RU2147924C1 - Sorbent for absorption of mercury vapor and method of its producing - Google Patents

Sorbent for absorption of mercury vapor and method of its producing Download PDF

Info

Publication number
RU2147924C1
RU2147924C1 RU99101471A RU99101471A RU2147924C1 RU 2147924 C1 RU2147924 C1 RU 2147924C1 RU 99101471 A RU99101471 A RU 99101471A RU 99101471 A RU99101471 A RU 99101471A RU 2147924 C1 RU2147924 C1 RU 2147924C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sorbent
sulfur
activated carbon
vapor
carbon
Prior art date
Application number
RU99101471A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
О.М. Климов
А.К. Голубин
А.С. Мельниченко
В.О. Климов
Original Assignee
Научно-исследовательский центр по проблемам управления ресурсосбережением и отходами
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 Научно-исследовательский центр по проблемам управления ресурсосбережением и отходами filed Critical Научно-исследовательский центр по проблемам управления ресурсосбережением и отходами
Priority to RU99101471A priority Critical patent/RU2147924C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2147924C1 publication Critical patent/RU2147924C1/en

Links

Landscapes

  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

FIELD: chemical technology, sorbents. SUBSTANCE: invention relates to production of sorbents based on activated carbon and used for scrubbing technological and ventilation exhausting gases from mercury vapor. Sorbent consists of activated carbon (total pore volume is 0.5-0.75 cm3/g) and insoluble sulfur applied on its in the amount 2-10 wt.-% of carbon mass. Sorbent is prepared by treatment of activated carbon taken mainly as granules (size is 1.0-5.0 mm) at first with carbon disulfide vapor or air-steam mixture with carbon sulfide for 9-10 h and then with steam for 1 h at vapors temperature 100-120 C. EFFECT: increased absorbing capacity of sorbent, broadened exploitation pattern. 3 cl, 3 ex

Description

Изобретения относятся к производству сорбентов на углеродной основе, в частности к производству сорбентов на основе активного угля (АУ), предназначенных для очистки технологических и вентиляционных отходящих газов от ртути. The invention relates to the production of carbon-based sorbents, in particular to the production of activated carbon (AC) sorbents for purifying process and ventilation exhaust gases from mercury.

АУ как сорбент находит широкое применение благодаря возможности достижения необходимой степени очистки за счет пористой структуры и возможности регенерации отработанного продукта. В чистом виде он обладает низкой поглотительной способностью по ртути. Поэтому его применяют с многочисленными добавками, связывающими ртуть. Одной из известных добавок является сера. AC as a sorbent is widely used due to the possibility of achieving the necessary degree of purification due to the porous structure and the possibility of regeneration of the spent product. In its pure form, it has a low mercury absorption capacity. Therefore, it is used with numerous mercury-binding additives. One of the known additives is sulfur.

Известен ряд модификаций АУ серой в результате добавки серы к АУ (EP 0271618, кл. B 01 J 20/20, опубл. 19.06.86), использования АУ в виде суспензии в водном растворе серной кислоты (SU авт. свид. N 292356, кл. B 01 D 53/02, опубл. 05.05.75), осаждения серы на АУ при нагревании смеси АУ с тонкодисперсным порошком серы (GB заявка N 2122916, кл. B 01 D 53/02, опубл. 25.01.84; EP заявка N 0102467, кл. B 01 J 20/20, опубл. 14.03.84), обработки АУ двуокисью серы или сероводородом (патент Финляндии N 57907, кл. B 01 D 53/02, опубл. 10.05.77). A number of modifications of AC sulfur are known as a result of the addition of sulfur to AC (EP 0271618, class B 01 J 20/20, publ. 06/19/86), the use of AC in the form of a suspension in an aqueous solution of sulfuric acid (SU aut. Certificate. N 292356, class B 01 D 53/02, publ. 05.05.75), sulfur deposition on AC when heating a mixture of AC with fine sulfur powder (GB application N 2122916, class B 01 D 53/02, publ. 25.01.84; EP application N 0102467, CL B 01 J 20/20, publ. 14.03.84), treatment of AC with sulfur dioxide or hydrogen sulfide (Finnish patent N 57907, CL B 01 D 53/02, publ. 10.05.77).

