RU2154605C1 - Powdered activated carbon production process - Google Patents
Powdered activated carbon production process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2154605C1 RU2154605C1 RU99117239A RU99117239A RU2154605C1 RU 2154605 C1 RU2154605 C1 RU 2154605C1 RU 99117239 A RU99117239 A RU 99117239A RU 99117239 A RU99117239 A RU 99117239A RU 2154605 C1 RU2154605 C1 RU 2154605C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- granules
- carbon
- activated carbon
- grinding
- temperature
- Prior art date
Links
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии получения активного угля, используемого для очистки питьевой воды, и может быть использовано в химико-фармацевтической и пищевой промышленности. The invention relates to a technology for producing activated carbon used for purification of drinking water, and can be used in the pharmaceutical, chemical and food industries.
Известен способ получения активного угля, включающий активацию карбонизованного материала в две стадии: на первой - при температуре 800-950oC водяным паром до обгаров 38-48%, на второй - водяным паром, содержащим 1-6% кислорода (см. авт.св. СССР N 827383, кл. С 01 В 31/08, опубл. 26.03.79).A known method of producing activated carbon, which includes the activation of carbonized material in two stages: in the first - at a temperature of 800-950 o C with steam to 38-48% burns, in the second - with steam containing 1-6% oxygen (see ed. St. USSR N 827383, class C 01 B 31/08, publ. 26.03.79).
Недостатком известного способа является низкий выход продукта и повышенная пожароопасность процесса. The disadvantage of this method is the low yield and increased fire hazard of the process.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и количеству совпадающих признаков является способ получения порошкообразного активного угля, включающий получение угольно-смоляных гранул с содержанием летучих веществ 22-24%, карбонизацию при 400-600oC в среде углекислого газа, нагрев без доступа газообразных реагентов до 800-850oC со скоростью подъема температуры 50-100oC/ч и активацию при 850-950oC водяным паром при массовом отношении углеродсодержащего материала и водяного пара 1:5 - 10 с последующим измельчением активных гранул до размеров менее 100 мкм (см. пат. РФ N 2023661, опубл. 10.08.93).Closest to the invention in terms of technical nature and the number of coinciding features is a method for producing powdered activated carbon, which includes obtaining coal tar granules with a volatile content of 22-24%, carbonization at 400-600 o C in carbon dioxide, heating without access of gaseous reagents 800-850 o C up to 850-950 o C with water vapor at a weight ratio of carbonaceous material and water vapor the temperature rise rate of 1 50-100 o C / hr and activation: 5 - 10 followed by grinding to a size of the active granules enee 100 microns (see. US Pat. Russian Federation N 2023661, publ. 08.10.93).
Недостатком прототипа является низкая адсорбционная активность получаемого порошкообразного активного угля (ПАУ) по сумме органических примесей в очищаемой воде. The disadvantage of the prototype is the low adsorption activity of the obtained powdered activated carbon (PAH) by the amount of organic impurities in the purified water.
Целью изобретения является повышение адсорбционной активности получаемого активного угля по сумме органических соединений, присутствующих в очищаемой воде. Согласно существующим нормам качество воды по сумме органических соединений или эффективность применяемого для ее очистки активного угля оценивается перманганатной окисляемостью, которая указывает на количество миллиграмм кислорода, необходимое для полного разложения органики (см. ГОСТ Р 51232-98). Иными словами, чем меньше перманганатная окисляемость, тем выше эффективность ПАУ по очищаемой воде. The aim of the invention is to increase the adsorption activity of the resulting activated carbon in the amount of organic compounds present in the purified water. According to existing standards, the quality of water by the amount of organic compounds or the effectiveness of activated carbon used for its purification is evaluated by permanganate oxidation, which indicates the number of milligrams of oxygen required for complete decomposition of organic matter (see GOST R 51232-98). In other words, the less permanganate oxidizability, the higher the efficiency of PAHs for purified water.
