RU2331580C1 - Method of obtaining granulated active carbon - Google Patents
Method of obtaining granulated active carbon Download PDFInfo
- Publication number
- RU2331580C1 RU2331580C1 RU2006143313/15A RU2006143313A RU2331580C1 RU 2331580 C1 RU2331580 C1 RU 2331580C1 RU 2006143313/15 A RU2006143313/15 A RU 2006143313/15A RU 2006143313 A RU2006143313 A RU 2006143313A RU 2331580 C1 RU2331580 C1 RU 2331580C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wood
- activation
- waste
- temperature
- carried out
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к области производства активных (активированных) углей из углеродсодержащего сырья и может быть использовано в химической, нефтехимической, газовой отраслях промышленности, в сфере коммунального хозяйства и др.The present invention relates to the field of production of active (activated) carbons from carbon-containing raw materials and can be used in the chemical, petrochemical, gas industries, in the field of public utilities, etc.
Пористые углеродные сорбенты (активные угли) широко применяются в различных областях народного хозяйства для очистки и разделения газовых смесей, рекуперации паров летучих растворителей, для очистки питьевой, технологической, коммунальных и производственных сточных вод, как основа для катализаторов различных процессов.Porous carbon sorbents (activated carbons) are widely used in various fields of the national economy for the purification and separation of gas mixtures, the recovery of vapors of volatile solvents, and for the treatment of potable, industrial, municipal, and industrial wastewater, as the basis for catalysts for various processes.
Углеродные сорбенты могут быть получены из разнообразного углеродсодержащего сырья - древесины, каменного и бурого угля, антрацита, торфа, а также отходов их переработки, сельскохозяйственных отходов и т.д.Carbon sorbents can be obtained from a variety of carbon-containing raw materials - wood, hard coal and brown coal, anthracite, peat, as well as waste from their processing, agricultural waste, etc.
Известен способ получения активных углей (АУ) из древесного угля-сырца, сырьем для которого служат твердые лиственные породы древесины (береза), перерабатываемого методом парогазовой активации при температуре 850-900°С. Получаемые дробленые активные угли марки БАУ представляют собой частицы неправильной формы размером 1.0-3.6 мм с прочностью на истирание ≥70%, насыпной плотностью 0.24 г/см3, суммарным объемом пор (по влагоемкости) 1.65-1.80 см3/г, объемом сорбирующих (микро- + мезопоры) пор - 0.30-0.35 см3/г [1].There is a method of producing active carbons (AC) from raw charcoal, the raw material for which is solid hardwood (birch), processed by vapor-gas activation at a temperature of 850-900 ° C. The resulting crushed activated carbons of the BAU brand are particles of irregular shape with a size of 1.0-3.6 mm with an abrasion resistance ≥70%, bulk density 0.24 g / cm 3 , total pore volume (moisture capacity) 1.65-1.80 cm 3 / g, sorbing volume ( micro- + mesopores) then - 0.30-0.35 cm 3 / g [1].
Недостатками получаемого древесного активного угля являются плохо развитая пористая структура, низкие прочность и насыпная плотность, что резко ограничивает области его применения, а также использование в качестве сырья дефицитной сортовой древесины.The disadvantages of the obtained charcoal activated carbon are poorly developed porous structure, low strength and bulk density, which severely limits its application, as well as the use of scarce varietal wood as raw materials.
С целью повышения осветляющей способности древесных АУ разработан способ получения путем пиролиза древесины со скоростью нагрева 2 град./мин до 400°С, активации полученного угля - сырца до обгара 49.3% парогазовыми продуктами пиролиза древесины. Полученный активный уголь характеризуется суммарным объемом пор (по влагоемкости) 2.1 см3/г; насыпной плотностью 0.183 г/см3; сорбционной способностью по метиленовому голубому 260 мг/г и по мелассе 110% [2].In order to increase the lightening ability of wood ACs, a method has been developed for producing wood by pyrolysis of wood at a heating rate of 2 deg / min to 400 ° C, activating the obtained raw coal to burn with 49.3% combined-cycle wood pyrolysis products. The resulting activated carbon is characterized by a total pore volume (moisture capacity) of 2.1 cm 3 / g; bulk density 0.183 g / cm 3 ; sorption capacity for methylene blue 260 mg / g and molasses 110% [2].
Недостатками также являются низкие показатели прочности и насыпной плотности, использование в качестве сырья дефицитной сортовой древесины, при этом длительность процесса пиролиза древесины из-за низкой скорости нагрева делает технологию неэффективной.The disadvantages are also low strength and bulk density, the use of scarce varietal wood as raw material, and the duration of the pyrolysis of wood due to the low heating rate makes the technology ineffective.
Известен способ получения АУ путем активации при 860-950°С предварительно карбонизованного при 450-600°С со скоростью подъема температуры 20-40°С /мин каменного угля с последующими обработкой 10%-ным раствором HCl, отмывкой горячей водой и сушкой до влажности менее 10% [3].A known method of producing AC by activation at 860-950 ° C pre-carbonized at 450-600 ° C with a rate of temperature rise of 20-40 ° C / min of coal, followed by treatment with 10% HCl solution, washing with hot water and drying to humidity less than 10% [3].
Недостатками способа являются многостадийность, использование дополнительных химических реагентов, чем обусловлено наличие в процессе сточных вод, и, как результат, высокая стоимость активного угля при среднем его качестве.The disadvantages of the method are multi-stage, the use of additional chemicals, which is due to the presence of wastewater in the process, and, as a result, the high cost of activated carbon with its average quality.
