PL96334B1 - Sposob wytwarzania wegli aktywnych z materialow lignocelulozowych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wegli aktywnych z materialów lignocelulozowych, oparty na aktywacji fizyczno-chemicznej.Wynalazek ma zastosowanie do produkcji wegla aktywnego stanowiacego material pomocniczy, zwlaszcza w przemyslach cukrowniczym i ziemniaczanym do rafinacji cukru i rafinacji glukozy.Znane sa sposoby otrzymywania wegli aktywnych metoda aktywacji fizyczno-chemicznej za pomoca takich srodków, jak: kwas fosforowy H3P04, rodanek amonu NH4CNS, siarka elementarna, jednak stwarzaja one trudnosci w calkowitym zregenerowaniu srodków aktywujacych, co powoduje powstawanie uciazliwych scieków oraz wydzielanie szkodliwych gazów.Znany jest sposób polegajacy na tym, ze zmieszane z kwasem fosforowym trociny aktywuje sie w wysokiej temperaturze rzedu 1100°C, po czym kwas fosforowy redukuje sie do fosforu, a nastepnie oddestylowuje, spala do pieciotlenku fosforu, który kolejno przeprowadza sie w kwas fosforowy.Znany jest równiez sposób (patrz: „Die Aktive Kohle ihre Herstellung und Verwerdung" O. Kaush, Halle 1932 str. 67), polegajacy na zastosowaniu kwasu fosforowego o stezeniu okolo 65% w temperaturze 100°C w ilosci 50—60% kwasu fosforowego w przeliczeniu na P205) w stosunku do suchego surowca. Zaimpregnowany kwasem surowiec suszy sie w temperaturze 200°C i ogrzewa w piecach muflowych w temperaturze 700°C.Otrzymany produkt ekstrahuje sie kwasem i woda, suszy, rozdrabnia i segreguje. Proces ten ma charakter periodyczny i jest pracochlonny oraz malo wydajny, a ponadto nie rozwiazuje problemu utylizacji lugów zawierajacych kwas fosforowy.Najbardziej obecnie rozpowszechniona i stosowana metoda chlorocynkowa, która wykorzystuje wlasciwosci sublimacji chlorku cynku nie daje w pelni gwarancji niedopuszczenia do zanieczyszczenia wód i powietrza. W zwiazku z tym w wielu krajach odstepuje sie od tej metody z uwagi na obawe zanieczyszczenia naturalnego srodowiska czlowieka.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze material lignocelulozowy podaje sie dzialaniu kwasu fosforowego o stezeniu 50% w ilosci 200 czesci wagowych na 100 czesci wagowych materialu2 96 334 lignocelulozowego, po czym calosc wygrzewa sie w trzech strefach w sposób ciagly, przy czym w pierwszej strefie material lignocelulozowy wygrzewa sie w temperaturze 120°C i prowadzi do jego wysuszenia i wnikniecia kwasu w jego czasteczki, zas w drugiej strefie wygrzewa sie w temperaturze 200° C i prowadzi destrukcje czastek materialu, a w trzeciej strefie wygrzewa sie w temperaturze 450°C, gdzie dokonuje sie uksztaltowania struktury porowatej wegla. Po wyjsciu z trzeciej strefy wygrzewania, wegiel poddaje sie ekstrakcji wrzaca woda w stosunku wagowym 1 : 50 (na jedna czesc wagowa wegla 50 czesci wagowych wrzacej wody), zas otrzymana z ekstrakcji zawiesine wegla aktywnego w wodzie dekantuje sie, a otrzymany osad suszy, zas roztwór po dekantacji zageszcza sie w wyparce prózniowej do zawartosci 20% kwasu fosforowego, po czym zobojetnia sie weglanem sodu w ilosci —22 czesci wagowych na 100 czesci wagowych 20% kwasu fosforowego lub równiez lugiem sodowym w ilosci 8—9 czesci wagowych na 100 czesci wagowych 20% kwasu fosforowego, przy czym otrzymane z nautralizacji fosforany sodu oddziela sie na drodze frakcjonowanej krystalizacji.Zaleta rozwiazania wedlug wynalazku jest mozliwosc prowadzenia procesu w sposób ciagly, a zatem bardziej wydajny i ekonomiczny oraz otrzymanie wegla aktywnego o licznie metylenowej przekraczajacej 35.Szczególna jednak zaleta sposobu jest calkowita utylizacja srodków aktywujacych, dzieki czemu nie powstaja uciazliwe