Поставленная цель достигается предложенным способом, включающим измельчение углеродсодержащего материала, формование гранул с использованием связующего, их карбонизацию, активацию и последующее измельчение до порошкообразной формы, причем содержание летучих веществ в формованных гранулах должно составлять 26-38 мас. %, сырые гранулы перед карбонизацией подсушивают со скоростью нагрева 2-5oC/мин до температуры 40-50oC, карбонизацию осуществляют при температуре 650-800oC в инертной среде, а измельчение ведут при коэффициенте заполнения размольного аппарата, равном 0,05-0,10.The goal is achieved by the proposed method, including grinding a carbon-containing material, forming granules using a binder, carbonizing them, activating and then grinding them to a powder form, and the content of volatiles in the molded granules should be 26-38 wt. %, the raw granules are dried before carbonization at a heating rate of 2-5 o C / min to a temperature of 40-50 o C, carbonization is carried out at a temperature of 650-800 o C in an inert medium, and grinding is carried out at a fill factor of the grinding apparatus of 0, 05-0.10.
Отличие предлагаемого способа от прототипа состоит в том, что содержание летучих веществ в формованных гранулах должно составлять 26-38 мас.%, сырые гранулы перед карбонизацией подсушивают со скоростью нагрева 2-5oC/мин до температуры 40-50oC в инертной среде, а измельчение ведут при коэффициенте заполнения размольного аппарата, равном 0,05-0,10.The difference of the proposed method from the prototype is that the content of volatiles in the molded granules should be 26-38 wt.%, The raw granules are dried before carbonization at a heating rate of 2-5 o C / min to a temperature of 40-50 o C in an inert medium and grinding is carried out at a fill factor of the grinding apparatus equal to 0.05-0.10.
Авторам из патентной и научно-технической литературы не известен способ получения ПАУ, в котором содержание летучих веществ в формованных гранулах должно составлять 26-38 мас.%, сырые гранулы перед карбонизацией подсушивают со скоростью нагрева 2-5oC/мин до температуры 40-50oC, карбонизацию осуществляют при температуре 650-800oC в инертной среде, а измельчение ведут при коэффициенте заполнения размольного аппарата, равном 0,05-0,10.The authors of the patent and scientific literature do not know a method for producing PAHs in which the content of volatiles in the molded granules should be 26-38 wt.%, The raw granules are dried before carbonization at a heating rate of 2-5 o C / min to a temperature of 40- 50 o C, carbonization is carried out at a temperature of 650-800 o C in an inert medium, and grinding is carried out at a fill factor of the grinding apparatus equal to 0.05-0.10.
Сущность предложенного способа заключается в следующем. The essence of the proposed method is as follows.
Для полной адсорбции из воды при ее очистке всех органических соединений необходимо обеспечить развитие в частицах ПАУ всех разновидностей пор: тонких микропор для адсорбции низкомолекулярных органических веществ с молекулярной массой до 100, крупных микропор (супермикропор) для адсорбции среднемолекулярных веществ с молекулярной массой до 200, мезопор для адсорбции высокомолекулярных веществ с молекулярной массой выше 200. For complete adsorption from water during purification of all organic compounds, it is necessary to ensure the development of all kinds of pores in PAH particles: fine micropores for adsorption of low molecular weight organic substances with a molecular weight of up to 100, large micropores (supermicropores) for adsorption of medium molecular weight substances with a molecular weight of up to 200, mesopores for the adsorption of high molecular weight substances with a molecular weight above 200.
Формирование мезопор обеспечивается, если в исходных сырых гранулах содержание летучих веществ достаточно высокое. The formation of mesopores is ensured if the content of volatile substances in the initial raw granules is sufficiently high.
В то же время предельное измельчение и последующее формование с уплотнением структуры в сочетании с медленной сушкой гранул позволяет впоследствии развить значительный объем микропор. Карбонизация должна дать возможность закрепить структуру полученных кристаллитов и не дать перерасти микропорам в мезопоры. Поэтому карбонизация должна осуществляться при значительно более высоких температурах, чем это требует технология получения известных активных углей. At the same time, limiting grinding and subsequent molding with compaction of the structure in combination with slow drying of the granules subsequently allows the development of a significant volume of micropores. Carbonization should make it possible to fix the structure of the obtained crystallites and prevent micropores from overgrowing into mesopores. Therefore, carbonization should be carried out at significantly higher temperatures than required by the technology for producing known activated carbons.
