RU2154603C1

RU2154603C1 - Activated carbon production process

Info

Publication number: RU2154603C1
Application number: RU99102933/12A
Authority: RU
Inventors: Т.Н. Поборончук; В.С. Петров; Л.П. Рубчевская
Original assignee: Сибирский государственный технологический университет
Priority date: 1999-02-15
Filing date: 1999-02-15
Publication date: 2000-08-20

Abstract

FIELD: carbon materials. SUBSTANCE: shell and small shot of nut Pinus sibirica Du Tour is thermally treated at 750-850 C at heating rate 9-14 C/min and then activated with water steam at carbon-to-steam weight ratio 1: (3-7). Activated carbon can be used for precious metal recovery as well as in chemical, food, and medicinal industries. EFFECT: improved sorption characteristics. 2 tbl, 8 ex

Description

Изобретение относится к лесохозяйственной отрасли и может быть использовано при извлечении драгоценных металлов, водоподготовке, а также в химической, пищевой, медицинской промышленности. The invention relates to the forestry industry and can be used in the extraction of precious metals, water treatment, as well as in the chemical, food, medical industries.

Авторами получен не описанный ранее активный уголь из скорлупы и шрота ореха Pinuc sibirica Du Tour. The authors obtained activated charcoal from Pinus sibirica Du Tour walnut shell and meal not previously described.

Известен способ получения активного угля из скорлупы косточек плодовых культур путем измельчения косточек абрикосов, слив, персиков, влажностью 12 - 20% до размера частиц 1 -1,5 мм и обработки в герметичном реакторе при 350 - 400^oC и давлении 15-22 МПа, с последующей обработкой пиролизной массы парогазовой смесью. После сброса давления и охлаждения выгруженный активный уголь подвергают вальцеванию и фасовке. Степень обгара угля по предлагаемой технологии составляет 60 - 75%. ("Известия вузов. Пищевая технология" 5-6, 1996 г. , с. 87, "Производство активного угля из скорлупы косточек плодовых культур и его регенерация". Г.И. Касьянов, И. Нематулаев, И.А. Палагина, С. В. Золотокопова).A known method of producing activated carbon from the shell of seeds of fruit crops by grinding the seeds of apricots, plums, peaches, moisture 12 - 20% to a particle size of 1 -1.5 mm and processing in a sealed reactor at 350 - 400 ^o C and a pressure of 15-22 MPa , followed by treatment of the pyrolysis mass with a vapor-gas mixture. After depressurization and cooling, the discharged activated carbon is subjected to rolling and packaging. The degree of charcoal burn by the proposed technology is 60 - 75%. ("University proceedings. Food technology" 5-6, 1996, p. 87, "Production of activated carbon from the shell of the seeds of fruit crops and its regeneration." G.I. Kasyanov, I. Nematulaev, I.A. Palagina, S.V. Zolotokopova).

Недостатком этого способа является глубокое предварительное измельчение сырья и высокое давление в реакторе. The disadvantage of this method is the deep preliminary grinding of raw materials and high pressure in the reactor.

Известен способ получения активного угля из углеродсодержащих отходов переработки растительного сырья - виноградного шрота и соабстока от производства виноградного масла, включающий смешивание отхода со связующим, гранулирование смеси, карбонизацию гранул и активацию их водяным паром при температуре 830-870^oC (СССР Патент N 1784579, опубл. 30.12.92, бюл. N 48, Мкл C 01 В 31/08).There is a method of producing activated carbon from carbon-containing waste from the processing of plant materials — grape meal and co-stock from the production of grape oil, including mixing the waste with a binder, granulating the mixture, carbonizing the granules and activating them with water vapor at a temperature of 830-870 ^o C (USSR Patent No. 1784579, publ. 30.12.92, bull. N 48, Mkl C 01 In 31/08).

Недостатком этого способа является сложность технологического процесса, связанная с предварительной обработкой сырья: использование связующего и гранулирование. The disadvantage of this method is the complexity of the process associated with the preliminary processing of raw materials: the use of a binder and granulation.