С целью расширения сырьевой базы, упрощения технологии и сокращения тепло-, энергозатрат в качестве сырья предложено использовать отходы производства древесных плит, например шлифовальную пыль или гранулы из нее, древесное волокно или измельченные отходы деревообработки. Из сырья методом прессования получают гранулы с диаметром 14 мм и длиной 15 мм с влажностью 6-8%, которые карбонизируют в среде азота во вращающейся печи муфельного типа со скоростью нагрева 20°С/мин, до 700°С и затем активируют при 850°С в течение 55 мин. перегретым паром до обгара 50%. Получают дробленые активные угли с адсорбционной активностью по метиленовому голубому 230 мг/г и по йоду 75-85% [4].In order to expand the raw material base, simplify the technology and reduce heat and energy costs, it is proposed to use waste products from the production of wood-based panels, such as grinding dust or granules from it, wood fiber or crushed wood processing waste as raw materials. From the raw material, pellets with a diameter of 14 mm and a length of 15 mm with a moisture content of 6-8% are obtained by pressing, which are carbonized in nitrogen in a muffle-type rotary kiln at a heating rate of 20 ° C / min, up to 700 ° C and then activated at 850 ° C for 55 minutes superheated steam before a burn of 50%. Get crushed active carbons with adsorption activity on methylene blue 230 mg / g and iodine 75-85% [4].
Недостатками способа являются использование экологически опасного сырья, т.к. при производстве древесных плит, как правило, используются фенолформальдегидные смолы, слишком большой размер гранул, затрудняющий их использование в фильтрах и адсорберах, очень низкая прочность гранул, вследствие того, что при гранулировании используют исходный материал, помимо влажности 6-8% содержащий летучие вещества в количестве не менее 75-85%, которые при пиролизе древесного материала при указанных в патенте температурах удаляются, разрыхляя и, может быть, разрушая гранулу.The disadvantages of the method are the use of environmentally hazardous raw materials, because in the manufacture of wood-based panels, phenol-formaldehyde resins are usually used, the granule size is too large, which makes them difficult to use in filters and adsorbers, the granule strength is very low, due to the fact that granulation uses the starting material, in addition to moisture content of 6-8% containing volatile substances in the amount of not less than 75-85%, which during the pyrolysis of wood material at the temperatures indicated in the patent are removed, loosening and, possibly, destroying the granule.
Известен также способ получения гранулированного активного угля путем гранулирования измельченного и смешанного при нагревании со связующим каменноугольного сырья через фильеры пресса при 71-100°С и давлении 70-99 кг/см2 с последующей термообработкой гранул путем карбонизации при 450°С и активации при 870°С. В качестве сырья используют имеющие низкое содержание летучих веществ уголь марки СС и полукокс угля марки Д, в качестве связующего - лесохимическую смолу [5]. Полученный гранулированный АУ характеризуется следующими показателями: суммарный объем пор (по влагоемкости) - 0.8-1.0 см3/г; объем микропор - 0.24-0.35 см3/г; объем мезопор - 0.02-0.10 см3/г; прочность на истирание ≅75%.There is also known a method of producing granular activated carbon by granulating crushed and mixed coal raw materials with a binder through press dies at 71-100 ° C and a pressure of 70-99 kg / cm 2 , followed by heat treatment of granules by carbonization at 450 ° C and activation at 870 ° C. SS grade coal and semi-coke grade D coal are used as raw materials, and a wood chemical resin is used as a binder [5]. The obtained granular AC is characterized by the following indicators: total pore volume (moisture capacity) - 0.8-1.0 cm 3 / g; micropore volume - 0.24-0.35 cm 3 / g; the volume of mesopores is 0.02-0.10 cm 3 / g; abrasion resistance ≅75%.
Известен способ переработки изношенных шин, включающий термическое разложение при 400-600°С с образованием парогазовых продуктов и твердого углеродного остатка, охлаждение их до 40-50°С, разделение их на жидкую, парообразную фазы и углеродный остаток, разделение жидкой фазы на легкую и тяжелую фракции, измельчение углеродного остатка, гранулирование углеродного остатка с использованием смачивающей жидкости, карбонизацию углеродного остатка, охлаждение углеродного остатка ведут испарением пиролизной воды с добавлением в зону охлаждения газообразного аммиака, гранулирование проводят при 30-80°С в течение 15-30 мин при гранулировании в качестве смачивающей жидкости используют смесь фусов, пекового дистиллята и смолы карбонизации при соотношении компонентов смачивающей жидкости 1.0:(0.8-3.0):(0.1-2.2) и соотношении смачивающей жидкости и углеродного остатка (0.80-0.95):1.00, карбонизацию углеродного остатка ведут при 450-800°С в течение 45-90 мин, активацию углеродного остатка ведут при 850-1050°С в течение 80-100 мин, а окисление тяжелой жидкой фазы до конечного продукта (пластификатора) ведут кислородом воздуха при 150-160°С в течение 15-18 ч при избыточном давлении 0.2-0.4 МПа, причем образующиеся в предлагаемом процессе газы и легкие смолы подают на сжигание в топки реактора, карбонизатора и активатора [6].A known method of processing worn tires, including thermal decomposition at 400-600 ° C with the formation of gas and vapor products and a solid carbon residue, cooling them to 40-50 ° C, separating them into a liquid, vapor phase and carbon residue, separating the liquid phase into light and heavy fractions, grinding the carbon residue, granulating the carbon residue using a wetting liquid, carbonizing the carbon residue, cooling the carbon residue by evaporation of pyrolysis water with addition of g to the cooling zone ammonia, granulation is carried out at 30-80 ° C for 15-30 min. When granulating, a mixture of fus, pitch distillate and carbonization resin is used as a wetting liquid with a ratio of wetting liquid components of 1.0: (0.8-3.0) :( 0.1-2.2) and the ratio of wetting liquid and carbon residue (0.80-0.95): 1.00, carbonization of the carbon residue is carried out at 450-800 ° C for 45-90 min, activation of the carbon residue is carried out at 850-1050 ° C for 80-100 min, and oxidation of the heavy liquid phase to the final product (plasticizer) lead oxygen air at 150-160 ° C for 15-18 h at a pressure of 0.2-0.4 MPa, and formed in the present process gases and light resin is fed to the combustion in the reactor furnace, carbonation and activator [6].