С другой стороны, эффективность очистки питьевой воды, особенно на стадии ее углевания (введения ПАУ непосредственно в реагентную камеру), зависит от однородности частиц ПАУ, которая может быть получена заданием определенного режима размола, важнейшим параметром которого является коэффициент заполнения размольного аппарата. On the other hand, the efficiency of purification of drinking water, especially at the stage of its carbohydrate (introducing PAHs directly into the reagent chamber), depends on the uniformity of PAH particles, which can be obtained by setting a specific grinding regime, the most important parameter of which is the filling coefficient of the grinding apparatus.
Реализация всех выдвинутых положений позволяет получить ПАУ с использованием которого при очистке (обработке) питьевой воды достигается самый низкий показатель перманганатной окисляемости. The implementation of all the advanced provisions allows to obtain PAHs using which the lowest permanganate oxidation rate is achieved when cleaning (treating) drinking water.
Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.
Берут измельченный углеродсодержащий материал (каменный уголь, полукокс или их шихту), смешивают со связующим (каменноугольной и/или лесохимической смолой) до образования однородной пасты, при этом контролируется содержание летучих веществ в сырых гранулах, которое должно быть 26-38 мас.%. Пасту формуют на шнековом прессе через фильеры с диаметром отверстий 1,0-3,5 мм. Сырые гранулы подают на элеватор, в который поступает воздух, подогретый до температуры 40-50oC, и осуществляют сушку до указанной температуры со скоростью нагрева 2-5oC/мин, после чего направляют подсушенные гранулы в печь карбонизации, где осуществляют их термообработку при температуре 650-800oC в среде инертного газа (продукта горения природного газа, мазута или твердого топлива), после чего проводят активацию в вертикальной шахтной, горизонтальной вращающейся печи или в печи другой конструкции при температуре 850-950oC перегретым водяным паром при норме расхода 5-10 кг на 1 кг выгружаемого угля. Полученные активные гранулы охлаждают и направляют без рассева в размольный аппарат (шаровую мельницу, маятниковую мельницу, КИД-дробилку и др.), поддерживая коэффициент заполнения в интервале 0,05-0,10.The crushed carbon-containing material (coal, semi-coke or their mixture) is taken, mixed with a binder (coal and / or forest chemical resin) until a homogeneous paste is formed, while the content of volatile substances in the raw granules, which should be 26-38 wt.%, Is controlled. The paste is formed on a screw press through dies with a hole diameter of 1.0-3.5 mm. Raw granules are fed to the elevator, into which air heated to a temperature of 40-50 o C enters, and they are dried to the indicated temperature with a heating rate of 2-5 o C / min, after which the dried granules are sent to a carbonization furnace, where they are heat treated at a temperature of 650-800 o C in an inert gas (combustion product of natural gas, oil or solid fuel), followed by activation in a vertical shaft, a horizontal rotary kiln or other furnace structure at a temperature of 850-950 o C with superheated steam m at a rate of 5.10 kg to 1 kg coal discharged. The obtained active granules are cooled and sent without sieving to the grinding apparatus (ball mill, pendulum mill, KID crusher, etc.), maintaining a fill factor in the range of 0.05-0.10.
Готовый порошкообразный продукт выгружают в бумажные мешки, барабаны или цистерны, анализируют, упаковывают и отправляют потребителю. The finished powdery product is unloaded into paper bags, drums or tanks, analyzed, packaged and sent to the consumer.
Оценку качества полученного порошкообразного угля по очистке воды ведут стандартным методом по ГОСТ Р 51232-98, определяя перманганатную окисляемость в очищенной воде. The quality assessment of the obtained powdered coal for water purification is carried out by the standard method according to GOST R 51232-98, determining permanganate oxidation in purified water.
Для ПАУ, полученного по предложенному способу, она составляет 2,0-2,5 мг O/л. Перманганатная окисляемость воды, очищенной по прототипу, составляет 4,0-4,5 мг О/л (O - кислород). For PAHs obtained by the proposed method, it is 2.0-2.5 mg O / L. Permanganate oxidation of purified water according to the prototype is 4.0-4.5 mg O / L (O - oxygen).