Изобретение решает задачу создания новой ресурсосберегающей, безотходной технологии, расширения сырьевой базы производства дефицитного продукта активного угля, обладающего достаточными сорбционными характеристиками. The invention solves the problem of creating a new resource-saving, waste-free technology, expanding the raw material base for the production of a scarce activated carbon product with sufficient sorption characteristics.

Технический эффект, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в получении адсорбента с высокими сорбционными характеристиками. The technical effect that can be obtained by carrying out the invention is to obtain an adsorbent with high sorption characteristics.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе получения активного угля, включающем термическую обработку сырья, активацию, согласно изобретению в качестве сырья используют скорлупу и шрот ореха Pinuc sibirica Du Tour, термическую обработку проводят при температуре 750 - 850^oC, со скоростью нагрева 9 - 14 град/мин, активацию при конечной температуре осуществляют водяным паром при соотношении угля и пара, равном 1:3 - 7, маc.ч.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known method for producing activated carbon, including heat treatment of raw materials, activation, according to the invention, the shell and meal of Pinuc sibirica Du Tour are used as raw materials, the heat treatment is carried out at a temperature of 750 - 850 ^o C, with a heating rate of 9 - 14 deg / min, activation at a final temperature is carried out with water vapor with a ratio of coal and steam equal to 1: 3 - 7, max.

В настоящее время скорлупа и шрот кедрового ореха не используются для получения активных углей и являются неиспользуемыми отходами. Переработка скорлупы и шрота кедрового ореха исключает образование свалок. Currently, the shell and meal of pine nuts are not used to produce activated carbons and are unused waste. Processing shells and meal of pine nuts eliminates the formation of landfills.

При активации водяным паром получаемого угля не образуется вредных выбросов. Образующиеся газы (метан, этилен, водород) являются экологически чистым топливом. Предлагаемая технология исключает образование твердых, жидких или газообразных отходов. When steam is activated with water, the resulting coal does not produce harmful emissions. The resulting gases (methane, ethylene, hydrogen) are environmentally friendly fuel. The proposed technology eliminates the formation of solid, liquid or gaseous waste.

Недостаток в промышленных активных углях Россия компенсирует импортными поставками из-за рубежа, что делает задачу получения активных углей актуальной. Russia compensates for the shortage of industrial activated carbons by import supplies from abroad, which makes the task of producing active carbons relevant.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиски по патентам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату, отличительных признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения. The analysis of the prior art by the applicant, including searches by patents and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find a source characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype, as the closest in the totality of the features of the analogue, made it possible to establish a set of essential distinguishing features in relation to the claimed technical result of the applicant in the claimed method set forth in the claims.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна". Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Результаты показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата. To verify the compliance of the claimed invention with the condition "inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify features that match the distinctive features of the claimed method from the prototype. The results showed that the claimed invention does not follow explicitly from the prior art for the specialist, since the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention is not revealed from the prior art determined by the applicant to achieve a technical result.

Это позволяет сделать вывод о соответствии условию " изобретательский уровень". This allows us to conclude that the condition "inventive step".

Активный уголь из скорлупы и шрота ореха Pinuc sibirica Du Tour представляет собой чешуи черного цвета, без механических включений. Имеет следующие адсорбционные характеристики: активность по метиленовому голубому угля из скорлупы 270-310 мг/г, угля из шрота 110-140 мг/г, активность по йоду угля из скорлупы 90-100%, угля из шрота 70-80%. Active charcoal from the shell and meal of the Pinuc sibirica Du Tour nut is black scales, without mechanical impurities. It has the following adsorption characteristics: methylene blue activity of coal from the shell 270-310 mg / g, coal from the meal 110-140 mg / g, iodine activity of coal from the shell 90-100%, coal from the meal 70-80%.