Наиболее близким к предложенному является способ получения активного угля, включающий дробление древесных отходов, их гранулирование под давлением с получением брикетов, карбонизацию при 475°С в течение 30 мин, дробление и парогазовую активацию при 900°С в течение 130 мин [7].Closest to the proposed method is the production of activated carbon, including crushing wood waste, granulating it under pressure to produce briquettes, carbonizing at 475 ° C for 30 minutes, crushing and gas-vapor activation at 900 ° C for 130 minutes [7].
Недостатками способа являются невысокий объем пор и недостаточная механическая прочностьThe disadvantages of the method are the low pore volume and insufficient mechanical strength
Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения активных углей в виде гранул из отходов деревопереработки и обеспечение выхода качественного продукта с высокой прочностью и насыпной плотностью.The objective of the present invention is to develop a method for producing activated carbons in the form of granules from waste wood and ensuring the release of a quality product with high strength and bulk density.
Поставленная задача решается описываемым способом получения гранулированного активного угля, который включает дробление отходов деревопереработки, гранулирование, карбонизацию и парогазовую активацию, причем дробленые отходы вначале нагревают и подвергают карбонизации при 700-800°С, затем их измельчают и гранулируют с использованием в качестве связующего нефтяного пека и сульфитно-спиртовой барды, полученные гранулы сушат, подвергают пиролизу при 600-800°С в инертной среде и активацию проводят при 650-800°С в течение 30-120 мин.The problem is solved by the described method for producing granular activated carbon, which includes crushing wood waste, granulation, carbonization and gas-vapor activation, and crushed waste is first heated and subjected to carbonization at 700-800 ° C, then they are crushed and granulated using oil as a binder and sulfite-alcohol stillage, the obtained granules are dried, subjected to pyrolysis at 600-800 ° C in an inert medium and activation is carried out at 650-800 ° C for 30-120 minutes
Предпочтительно, до температуры карбонизации отходы нагревают со скоростью не более 10°С/мин.Preferably, the waste is heated to a carbonization temperature at a rate of not more than 10 ° C./min.
Предпочтительно, измельчение карбонизованных отходов осуществляют совместно с нефтяным пеком до размера частиц менее 100 мкм, после чего добавляют водный раствор сульфитно-спиртовой барды, при этом нефтяной пек берут в количестве 10-20% от массы гранулируемой шихты, а сульфитно-спиртовую барду - в количестве 5-10 мас.%.Preferably, the carbonized waste is ground together with oil pitch to a particle size of less than 100 microns, after which an aqueous solution of sulphite-alcohol stillage is added, while oil pitch is taken in an amount of 10-20% by weight of the granulated charge, and sulphite-alcohol stillage is taken the amount of 5-10 wt.%.
Преимущественно, карбонизацию осуществляют в течение 110-200 мин.Mostly, carbonization is carried out for 110-200 minutes
Преимущественно, высушенные гранулы нагревают до температуры пиролиза со скоростью нагрева не более 10°С/мин, а пиролиз при конечной температуре проводят в течение 120 мин.Advantageously, the dried granules are heated to a pyrolysis temperature with a heating rate of not more than 10 ° C./min, and pyrolysis at a final temperature is carried out for 120 minutes.
Ниже приведены конкретные примеры осуществления способа, разбитые по отдельным стадиям процесса.The following are specific examples of the method, broken down into individual stages of the process.
В общем виде процесс осуществляют следующим образом. Отход деревопереработки, например, обрезь, щепу, древесную кору и др., подвергают дроблению (рубке), далее дробленый материал карбонизируют при температуре 700-800°С со скоростью нагрева <10°С/мин с возможной изотермической выдержкой при конечной температуре в течение 0.5-1.0 ч., охлаждают, измельчают до пылевидного состояния с фракционным составом пыли <100 мкм, пыль перемешивают со связующими веществами в определенных пропорциях, гранулируют в шнековом грануляторе экструдерного типа с получением гранул требуемого размера, гранулы сушат, подвергают пиролизу в инертной среде при 600-800°С со скоростью нагрева ≤10°С/мин и парогазовой активации при 700-800°С в течение 30-120 мин, затем гранулы активного угля охлаждают, рассеивают и упаковывают.In general terms, the process is as follows. Wood processing waste, for example, cutting, wood chips, wood bark, etc., is crushed (chopped), then the crushed material is carbonized at a temperature of 700-800 ° C with a heating rate of <10 ° C / min with possible isothermal exposure at a final temperature for 0.5-1.0 hours, cooled, pulverized to dust with a fractional composition of dust <100 μm, the dust is mixed with binders in certain proportions, granulated in an extruder-type screw granulator to obtain granules of the required size, the granules are dried, subjected to pyrolysis is carried out in an inert medium at 600-800 ° С with a heating rate of ≤10 ° С / min and gas-vapor activation at 700-800 ° С for 30-120 min, then granules of activated carbon are cooled, dispersed and packaged.