В известных сорбентах АУ содержит на поверхности и в порах элементарную кристаллическую серу, которая, как известно, хорошо растворяется в сероуглероде, бензоле, толуоле и спиртах. In known sorbents, AC contains elemental crystalline sulfur on the surface and in the pores, which, as is known, is well soluble in carbon disulfide, benzene, toluene, and alcohols.

При извлечении ртути известными сорбентами следует избегать сред, в которых присутствуют указанные вещества, особенно, сероуглерод, что ограничивает сферу применения этих сорбентов. Кроме того, степень извлечения ртути с их помощью составляет не более 84-88%. When extracting mercury by known sorbents, media in which these substances are present, especially carbon disulfide, should be avoided, which limits the scope of application of these sorbents. In addition, the degree of extraction of mercury with their help is not more than 84-88%.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению является сорбент для поглощения паров ртути, содержащий АУ и серу, по патенту EP 0271618. Данный сорбент выбран в качестве ближайшего аналога (прототипа). Closest to the proposed invention is a sorbent for the absorption of mercury vapor, containing AC and sulfur, according to patent EP 0271618. This sorbent is selected as the closest analogue (prototype).

Известен способ получения сорбента для поглощения паров ртути, включающий обработку АУ раствором элементарной серы в сероуглероде как растворителе, удаление избытка растворителя фильтрованием и сушку (EP 0271618, кл. B 01 J 20/20, 1986 г.). A known method of producing a sorbent for the absorption of mercury vapor, including treating the AC with a solution of elemental sulfur in carbon disulfide as a solvent, removing excess solvent by filtration and drying (EP 0271618, class B 01 J 20/20, 1986).

Недостатком известного способа является невозможность с его помощью осадить на АУ серу, нерастворимую в вышеперечисленных веществах. The disadvantage of this method is the impossibility of using it to precipitate sulfur which is insoluble in the above substances on AC.

Данный способ выбран в качестве ближайшего аналога (прототипа). This method is selected as the closest analogue (prototype).

Технической задачей, на решение которой направлены настоящие изобретения, является разработка сорбента для поглощения паров ртути, обладающего способностью к адсорбции даже в присутствии в объектах очистки сероуглерода, бензола, толуола и спиртов. The technical problem to which the present invention is directed is the development of a sorbent for the absorption of mercury vapor, which is capable of adsorption even in the presence of carbon disulfide, benzene, toluene and alcohols in the treatment facilities.

Техническим результатом, который может быть получен при использовании изобретений, является повышение поглотительной способности сорбента и расширение эксплуатационных возможностей. The technical result that can be obtained using the inventions is to increase the absorption capacity of the sorbent and the expansion of operational capabilities.

Поставленная задача решается тем, что сорбент для поглощения паров ртути, содержащий АУ и серу, согласно изобретению содержит нерастворимую в сероуглероде серу в количестве 2-10 мас.% от массы АУ, при этом АУ имеет суммарный объем пор 0,5-0,75 см3/г.The problem is solved in that the sorbent for the absorption of mercury vapor, containing AC and sulfur, according to the invention contains sulfur-insoluble sulfur in the amount of 2-10 wt.% By weight of AC, while AC has a total pore volume of 0.5-0.75 cm 3 / g

В способе получения сорбента для поглощения паров ртути, включающем обработку АУ сероуглеродом, согласно изобретению пары сероуглерода или их смесь с воздухом пропускают через АУ в течение 9-10 часов, после чего производят обработку парами воды в течение 1 часа при 100-120oC, причем в предпочтительном варианте АУ используют в виде гранул размером 1,0-5,0 мм.In the method for producing a sorbent for absorbing mercury vapor, comprising treating AC with carbon disulfide, according to the invention, carbon disulfide vapors or their mixture with air are passed through AC for 9-10 hours, after which they are treated with water vapor for 1 hour at 100-120 o C, moreover, in a preferred embodiment, AC is used in the form of granules with a size of 1.0-5.0 mm

Отличительными особенностями заявляемого сорбента являются следующие признаки:
- содержание нерастворимой в сероуглероде серы,
- в количестве 2-10 мас.% от массы АУ,
- суммарный объем пор АУ, равный 0,5-0,75 см3/г.
Distinctive features of the proposed sorbent are the following features:
- the content of sulfur insoluble in carbon disulfide,
- in an amount of 2-10 wt.% by weight of AC,
- the total pore volume of AC, equal to 0.5-0.75 cm 3 / year