Пример 1
Берут 3,5 кг каменного угля марки СС (ГОСТ 10355-75) и 3,5 кг полукокса длиннопламенного угля марки Д (ГОСТ 5442-74), измельченных в шаровой мельнице до размеров частиц 20-90 мкм, и смешивают их с 3,0 кг каменноугольной смолы (ТУ 14-7-100-89 марка А) и 0,5 кг воды. Процесс смешения осуществляют в течение 12-15 мин. Содержание летучих веществ в сырых гранулах, составляет 26 мас.%. Пасту формуют через фильеры с диаметром отверстий 1,8 мм. Выходящие из фильер гранулы подают на элеватор, в который поступает воздух, нагретый до температуры 40oC, и осуществляют подсушивание гранул до указанной температуры со скоростью нагрева 2oC/мин, после чего направляют подсушенные гранулы в печь карбонизации, где осуществляют их термообработку при температуре 650oC в среде продуктов горения природного газа. Карбонизованные гранулы охлаждают и подают на активацию в вертикальную шахтную печь, где активируют перегретым водяным паром при норме расхода 5 кг пара на 1 кг выгружаемого угля при температуре 850oC путем чередования пронизывания слоя гранул в направлении перпендикулярном его движению.Example 1
Take 3.5 kg of SS brand coal (GOST 10355-75) and 3.5 kg of semi-coke of long-flame coal brand D (GOST 5442-74), crushed in a ball mill to a particle size of 20-90 microns, and mix them with 3, 0 kg of coal tar (TU 14-7-100-89 grade A) and 0.5 kg of water. The mixing process is carried out for 12-15 minutes The content of volatiles in raw granules is 26 wt.%. The paste is formed through dies with a hole diameter of 1.8 mm. The granules exiting the spinnerets are fed to an elevator into which air heated to a temperature of 40 ° C is supplied, and granules are dried to a specified temperature with a heating rate of 2 ° C / min, after which the dried granules are sent to a carbonization furnace, where they are heat treated at temperature of 650 o C in the environment of products of combustion of natural gas. The carbonized granules are cooled and fed into the vertical shaft furnace for activation, where they are activated with superheated steam at a rate of 5 kg of steam per 1 kg of coal discharged at a temperature of 850 o C by alternating the penetration of the granule layer in the direction perpendicular to its movement.
Полученные активные гранулы охлаждают и направляют без рассева в шаровую мельницу, поддерживая коэффициент заполнения мельницы равным 0,05. The obtained active granules are cooled and sent without sieving to a ball mill, maintaining the fill factor of the mill equal to 0.05.
Полученный порошкообразный активный уголь с размером частиц 20-90 мкм анализируют по очистке воды. Перманганатная окисляемость воды, очищенной полученным ПАУ, составила 2,3 мг О/л. The obtained powdered activated carbon with a particle size of 20-90 microns is analyzed by water purification. Permanganate oxidation of water purified by the obtained PAHs was 2.3 mg O / L.
Пример 2
Аналогично примеру 1, за исключением того, что берут 7,0 кг измельченного каменного угля марки СС (ГОСТ 10355-75) без добавки полукокса и смешивают с 30 кг препарированной лесохимической смолы (ГОСТ 22989-78 марка Б), содержание летучих веществ в гранулах после формирования составляет 38 мас. %, гранулы подсушивают воздухом, нагретым до 50oC со скоростью нагрева 5oC/мин, карбонизацию осуществляют при температуре 800oC, а измельчение активных гранул производят при коэффициенте заполнения шаровой мельницы, равном 0,10.Example 2
Analogously to example 1, except that they take 7.0 kg of crushed SS brand coal (GOST 10355-75) without the addition of semi-coke and mix with 30 kg of prepared wood chemical resin (GOST 22989-78 grade B), the content of volatile substances in granules after formation is 38 wt. %, the granules are dried with air heated to 50 o C with a heating rate of 5 o C / min, carbonization is carried out at a temperature of 800 o C, and the grinding of active granules is carried out at a ball mill filling factor of 0.10.
Перманганатная окисляемость воды, очищенной полученным ПАУ, составила 2,5 мг О/л. Permanganate oxidation of water purified by the obtained PAHs was 2.5 mg O / L.