На чертеже представлена принципиальная схема получения гранулированных сорбентов из древесных отходов по предлагаемому способу.The drawing shows a schematic diagram of the production of granular sorbents from wood waste according to the proposed method.
Пример 1. Отходы деревопереработки - кору - измельчали до размера ≤100 мм помещали в печь карбонизации с регулируемыми скоростью нагрева и конечной температурой обработки, которая представляла собой металлическую реторту с внешним электрообогревом, снабженную герметичной крышкой, мешалкой для перемешивания материала, загрузочным и разгрузочным шиберами. Выделяющиеся продукты пиролиза дожигали в топочном устройстве и в виде дымовых газов отводили дымососом на выброс. Карбонизацию материала проводили при конечной температуре 700°С со скоростью подъема температуры 5°С/мин, без изотермической выдержки (результаты - в табл.1), после достижения конечной температуры обработки прошедший карбонизацию материал выгружали, охлаждали и определяли полноту прохождения карбонизации визуально и по остаточному содержанию летучих продуктов в карбонизированной коре, определяемому по ГОСТ 6382-91.Example 1. Woodworking waste - bark - was crushed to a size of ≤100 mm was placed in a carbonization furnace with adjustable heating rate and final processing temperature, which was a metal retort with external electric heating, equipped with a sealed lid, a stirrer for mixing the material, loading and unloading gates. The liberated pyrolysis products were burned in the furnace and in the form of flue gases the exhaust was exhausted. Carbonization of the material was carried out at a final temperature of 700 ° C with a rate of temperature rise of 5 ° C / min, without isothermal exposure (results are shown in Table 1), after reaching the final processing temperature, the carbonized material was unloaded, cooled, and the completeness of carbonization was determined visually and by the residual content of volatile products in the carbonized crust, determined according to GOST 6382-91.
Пример 2. Опыт проводили по примеру 1 с той разницей, что в качестве сырья - отхода деревопереработки - использовали отходы древесины (щепа, обрезь, стружка, опилки и др.) Результаты представлены в табл.1.Example 2. The experiment was carried out according to example 1 with the difference that the waste wood (wood chips, trimmings, shavings, sawdust, etc.) was used as raw material - wood processing waste. The results are presented in Table 1.
Пример 3. Опыт проводили по примеру 1 с той разницей, что карбонизацию сырья осуществляли при 800°С со скоростью подъема температуры 5°С/мин (табл.1).Example 3. The experiment was carried out as in example 1 with the difference that the carbonization of the raw material was carried out at 800 ° C with a rate of temperature rise of 5 ° C / min (table 1).
Пример 4. Опыт проводили по примеру 2 с той разницей, что карбонизацию сырья осуществляли при 800°С со скоростью подъема температуры 5°С/мин (результаты - в табл.1).Example 4. The experiment was carried out as in example 2 with the difference that the carbonization of the raw material was carried out at 800 ° C with a rate of temperature rise of 5 ° C / min (the results are shown in table 1).
Пример 5. Опыт проводили по примеру 1 с той разницей, что карбонизацию сырья осуществляли при 800°С со скоростью подъема температуры 10°С/мин (результаты - в табл.1).Example 5. The experiment was carried out according to example 1 with the difference that the carbonization of the raw material was carried out at 800 ° C with a temperature rise rate of 10 ° C / min (the results are shown in Table 1).
Пример 6. Опыт проводили по примеру 2 с той разницей, что карбонизацию сырья осуществляли при 800°С со скоростью подъема температуры 10°С/мин (табл.1).Example 6. The experiment was carried out as in example 2 with the difference that the carbonization of the raw material was carried out at 800 ° C with a rate of temperature rise of 10 ° C / min (table 1).
Пример 7. Опыт проводили по примеру 1 с той разницей, что карбонизацию сырья осуществляли при 800°С со скоростью подъема температуры 10°С/мин и изотермической выдержкой 30 мин (результаты - в табл.1).Example 7. The experiment was carried out as in example 1 with the difference that the carbonization of the raw material was carried out at 800 ° C with a rate of temperature rise of 10 ° C / min and isothermal exposure of 30 minutes (the results are shown in Table 1).
Пример 8. Опыт проводили по примеру 2 с той разницей, что карбонизацию сырья осуществляли при 800°С со скоростью подъема температуры 10°С/мин и изотермической выдержкой 30 мин (результаты - в табл.1).Example 8. The experiment was carried out as in example 2 with the difference that the carbonization of the raw material was carried out at 800 ° C with a rate of temperature rise of 10 ° C / min and isothermal exposure of 30 minutes (the results are shown in Table 1).
Пример 9. Опыт проводили по примеру 1 с той разницей, что карбонизацию сырья осуществляли при 800°С со скоростью подъема температуры 10°С/мин и изотермической выдержкой 60 мин (результаты - в табл.1).Example 9. The experiment was carried out as in example 1 with the difference that the carbonization of the raw material was carried out at 800 ° C with a rate of temperature rise of 10 ° C / min and isothermal exposure of 60 minutes (the results are shown in Table 1).
Пример 10. Опыт проводили по примеру 1 с той разницей, что вводили 30-минутную изотермическую выдержку (результаты - в табл.1).Example 10. The experiment was carried out as in example 1 with the difference that a 30-minute isothermal exposure was introduced (the results are shown in Table 1).