Отличительными особенностями способа являются следующие признаки:
- пропускание паров сероуглерода или их смеси с воздухом через АУ в течение 9-10 часов,
- обработка парами воды в течение 1 часа при 100-120oC, а также в предпочтительном варианте,
- использование АУ в виде гранул размером 1,0-5,0 мм.
Distinctive features of the method are the following features:
- transmission of carbon disulfide vapors or mixtures thereof with air through the AC for 9-10 hours,
- treatment with water vapor for 1 hour at 100-120 o C, and also in a preferred embodiment,
- the use of AC in the form of granules with a size of 1.0-5.0 mm

Заявляемый сорбент основан на известной нерастворимости используемого вида серы в сероуглероде, бензоле, толуоле и спиртах. Это позволяет извлекать ртуть практически полностью из любых сред. Продуктом взаимодействия нерастворимой серы со ртутью является сульфид ртути, легко удаляемый, химически и термически стабильный. The inventive sorbent is based on the known insolubility of the used type of sulfur in carbon disulfide, benzene, toluene and alcohols. This allows mercury to be extracted almost completely from any medium. The product of the interaction of insoluble sulfur with mercury is mercury sulfide, easily removable, chemically and thermally stable.

Необходимое содержание указанной серы на АУ как носителе определялось экспериментальным путем. The required content of the indicated sulfur on the AC as a carrier was determined experimentally.

Как выяснилось, заявленного предела 2-10 мас.% достаточно для извлечения 99-99,9% ртути. As it turned out, the declared limit of 2-10 wt.% Is sufficient to extract 99-99.9% of mercury.

Концентрация ниже 2% не обеспечивает необходимой емкости сорбента, а выше 10% - не целесообразна ввиду снижения степени очистки из-за забитости пористой структуры АУ серой. A concentration below 2% does not provide the necessary sorbent capacity, and above 10% it is not advisable due to a decrease in the degree of purification due to clogging of the porous structure of the AC sulfur.

Способ пригоден для осаждения нерастворимой серы на любой вид АУ (порошкообразный, крупнокусковой, гранулированный и т.д.), но наилучших результатов удалось достигнуть на АУ в виде гранул, чья поверхность неизмеримо более развита. Оптимальные размеры гранул определялись для достижения суммарного объема пор, который, как выяснилось, необходим и достаточен в пределах 0,5-0,75 см3/г.The method is suitable for the deposition of insoluble sulfur on any type of AC (powdery, lumpy, granular, etc.), but the best results were achieved on AC in the form of granules, whose surface is immeasurably more developed. The optimal granule sizes were determined to achieve the total pore volume, which, as it turned out, is necessary and sufficient in the range of 0.5-0.75 cm 3 / g.

Сорбент получают следующим образом. Sorbent is prepared as follows.

Через слой гранулированного АУ пропускают пары сероуглерода или паровоздушную смесь, содержащую сероуглерод, что экономичнее. Через 9-10 часов обработки пропускают водяной пар с температурой 100-120oC в течение часа для отгонки непрореагировавшего сероуглерода. Для достижения необходимого содержания серы обработку повторяют, причем максимальное необходимое содержание серы (10 мас.%) получают за 5-7 циклов.Vapor disulfide vapor or a steam-air mixture containing carbon disulfide is passed through a granular AC layer, which is more economical. After 9-10 hours of treatment, water vapor is passed at a temperature of 100-120 ° C. for one hour to distill off unreacted carbon disulfide. To achieve the required sulfur content, the treatment is repeated, and the maximum required sulfur content (10 wt.%) Is obtained in 5-7 cycles.

В результате взаимодействия указанных реагентов получают осевшую на АУ нерастворимую серу. Объем пор АУ при этом снижается незначительно (до 0,5-0,55 см3/г при 10 мас.%-ном содержании серы).As a result of the interaction of these reagents, insoluble sulfur deposited on the AC is obtained. At the same time, the pore volume of AC decreases slightly (to 0.5-0.55 cm 3 / g at 10 wt.% - the sulfur content).