scieki i nie wydzielaja sie szkodliwe gazy.Przyklad* Materialy lignocelulozowe, jak: pyl drzewny, trociny i odpadowa lignoceluloze pofurfuralowa, lignity, pestki owoców poddaje sie wysuszeniu do wilgotnosci 10%, nastepnie zadaje sie roztworem kwasu fosforowego o stezeniu 50% w ilosci 200 czesci wagowych na 100 czesci wagowych materialu lignocelulozowego, zas w celu równomiernego nasycenia materialu roztworem kwasu fosforowego poddaje sie go w znanym urzadzeniu wymieszaniu.Tak przygotowany material lignocelulozowy umieszcza sie w zmodyfikowanym pieca Herreshoffa i wygrzewa w trzech strefach w sposób ciagly i w czasie jednej godziny, przy czym w pierwszej strefie utrzymuje sie temperature 120°C, zas material intensywnie sie miosza i nastepuje wysuszenie i odpowiednie wnikniecie kwasu w poszczególne czastki materialu, natomiast po jego przejsciu do drugiej strefy nastepuje zaatakowanie poszczególnych skladników drewna i destrukcja czastek, która jest wynikiem dzialania kwasu w temperaturze 200°C, zas po przejsciu do trzeciej strefy w której temperatura wynosi 450°C material ogrzewany miesza sie, przy czym nastepuje ostateczne uksztaltowanie struktury porowatej powstajacego wegla aktywnego. Dzieki temu dzialaniu otrzymuje sie wegiel o rozbudowanych makroporach, to jest wegiel o bardzo silnych wlasciwosciach odbarwiajacych. Tak otrzymany wegiel poddaje sie ekstrakcji wrzaca woda w stosunku wagowym 1 do 50 (na jedna czesc wagowa wegla 50 czesci wagowych wrzacej wody), która prowadzi sie stopniowo, az do zaniku reakcji kwasnej w przesaczu. Dla ostatecznego oddzielenia wody przepuszcza sie wegiel przez filtr obrotowy, a nastepnie poddaje sie wysuszeniu w temperaturze 80—100°C. Nastepnie otrzymany roztwór z przemycia wegla po jego zdekantowaniu lub przefiltrowaniu poddaje sie zageszczeniu w wyparce prózniowej do zawartosci 20% kwasu fosforowego, dalej nastepuje jego przepompowanie do zbiornika reakcyjnego, zaopatrzonego w mechaniczne mieszadlo i w przypadku otrzymania fosforanu dwusodowego zadaje sie weglanem sodu w ilosci 20—22 czesci wagowych na 100 czesci wagowych 20% kwasu fosforowego, a w przypadku otrzymania fosforanu trójsodowego równiez lugiem sodowym w ilosci 8—9 czesci wagowych na 100 czesci wagowych 20% kwasu fosforowego, dalej otrzymany z neutralizacji fosforan sodu zageszcza sie w wyparkach prózniowych, po czym krystalizacje prowadzi sie okolo 12 godzin w krystalizatorach Sevensena o dzialaniu ciaglym w temperaturze okolo 18°C. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania wegli aktywnych z materialów lignocelulozowych oparty na aktywacji fizyczno-chemicznej, znamienny tym, ze material lignocelulozowy poddaje sie dzialaniu roztworu kwasu fosforowego o stezeniu 50% w ilosci 200 czesci wagowych na 100 czesci wagowych materialu lignocelulozowego, po czym calosc wygrzewa sie, a nastepnie otrzymany produkt poddaje sie ekstrakcji wrzaca woda w stosunku wagowym wegla do wody jak 1 do 50, zas otrzymana z ekstrakcji zawiesine wegla aktywnego w wodzie dekantuje sie, a otrzymany osad suszy, zas roztwór po dekantacji zageszcza sie do zawartosci 20% kwasu fosforowego, po czym zobojetnia sie weglanem sodu w ilosci 20—22 czesci wagowych na 100 czesci wagowych 20% kwasu fosforowego, lub równiez lugiem sodowym w ilosci 8—9 czesci wagowych na 100 czesci wagowych 20% kwasu fosforowego, przy czym otrzymane z neutralizacji fosforany sodu oddziela sie na drodze frakcjonowanej krystalizacji, przy czym wygrzewanie materialu lignocelulozowego z kwasem fosforowym prowadzi sie trójstopniowo, kolejno w temperaturach 120°C, 200°C i 450°C. Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120-M8 Cena 45 zl PL