Пример 11. Опыт проводили по примеру 1 с той разницей, что вводили 60-минутную изотермическую выдержку (результаты - в табл.1).Example 11. The experiment was carried out as in example 1 with the difference that a 60-minute isothermal exposure was introduced (the results are shown in Table 1).
Как видно из таблицы, условиям полного обуглероживания карбонизируемого материала отвечает режим обработки 800°С со скоростью нагрева 5°С/мин, при этом для обоих видов сырья не требуется изотермической выдержки. При скорости подъема температуры 10°С/мин до конечной температуры 800°С суммарное время обработки составляет 80 мин (без изотермической выдержки), что для обуглероживания обоих видов сырья является недостаточным, при этом для полного обуглероживания древесины достаточно введения 30-минутной изотермической выдержки, тогда как для завершения процесса карбонизации более плотного материала коры требуется 60-минутная изотермическая выдержка. Карбонизация при 700°С со скоростью нагрева 5°С/мин. без введения изотермической выдержки обеспечивает полное обуглероживание древесины, а для достижения полной обуглероженности коры, обрабатываемой при этом режиме, требуется введение 60-минутной изотермической выдержки.As can be seen from the table, the conditions for the complete carbonization of the carbonized material correspond to a treatment regime of 800 ° C with a heating rate of 5 ° C / min, while both types of raw materials do not require isothermal exposure. At a rate of temperature rise of 10 ° C / min to a final temperature of 800 ° C, the total processing time is 80 minutes (without isothermal exposure), which is insufficient for carbonization of both types of raw materials, and the introduction of a 30-minute isothermal exposure is sufficient for complete carbonization of wood, whereas to complete the carbonization process of a denser bark material, a 60-minute isothermal exposure is required. Carbonization at 700 ° C with a heating rate of 5 ° C / min. without the introduction of isothermal aging provides complete carbonization of the wood, and to achieve complete carbonization of the bark processed in this mode, the introduction of a 60-minute isothermal exposure is required.
Условия карбонизации и степень обуглероженности в процессTable 1
Carbonization conditions and the degree of carbonization in the process
Пример 12. Карбонизированную по примеру 3 древесную кору дробили в щековой дробилке до размера ≤10 мм. Связующее - низкосернистый нефтяной пек (НП) также дробили до размера ≤10 мм. Дробленый карбонизированный материал (КМ) смешивали с дробленым НП в соотношении 8:1, смесь измельчали в вибромельнице до пылевидного состояния с фракционным составом пыли <100 мкм. Пыль и водный раствор сульфитно-спиртовой барды, взятые в соотношении пыль:ССБ=9:1 (на товарную ССБ) тщательно перемешивали и гранулировали в лабораторном шнековом грануляторе экструдерного типа. Следовательно, процентное соотношение КМ:НП:ССБ в полученных гранулах составляло 80:10:10 или для соотношения карбонизированный материал: связующие вещества - 80%:20%. Гранулы сушили при температуре 90-110°С для удаления внесенной при грануляции влаги и для реализации связующих свойств ССБ, что предотвращало пыление и распад гранул при последующей термообработке до проявления спекающих свойств пека.Example 12. The carbonized wood bark of Example 3 was crushed in a jaw crusher to a size of ≤10 mm. Binder - low-sulfur oil pitch (NP) was also crushed to a size of ≤10 mm. Crushed carbonized material (CM) was mixed with crushed NP in a ratio of 8: 1, the mixture was ground in a vibratory mill to a pulverized state with a fractional dust composition <100 μm. Dust and an aqueous solution of sulphite-alcohol stillage taken in the ratio of dust: SSB = 9: 1 (for marketable SSB) were thoroughly mixed and granulated in an extruder type laboratory screw granulator. Therefore, the percentage ratio of KM: NP: SSB in the obtained granules was 80:10:10, or for the ratio of carbonized material: binders - 80%: 20%. The granules were dried at a temperature of 90-110 ° C to remove moisture introduced during granulation and to realize the bonding properties of the PRS, which prevented dusting and disintegration of the granules during subsequent heat treatment until the sintering properties of the pitch appeared.
Далее осуществляли пиролиз предварительно карбонизированного и высушенного материала с целью деструкции связующих веществ и упрочнения гранулы, подлежащей активации. Пиролиз проводили в инертной среде (продукты пиролиза, азот) в реакторе, представляющем собой реторту со стационарным слоем материала, обогреваемую вертикальной электрической печью с автоматическим регулированием скорости нагрева и конечной температуры пиролиза. Скорость нагрева при пиролизе составляла <10°С/мин; конечную температуру 600°С задавали по температуре спекания нефтяного пека, т.к деструкция ССБ протекает при более низких температурах.Next, pyrolysis of pre-carbonized and dried material was carried out with the aim of degrading the binders and hardening the granules to be activated. Pyrolysis was carried out in an inert medium (pyrolysis products, nitrogen) in a reactor, which is a retort with a stationary layer of material, heated by a vertical electric furnace with automatic control of the heating rate and the final pyrolysis temperature. The heating rate during pyrolysis was <10 ° C / min; the final temperature of 600 ° C was set by the sintering temperature of the oil pitch, because the destruction of the PRS proceeds at lower temperatures.