Полученный сорбент отличается стойкостью к растворителям, гидрофобностью, высокой поглотительной способностью. The resulting sorbent is resistant to solvents, hydrophobic, high absorption capacity.

Пример 1. Через слой АУ марки АРТ высотой 10 см в колонке диаметром 25 мм пропускают воздушную смесь, содержащую 5 г/м3 сероуглерода. Температура смеси 20oC. Через 9 часов подачу газовой смеси прекращают, а через слой АУ, насыщенный сероуглеродом, пропускают водяной пар с температурой 110oC в течение 60 мин. После отгонки сероуглерода (непрореагировавшего) подачу водяного пара прекращают.Example 1. An air mixture containing 5 g / m 3 of carbon disulfide is passed through a 10-cm-high layer of AC grade ART in a column with a diameter of 25 mm. The temperature of the mixture is 20 o C. After 9 hours, the gas mixture is stopped, and water vapor with a temperature of 110 o C is passed through the AC layer saturated with carbon disulfide for 60 minutes. After distillation of the carbon disulfide (unreacted), the supply of water vapor is stopped.

Полученный сорбент содержит 2 мас.% нерастворимой в сероуглероде серы. Его испытывают на эффективность улавливания паров ртути путем пропускания через него водорода, содержащего 10 мг/м3 ртути и 100 мг/м3 сероуглерода. Степень очистки парогазовой смеси от ртути составляет 99,7%. Емкость сорбента по ртути - 2 мас.%.The resulting sorbent contains 2 wt.% Insoluble in carbon disulfide sulfur. It is tested for the efficiency of trapping mercury vapor by passing hydrogen through it containing 10 mg / m 3 of mercury and 100 mg / m 3 of carbon disulfide. The degree of purification of the vapor-gas mixture from mercury is 99.7%. The sorbent capacity for mercury is 2 wt.%.

Пример 2. Используют гранулированный АУ с размером зерен 1,0-5,0 мм. Условия обработки те же, что и в примере 1, причем обработку повторяют 6 раз для достижения содержания нерастворимой серы 10 мас.%. Example 2. Use a granular AC with a grain size of 1.0-5.0 mm The processing conditions are the same as in example 1, and the treatment is repeated 6 times to achieve an insoluble sulfur content of 10 wt.%.

Условия испытания те же, что и в примере 1. Степень очистки парогазовой смеси от ртути составляет 99,0%. Емкость сорбента по ртути - 10 мас.%. The test conditions are the same as in example 1. The degree of purification of the vapor-gas mixture from mercury is 99.0%. The sorbent capacity for mercury is 10 wt.%.

Пример 3. Используют гранулированный АУ, как в примере 2. Его обработку по условиям, приведенным в примере 1, повторяют до достижения содержания нерастворимой серы 11 мас.%. Результаты испытаний по условиям примера 1 показывают степень очистки, равную 85%, а емкость сорбента по ртути 8 мас.%. Example 3. Use a granular AC, as in example 2. Its processing under the conditions described in example 1, is repeated until the insoluble sulfur content of 11 wt.%. The test results according to the conditions of example 1 show a degree of purification equal to 85%, and the capacity of the sorbent for mercury 8 wt.%.

Примеры подтверждают возможность извлечения ртутит из газов, содержащих сероуглерод. Примером такой газовой смеси может служить производство каустической соды. Examples confirm the possibility of extracting mercury from gases containing carbon disulfide. An example of such a gas mixture is the production of caustic soda.

Что же касается сорбентов по прототипам, то их вообще нельзя использовать для очистки газов, содержащих сероуглерод, так как в нем растворяется активная часть сорбента - кристаллическая сера. As for the sorbents for the prototypes, they generally cannot be used for the purification of gases containing carbon disulfide, since the active part of the sorbent, crystalline sulfur, is dissolved in it.

Заявляемый сорбент производят в промышленных условиях на оборудовании химических производств. The inventive sorbent is produced in an industrial environment using chemical equipment.

