaktora wynosi 21%, tak więc procesu nie można prowadzić poza granicą wartości stężenia tlenu, przy których może nastąpić wybuch mieszaniny pył węglowy/tlen;
- stopień przemiany tlenu wynosi 3,6%;
- całkowita moc zużyta na sprężenie powietrza wynosi 4000 kW.
166 644
Tabela 2
Strumień nr 10 1 12 2 6 8 5 13
Prędkość zasilania węglem (kg/godzinę) 4970
Prędkość odprowadzania utlenionego węgla (kg/godzmę) 4970
Skorpliny (kg/godzinę) 90
Przepływ objętościowy
(Nm3/godzinę) 6650 11540 33490 33400 40050
Stężenie tlenu (% objętościowy) 21 8 8 8 10
Temperatura (°C) 25 230 230 70 70
Ciśnienie (kPA) 91,8 976,1 976,1 976,1 1079,1
Tabela 3
Strumień nr 10 1 4 2
Prędkość zasilania węglem (kg/godzinę) 5530
Prędkość odprowadzania utlenionego węgla (kg/godzinię) 4790
Przepływ objętościowy (Nm3/godzinę) 40050 45030
Stężenie tlenu (% objętościowy) 21 18
Temperatura (°C) 25 230
Ciśnienie (kPA) 91,8 976,1
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.
Cena 1,00 zł.

Claims (6)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób wytwarzania kwasów huminowych z węgla, w którym węgiel utlenia się w fazie suchej za pomocą tlenu lub mieszaniny tlen-azot, zwłaszcza powietrza, w reaktorze ze złożem fluidalnym, z użyciem węgla o cząstkach wielkości do 3 mm, w temperaturze 150-300°C, przy ciśnieniu cząstkowym tlenu 68,7-490,5 kPa i czasie zetknięcia 30-600 minut, znamienny tym, że część gazów odlotowych z reaktora zawraca się do reaktora po ochłodzeniu ich do temperatury 50-100°C.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zawraca się do reaktora 50-99% całkowitej objętości gazów odlotowych.
  3. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że w przypadku gdy jako środek utleniający stosuje się powietrze, do reaktora zawraca się 50-90% całkowitej objętości gazów odlotowych.
  4. 4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że w przypadku gdy jako środek utleniający stosuje się powietrze, do reaktora zawraca się 70-85% całktowitej objętości gazów odlotowych.
  5. 5. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że w przypadku gdy jako środek utleniający stosuje się powietrze, do reaktora zawraca się 85-99% całkowitej objętości gazów odlotowych.
  6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że utlenianie prowadzi się pod całkowitym ciśnieniem nie wyższym niż 3924 kPa.
PL91292550A 1990-11-29 1991-11-27 Sposób wytwarzania kwasów huminowych z wegla PL PL166644B1 (pl)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT02224190A IT1244810B (it) 1990-11-29 1990-11-29 Procedimento per produrre acidi umici rigenerati da carbone

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL292550A1 PL292550A1 (en) 1992-07-13
PL166644B1 true PL166644B1 (pl) 1995-06-30

Family

ID=11193544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL91292550A PL166644B1 (pl) 1990-11-29 1991-11-27 Sposób wytwarzania kwasów huminowych z wegla PL

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP0488459A3 (pl)
CA (1) CA2056757A1 (pl)
IT (1) IT1244810B (pl)
PL (1) PL166644B1 (pl)
RU (1) RU2046817C1 (pl)
ZA (1) ZA919262B (pl)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1251201B (it) * 1991-09-13 1995-05-04 Eniricerche Spa Procedimento per la preparazione di acidi umici rigenerati da carbone
CN115124732B (zh) * 2022-07-08 2023-03-24 安徽农业大学 一种纳米腐植酸的制备方法及利用其提高肥料肥效的方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3562115A (en) * 1969-01-30 1971-02-09 Creative Enterprises Internati Fluidized bed retort surrounded by a fluidized sand heat exchanger
US4261899A (en) * 1980-04-28 1981-04-14 Chem Systems Inc. Phthalic anhydride reaction system
IT1199808B (it) * 1986-12-18 1989-01-05 Eniricerche Spa Procedimento per la produzione di acidi umici rigenerati da carbone
NZ225271A (en) * 1987-07-08 1991-02-26 Nat Energy Council Oxidising coal using a gaseous oxidant

Also Published As

Publication number Publication date
IT1244810B (it) 1994-09-05
IT9022241A1 (it) 1992-05-30
EP0488459A2 (en) 1992-06-03
IT9022241A0 (it) 1990-11-29
EP0488459A3 (en) 1993-03-31
RU2046817C1 (ru) 1995-10-27
CA2056757A1 (en) 1992-05-30
PL292550A1 (en) 1992-07-13
ZA919262B (en) 1992-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0298710B1 (en) Process for the oxidation of fine coal
US4057512A (en) Alkali metal catalyst recovery system
GB1561515A (en) Method or processing ilmenite
US4159195A (en) Hydrothermal alkali metal recovery process
US5356845A (en) Process for the reactivation of nickel-alumina catalysts
US4847054A (en) Process for catalytically reducing NO contained in a gas
US2984545A (en) Manganese oxide process for the recovery of sulfur dioxide from waste gases
JP2554178B2 (ja) フミン酸の回収方法
US4516980A (en) Process for producing low-ash, low-sulfur coal
US4788360A (en) Process for the production of regenerated humic acids from coal
US4349465A (en) Process for the treatment of combustible, solid radioactive wastes
CN114981208B (zh) 用于商业和工业利用硫酸钙同时从磷酸生产中获得稀土元素的集成方法
US20050002845A1 (en) Method of forming phosphoric acid from phosphate ore
PL166644B1 (pl) Sposób wytwarzania kwasów huminowych z wegla PL
EP0307869B1 (en) Process for producing ammonia and sulfur dioxide
EP0173141A2 (en) Process of treating dust catch from a cement manufacturing operation
US6024932A (en) Method for the conversion of gypsum to elemental sulfur
US4225455A (en) Process for decomposing nitrates in aqueous solution
US4296079A (en) Method of manufacturing aluminum sulfate from flue gas
US3954953A (en) Energy conserving process for manufacturing ferric sulfate
US4256708A (en) Process for recovering tungsten from cemented tungsten carbide
US4153441A (en) Process for making magnesium potassium ammonium phosphate
US2923600A (en) Method of producing lithium sulphate from beta spodumene
US4020143A (en) Use of raw manganese nodules for oxidation leaching of reductively roasted manganese nodules
RU2800415C1 (ru) Интегрированный способ получения диоксида серы, подходящего по качеству для использования в процессе производства серной кислоты из сульфата кальция/фосфогипса, полученных в процессе производства фосфорной кислоты