Термообработанные гранулы охлаждали и исследовали их механическую прочность на истирание по ГОСТ 16188-70, насыпную плотность по ГОСТ 16190-70 и суммарный объем пор (влагоемкость) по ГОСТ 17219-71. Все три показателя характеризуют пригодность материала к последующей активации: высокая прочность на истирание необходима, т.к. в процессе активации этот показатель значительно падает в результате развития системы пор; суммарный объем пор карбонизата характеризует его способность активироваться; насыпная плотность является обязательным показателем как для АУ, так и для материала, подлежащего активации и служит косвенным показателем прочности и пористости материала. Результаты представлены в табл.2.Heat-treated granules were cooled and their mechanical abrasion resistance was studied according to GOST 16188-70, bulk density according to GOST 16190-70 and total pore volume (moisture capacity) according to GOST 17219-71. All three indicators characterize the suitability of the material for subsequent activation: a high abrasion resistance is necessary, because in the process of activation, this indicator drops significantly as a result of the development of the pore system; the total pore volume of the carbonizate characterizes its ability to activate; bulk density is a mandatory indicator both for AC and for the material to be activated and serves as an indirect indicator of the strength and porosity of the material. The results are presented in table.2.
Испытания показали: уже на стадии сушки гранулы приобрели некоторую прочность, не крошились при пересыпании и загрузке в реактор пиролиза, что объясняется проявлением связующих свойств сульфитно-спиртовой барды; при пиролизе проявились спекающие свойства нефтяного пека, вследствие чего получен прочный материал с достаточно высокой реакционной способностью, о чем свидетельствует развитый суммарный объем порTests showed: already at the stage of drying, the granules acquired some strength, did not crumble during pouring and loading into the pyrolysis reactor, which is explained by the manifestation of the binding properties of sulfite-alcohol stillage; during pyrolysis, the sintering properties of oil pitch appeared, as a result of which a strong material with a sufficiently high reactivity was obtained, as evidenced by the developed total pore volume
Пример 13. Опыт проводили по примеру 12 с той разницей, что для гранулирования использовали карбонизированные по примеру 4 древесные отходы (результаты - табл.2).Example 13. The experiment was carried out according to example 12 with the difference that for the granulation used carbonized in example 4 wood waste (results - table 2).
Как видно из результатов, термообработанные гранулы из древесных отходов характеризуются более низкими показателями прочности и насыпной плотности, но значительно более высоким суммарным объемом пор и, следовательно, более высокой реакционной способностью, что, по-видимому, объясняется свойствами исходного материала.As can be seen from the results, heat-treated wood waste granules are characterized by lower strength and bulk density, but significantly higher total pore volume and, therefore, higher reactivity, which, apparently, is explained by the properties of the starting material.
Пример 14. Опыт проводили по примеру 12 с той разницей, что при гранулировании в качестве связующего использовали только нефтяной пек в соотношении (%) КМ:НП=80:20 (результаты - в табл.2). Исключение ССБ из шихты для гранулирования и, как следствие, отсутствие связующих свойств на первых этапах обработки гранул, привело к тому, что в конечном продукте присутствовали пыль и мелкие фракции из сколов и частиц гранул, которые образовались при сушке, перегрузке, что значительно снизило выход конечного продукта. После их отсева неразрушенные термообработанные гранулы имели самые высокие показатели прочности и насыпной плотности, но низкую реакционную способность, с чем связаны трудности их активации. Следовательно, без связующей добавки ССБ гранулированный АУ получать нецелесообразно.Example 14. The experiment was carried out as in example 12 with the difference that when granulating, only oil pitch was used as a binder in the ratio (%) KM: NP = 80: 20 (the results are shown in Table 2). The exclusion of PRS from the mixture for granulation and, as a result, the lack of binding properties in the first stages of processing of granules, led to the fact that the final product contained dust and fine fractions from chips and particles of granules that were formed during drying, overload, which significantly reduced the yield final product. After their screening, non-destroyed heat-treated granules had the highest strength and bulk density, but low reactivity, which is associated with difficulties in their activation. Therefore, without a binder additive SSB granular AC to obtain impractical.
Пример 15. Опыт проводили по примеру 12 с той разницей, что при гранулировании в качестве связующего использовали только ССБ в соотношении (%) КМ:ССБ=80:20 (результаты - в табл.2). Исключение спекающей добавки из шихты для гранулирования снизило прочность и насыпную плотность конечного продукта, что обусловило нецелесообразность дальнейшего его использования. Следовательно, без спекающей добавки нефтяного пека гранулированный АУ получить невозможно.Example 15. The experiment was carried out as in example 12 with the difference that when granulating, only the PRS was used as a binder in the ratio (%) KM: PRS = 80: 20 (the results are shown in Table 2). The exclusion of sintering additives from the mixture for granulation decreased the strength and bulk density of the final product, which made it inappropriate to use it further. Therefore, without a sintering additive of oil pitch, granular AC cannot be obtained.
Пример 16. Опыт проводили по примеру 12 с той разницей, что соотношение КМ:нефтяной пек:ССБ при грануляции составляло (%) 75:15:10 (результаты - в табл.2). Увеличение количества НП по сравнению с опытом 12 положительно сказывается на прочности и насыпной плотности, лишь незначительно снижая суммарный объем пор, однако выход целевого продукта несколько уменьшается.Example 16. The experiment was carried out as in example 12 with the difference that the ratio of KM: oil pitch: PRS during granulation was (%) 75:15:10 (the results are shown in Table 2). An increase in the number of NPs in comparison with experiment 12 has a positive effect on strength and bulk density, only slightly reducing the total pore volume, however, the yield of the target product slightly decreases.