Способ получения активного угля осуществляется следующим образом. Сырье - скорлупу и шрот - отходы переработки кедрового ореха, нагревают до температур 750-850^oC без доступа воздуха с последующим активированием получающегося угля водяным паром при соотношении угля и пара, равном 1:3 - 7 мас.ч. Скорость подъема температуры 9 - 14^o в 1 мин.The method of producing activated carbon is as follows. Raw materials - shell and meal - waste processing of pine nuts, heated to temperatures of 750-850 ^o C without air, followed by activation of the resulting coal with water vapor at a ratio of coal and steam equal to 1: 3 to 7 wt.h. The rate of temperature rise 9 - 14 ^o in 1 min.

Пример 1. Example 1

500 г скорлупы ореха Pinuc sibirica Du Tour нагревают в реакторе до температуры 850^oC со скоростью 14^o в 1 мин, активируют водяным паром при соотношении угля и пара 1:7 мас.ч. Продолжительность активирования 75 мин. Полученный активный уголь имеет следующие адсорбционные характеристики: активность по метиленовому голубому 305 мг/г, активность по йоду 97%. Глубина термообработки (обгар) составила 52%.500 g of the nut shell of Pinuc sibirica Du Tour is heated in the reactor to a temperature of 850 ^o C at a rate of 14 ^o in 1 min, activated with steam at a ratio of coal and steam of 1: 7 wt.h. Activation time 75 min. The resulting activated carbon has the following adsorption characteristics: methylene blue activity 305 mg / g, iodine activity 97%. The depth of heat treatment (burning) was 52%.

Пример 2. Example 2

500 г шрота ореха Pinuc sibirica Du Tour нагревают в реакторе до температуры 850^oC со скоростью 14^o в 1 мин, активируют водяным паром при соотношении масс угля и пара 1:7 мас. ч.500 g of nut cake Pinuc sibirica Du Tour is heated in the reactor to a temperature of 850 ^o C at a rate of 14 ^o in 1 min, activated with water vapor at a ratio of the mass of coal and steam 1: 7 wt. h

Продолжительность активирования 75 мин. Полученный активный уголь имеет следующие адсорбционные характеристики: активность по метиленовому голубому 120 мг/г, активность по йоду 77%. Глубина термообработки (обгар) составила 46%. Activation time 75 min. The resulting activated carbon has the following adsorption characteristics: methylene blue activity 120 mg / g, iodine activity 77%. The depth of heat treatment (burning) was 46%.

Примеры 3, 5, 7. Examples 3, 5, 7.

Аналогичны примеру 1. Условия процесса и характеристики продукта приведены в таблице. Similar to example 1. The process conditions and product characteristics are given in the table.

Примеры 4, 6, 8. Examples 4, 6, 8.

Аналогичны примеру 2. Условия процесса и характеристики продукта приведены в табл. 1. Similar to example 2. The process conditions and product characteristics are given in table. 1.

В табл. 2 приведены абсорбционные свойства полученных углей в сравнении с ГОСТами и некоторыми патентами. In the table. 2 shows the absorption properties of the obtained coal in comparison with GOSTs and some patents.

Как видно из данных таблицы, полученные активные угли обладают повышенными адсорбционными характеристиками, позволяющими использовать их в промышленности. As can be seen from the table, the obtained activated carbons have enhanced adsorption characteristics, allowing their use in industry.

Предложенный новый способ получения активных углей позволяет расширить сырьевую базу получения активных углей, используя отходы переработки кедрового ореха, создать безотходную, экологичную, ресурсосберегающую технологию и получить дефицитный продукт активный уголь, обладающий повышенными сорбционными характеристиками. The proposed new method for producing activated carbons allows us to expand the raw material base for the production of activated carbons using pine pine waste, create waste-free, environmentally friendly, resource-saving technology and obtain a scarce active carbon product with enhanced sorption characteristics.

Для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость". For the inventive method in the form as described in the independent paragraph of the claims, the possibility of its implementation using the means described in the application is confirmed. Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Claims

A method of producing activated carbon, including heat treatment of raw materials, activation, characterized in that the shell and Pinuc sibirica Du Tour nut shell are used as raw materials, the thermal treatment is carried out at a temperature of 750 - 850 ^o C, with a heating rate of 9 - 14 deg / min, activation at a final temperature is carried out with water vapor with a ratio of coal and steam equal to 1: 3 - 7 parts by weight