Пример 3
Аналогично примеру 1, за исключением того, что содержание летучих веществ в гранулах после формования составляет 32 мас.%, гранулы подсушивают воздухом, нагретым до 45oC со скоростью нагрева 3,5oC/мин, карбонизацию осуществляют при температуре 720oC, а измельчение активных гранул производят при коэффициенте заполнения шаровой мельницы, равном 0,07.Example 3
Analogously to example 1, except that the content of volatile substances in the granules after molding is 32 wt.%, The granules are dried with air heated to 45 o C with a heating rate of 3.5 o C / min, carbonization is carried out at a temperature of 720 o C, and grinding of active granules is carried out at a ball mill fill factor of 0.07.
Перманганатная окисляемость воды, очищенной полученным ПАУ, составила 2,0 мг О/л. Permanganate oxidation of water purified by the obtained PAHs was 2.0 mg O / L.
Из изложенного следует, что каждый из признаков заявленной совокупности в большей или меньшей степени влияет на достижение поставленной цели, а именно на уменьшение перманганатной окисляемости воды, очищенной получаемым порошкообразным активным углем от органических веществ. From the foregoing, it follows that each of the signs of the claimed combination to a greater or lesser extent affects the achievement of the goal, namely, to reduce the permanganate oxidation of water purified from the resulting powdered activated carbon from organic substances.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99117239A RU2154605C1 (en) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | Powdered activated carbon production process |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99117239A RU2154605C1 (en) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | Powdered activated carbon production process |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2154605C1 true RU2154605C1 (en) | 2000-08-20 |
Family
ID=20223630
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99117239A RU2154605C1 (en) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | Powdered activated carbon production process |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2154605C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2562984C1 (en) * | 2014-07-02 | 2015-09-10 | Открытое акционерное общество "Электростальское научно-производственное объединение "Неорганика" (ОАО "ЭНПО "Неорганика") | Method of production of activated carbon from plant material - straw of cruciferous oil crops |
-
1999
- 1999-08-09 RU RU99117239A patent/RU2154605C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2562984C1 (en) * | 2014-07-02 | 2015-09-10 | Открытое акционерное общество "Электростальское научно-производственное объединение "Неорганика" (ОАО "ЭНПО "Неорганика") | Method of production of activated carbon from plant material - straw of cruciferous oil crops |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Abdullah et al. | Preparation and characterization of activated carbon from gelam wood bark (Melaleuca cajuputi) | |
JP3746509B1 (en) | Spherical activated carbon and its manufacturing method | |
KR20150119368A (en) | Granular activated carbon having many mesopores, and manufacturing method for same | |
TW201437142A (en) | Granular activated carbon, and manufacturing method for same | |
JP4142341B2 (en) | Activated carbon and its manufacturing method | |
EP0004044B1 (en) | Granular activated carbon manufacture from sub-bituminous coal treated with dilute inorganic acid: direct activation method | |
RU2154605C1 (en) | Powdered activated carbon production process | |
RU2531933C2 (en) | Method of production of charcoal sorbent | |
CS212777B2 (en) | Method of manufacturing active carbon | |
Legrouri et al. | Characterization and evaluation performance of activated carbon prepared from coconut shell argan | |
CA1074767A (en) | Granular activated carbon manufacture from sub-bituminous coal leached with dilute inorganic acid | |
RU2362734C1 (en) | Method for active carbon preparation | |
RU2415808C1 (en) | Method of obtaining activated carbon | |
JPH0316908A (en) | Active carbon for highly treating clean water | |
RU2449948C1 (en) | Method of producing active coal | |
RU2083491C1 (en) | Method of preparing activated carbon | |
RU2174949C1 (en) | Method of preparing activated carbon | |
RU2086504C1 (en) | Method of activated coal producing | |
KR100320019B1 (en) | Method of preparing pelletized activated carbon from wood | |
RU2518964C1 (en) | Method of obtaining anthracite-based activated carbon | |
Monika et al. | Porous structure improvement of coal activated carbon using steam activation in pilot scale | |
RU2023663C1 (en) | Method of activated carbon producing | |
JP2020023420A (en) | Active carbon and manufacturing method of active carbon, and decoloration method | |
US1902986A (en) | Process of producing activated charcoal from charcoal fines | |
RU2147291C1 (en) | Activated carbon production process |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080810 |