Пример 17. Опыт проводили по примеру 12 с той разницей, что соотношение КМ:Example 17. The experiment was carried out as in example 12 with the difference that the ratio of KM:
нефтяной пек: ССБ при грануляции составляло (%) 80:15:5 (результаты - в табл.2). Снижение количества ССБ с 10 до 5 мас.% является целесообразным, т.к. не сказывается отрицательно на упрочнении гранул после сушки (отсутствуют отсевы в конечном продукте), но увеличивает выход продукта.oil pitch: PRS during granulation was (%) 80: 15: 5 (results are shown in Table 2). The decrease in the number of PRS from 10 to 5 wt.% Is appropriate, because does not adversely affect the hardening of the granules after drying (no screenings in the final product), but increases the yield of the product.
Пример 18. Опыт проводили по примеру 12 с той разницей, что соотношение КМ:нефтяной пек:ССБ при грануляции составляло (%) 83:15:2 (результаты - в табл.2). Дальнейшее снижение содержания ССБ в шихте для гранулирования с 5 до 2 мас.% отрицательно сказывается на упрочнении гранул за счет связующих свойств: в конечном продукте присутствует пыль и мелкие частицы, что приводит к снижению выхода продукта.Example 18. The experiment was carried out as in example 12 with the difference that the ratio of KM: oil pitch: PRS during granulation was (%) 83: 15: 2 (the results are shown in Table 2). A further decrease in the content of PRS in the mixture for granulation from 5 to 2 wt.% Negatively affects the hardening of the granules due to the binding properties: dust and small particles are present in the final product, which leads to a decrease in the yield of the product.
Пример 19. Опыт проводили по примеру 17 с той разницей, что соотношение КМ:нефтяной пек:ССБ при грануляции составляло (%) 75:20:5 (результаты - в табл.2). Такое увеличение спекающей добавки в шихте увеличило плотность и прочность гранул, снизив его реакционную способность, из чего следует, что такой состав шихты для гранулирования является пограничным и дальнейшее увеличение НП нецелесообразно.Example 19. The experiment was carried out as in example 17 with the difference that the ratio of KM: oil pitch: PRS during granulation was (%) 75: 20: 5 (the results are shown in Table 2). Such an increase in the sintering additive in the mixture increased the density and strength of the granules, reducing its reactivity, which implies that such a composition of the mixture for granulation is boundary and a further increase in NP is impractical.
Из анализа результатов вышеописанных опытов становится ясным, что два выбранных для получения гранулированных активных углей связующих вещества имеют положительный эффект в гранулировании только при их совместном использовании, при этом оптимальным содержанием нефтяного пека в шихте для гранулирования является 10-20 мас.%, а сульфитно-спиртовой барды - 5-10 мас.%. Увеличение содержания ССБ в шихте для гранулирования нецелесообразно, т.к. сопряжено с ростом в гранулах содержания серы, удаляемой при пиролизе с газами пиролиза, что будет отрицательно сказываться на экологии процесса.From an analysis of the results of the above experiments it becomes clear that the two binders selected to obtain granular active carbons have a positive effect in granulation only when they are used together, while the optimal content of oil pitch in the mixture for granulation is 10-20 wt.%, And sulfite alcohol stillage - 5-10 wt.%. The increase in the content of PRS in the mixture for granulation is impractical, because is associated with an increase in the granule content of sulfur removed during pyrolysis with pyrolysis gases, which will adversely affect the ecology of the process.
Общие закономерности протекания процессов гранулирования карбонизированных материалов из коры и древесных отходов позволяют перенести вышеизложенные выводы, сделанные по результатам исследования пиролиза гранул из древесной коры, на пиролиз гранул из отходов древесины. Для корректности, ниже приведены опыты пиролиза древесных гранул, полученных в установленном оптимальном интервале концентраций связующих веществ.The general laws governing the granulation of carbonized materials from bark and wood waste allow us to transfer the above conclusions drawn from the results of a study of the pyrolysis of wood bark pellets to the pyrolysis of wood waste pellets. For correctness, below are the pyrolysis experiments of wood pellets obtained in the established optimal range of concentrations of binders.
Пример 20. Опыт проводили по примеру 16 с той разницей, что для гранулирования использовали карбонизированные по примеру 4 древесные отходы (результаты - табл.2). Так же, как и для гранул из древесной коры, наблюдалось положительное влияние увеличения количества НП на прочность и насыпную плотность, лишь незначительно снижались суммарный объем пор и выход целевого продукта.Example 20. The experiment was carried out as in example 16 with the difference that for the granulation used carbonized in example 4 wood waste (results - table 2). As with wood bark granules, a positive effect of an increase in the number of NPs on strength and bulk density was observed, and the total pore volume and yield of the target product only slightly decreased.
Пример 21. Опыт проводили по примеру 17 с той разницей, что для гранулирования использовали карбонизированные по примеру 4 древесные отходы (результаты - табл.2). Снижение количества ССБ с 10 до 5 мас.% является целесообразным, т.к. не сказывается отрицательно на упрочнении гранул после сушки (отсутствуют отсевы в конечном продукте), но увеличивает выход продукта.Example 21. The experiment was carried out according to example 17 with the difference that for the granulation used carbonized wood according to example 4 wood waste (results - table 2). The decrease in the number of PRS from 10 to 5 wt.% Is appropriate, because does not adversely affect the hardening of the granules after drying (no screenings in the final product), but increases the yield of the product.