Claims (3)

1. Сорбент для поглощения паров ртути, содержащий активный уголь и серу, отличающийся тем, что в качестве серы он содержит нерастворимую серу в количестве 2 - 10 мас.% от массы угля, при этом активный уголь имеет суммарный объем пор 0,5 - 0,75 см3/г.1. Sorbent for the absorption of mercury vapor, containing activated carbon and sulfur, characterized in that as sulfur it contains insoluble sulfur in an amount of 2 to 10 wt.% By weight of coal, while activated carbon has a total pore volume of 0.5 - 0 75 cm 3 / g 2. Способ получения сорбента для поглощения паров ртути, включающий обработку активного угля сероуглеродом, отличающийся тем, что пары сероуглерода или их смесь с воздухом пропускают через активный уголь в течение 9 - 10 ч, после чего проводят обработку парами воды в течение 1 ч при температуре паров 100 - 120oС.2. A method of producing a sorbent for absorbing mercury vapor, including treating activated carbon with carbon disulfide, characterized in that the carbon disulfide vapor or a mixture thereof with air is passed through activated carbon for 9 to 10 hours, after which it is treated with water vapor for 1 hour at a temperature vapor 100 - 120 o C. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что активный уголь используют в виде гранул размером 1,0 - 5,0 мм. 3. The method according to claim 2, characterized in that the activated carbon is used in the form of granules with a size of 1.0 to 5.0 mm
RU99101471A 1999-01-27 1999-01-27 Sorbent for absorption of mercury vapor and method of its producing RU2147924C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99101471A RU2147924C1 (en) 1999-01-27 1999-01-27 Sorbent for absorption of mercury vapor and method of its producing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99101471A RU2147924C1 (en) 1999-01-27 1999-01-27 Sorbent for absorption of mercury vapor and method of its producing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2147924C1 true RU2147924C1 (en) 2000-04-27

Family

ID=20215095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99101471A RU2147924C1 (en) 1999-01-27 1999-01-27 Sorbent for absorption of mercury vapor and method of its producing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2147924C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7968063B2 (en) 2005-02-24 2011-06-28 Jgc Corporation Mercury removal apparatus for liquid hydrocarbon

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7968063B2 (en) 2005-02-24 2011-06-28 Jgc Corporation Mercury removal apparatus for liquid hydrocarbon

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4708853A (en) Mercury adsorbent carbon molecular sieves and process for removing mercury vapor from gas streams
US4215096A (en) Removal of acidic contaminants from gas streams by caustic impregnated activated carbon
US4999175A (en) Process for selective adsorption of sulfur compounds from gaseous mixtures containing mercaptans
WO1989002412A1 (en) Solid filtration medium incorporating alumina and carbon
US4072480A (en) Dual impregnated activated carbon for improved removal of malodorous sulfur compounds
AU2004289867B2 (en) Removal of mercury compounds from glycol
CN108568290A (en) The preparation method and application of the spherical adsorbent of efficient removal low concentration hydrogen sulphide
CA2248298A1 (en) Process for the recovery of volatile low molecular compounds
JPS59130536A (en) New mercury removing absorbent comprising carrier having sulfure adsorbed by surface thereof
EP0145539A2 (en) Mercury adsorbent carbons and carbon molecular sieves
KR850001200B1 (en) Process for dry desuifurization of flue gas
RU2147924C1 (en) Sorbent for absorption of mercury vapor and method of its producing
WO2005014156A2 (en) Preparation of adsorbents from organic fertilizer and mineral oil and their application for removal of acidic gases from sulfur containing wet gas streams
CN110201661A (en) A kind of manganese base charcoal of porous array structure and its preparation method and application
Yegiazarov et al. Adsorption-catalytic process for carbon disulfide removal from air
JP3486696B2 (en) Desulfurization method using gas containing sulfurous acid gas as gas to be treated
IE42569B1 (en) Removal of malodorants from oxygen-containing gas
JPS5814363B2 (en) Activated carbon processing method
Labaki Palm wastes reuse for gaseous effluent treatment
JP2000093798A (en) Catalyst for decomposing organic chlorine compound, its production, and method for treating exhaust gas
JPH01288319A (en) Removal of sulfur-containing gas
JP3730987B2 (en) Bromine impregnated activated carbon and method for producing the same
JPH0618613B2 (en) Ozone deodorization method
JP2796754B2 (en) Mercury removal from liquid hydrocarbons
JPS6113855B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080128