Пример 22. Опыт проводили по примеру 19 с той разницей, что для гранулирования использовали карбонизированные по примеру 4 древесные отходы (результаты - табл.2). В случае с гранулами из древесных отходов увеличение спекающей добавки в шихте с 15 до 20 мас.% заметно снизило суммарную пористость, значительно более высокую, чем у коры, что способствовало уплотнению гранул, увеличению их прочности и насыпной плотности, что является положительным эффектом.Example 22. The experiment was carried out according to example 19 with the difference that for the granulation used carbonized wood according to example 4 wood waste (results - table 2). In the case of pellets from wood waste, an increase in the sintering additive in the mixture from 15 to 20 wt.% Significantly reduced the total porosity, much higher than that of the bark, which contributed to the compaction of the granules, an increase in their strength and bulk density, which is a positive effect.
Далее гранулы, полученные при отработанных оптимальных режимах карбонизации сырья, гранулирования и пиролиза, подвергали активации в электрообогреваемом реакторе с пронизыванием снизу вверх слоя материала активирующим агентом (псевдоожиженный слой), с автоматическим регулированием температуры и расхода активирующего агента, в качестве которого использовали смесь инертного газа, например, азота и водяного пара в объемном соотношении 1:1.Next, the granules obtained under the worked out optimal conditions for the carbonization of raw materials, granulation, and pyrolysis were subjected to activation in an electrically heated reactor with a layer of material penetrating from bottom to top with an activating agent (fluidized bed), with automatic control of the temperature and flow of the activating agent, which was used as an inert gas mixture, for example, nitrogen and water vapor in a volume ratio of 1: 1.
Условия пиролиза и качество получаемых гранулtable 2
Pyrolysis conditions and the quality of the obtained granules
Проактивированный материал охлаждали и анализировали на прочность, насыпную плотность, суммарный объем пор (см. выше), объемы сорбирующих пор по сумме микро-(Vми, см3/г) и мезопор (Vме, см3/г), которые измеряли весовым эксикаторным методом при насыщении пористого объема образца сорбента парами бензола при постоянной температуре. Объем макропор (Vма, см3/г) рассчитывали по разности: Vма=VΣ-(Vми+Vме).The activated material was cooled and analyzed for strength, bulk density, total pore volume (see above), sorbed pore volumes by the sum of micro- (Vme, cm 3 / g) and mesopore (Vme, cm 3 / g), which were measured by weight by saturation of the porous volume of the sorbent sample with benzene vapor at a constant temperature. The volume of macropores (Vma, cm 3 / g) was calculated by the difference: Vma = V Σ - (Vmi + Vme).
Пример 23. Полученные по примеру 17 гранулы из древесной коры активировали при температуре 700°С в течение 30 минут. Результаты представлены в табл.3.Example 23. Obtained in example 17, pellets from wood bark were activated at a temperature of 700 ° C for 30 minutes. The results are presented in table.3.
Пример 24. Полученные по примеру 17 гранулы из древесной коры активировали при температуре 700°С в течение 60 минут. Результаты представлены в табл.3.Example 24. Obtained in example 17, granules from wood bark were activated at a temperature of 700 ° C for 60 minutes. The results are presented in table.3.
Пример 25. Полученные по примеру 17 гранулы из древесной коры активировали при температуре 700°С в течение 90 минут. Результаты представлены в табл.3.Example 25. Obtained in example 17, granules from wood bark were activated at a temperature of 700 ° C for 90 minutes. The results are presented in table.3.
Пример 26. Полученные по примеру 17 гранулы из древесной коры активировали при температуре 700°С в течение 120 минут. Результаты представлены в табл.3.Example 26. Obtained in example 17, granules from wood bark were activated at a temperature of 700 ° C for 120 minutes. The results are presented in table.3.
Как видно из результатов исследования, при 30-минутной обработки гранул из коры протекает начальная активация, сопровождаемая незначительным падением прочности и насыпной плотности и образованием небольших объемов сорбирующих пор. В течение 60-90 мин. активации наблюдается прогрессирующее развитие сорбционного объема пор, который после 90-минутной обработки достигает уровня, характерного для лучших марок отечественных активных углей, например АГ-3, при этом по прочности получаемый из коры АУ им не уступает. При высокой степени обгара - активация в течение 120 мин - получается АУ, по прочности и пористости аналогичный промышленному АУ марки СТК, одному из лучших отечественных рекуперационных активных углей. Однако резкое падение прочности получаемого при максимальном времени активации 120 мин АУ ограничивает области его применения.As can be seen from the results of the study, during a 30-minute treatment of granules from the bark, initial activation proceeds, accompanied by a slight decrease in strength and bulk density and the formation of small volumes of sorbing pores. Within 60-90 minutes activation, there is a progressive development of the sorption pore volume, which after 90 minutes of treatment reaches the level characteristic of the best brands of domestic activated carbons, for example AG-3, while the strength obtained from the AC bark is not inferior to them. With a high degree of burning — activation within 120 minutes — an AC is obtained that is similar in strength and porosity to an industrial AC of the STK brand, one of the best domestic regenerative activated carbons. However, a sharp drop in the strength obtained at a maximum activation time of 120 min AC limits the scope of its application.
Пример 27. Полученные по примеру 21 гранулы из древесных отходов активировали при температуре 700°С в течение 30 минут. Результаты представлены в табл.3.Example 27. Obtained in example 21 pellets from wood waste was activated at a temperature of 700 ° C for 30 minutes. The results are presented in table.3.
Пример 28. Полученные по примеру 21 гранулы из древесных отходов активировали при температуре 700°С в течение 60 минут. Результаты представлены в табл.3.Example 28. Obtained in example 21 granules from wood waste was activated at a temperature of 700 ° C for 60 minutes. The results are presented in table.3.
Пример 29. Полученные по примеру 21 гранулы из древесных отходов активировали при температуре 700°С в течение 90 минут. Результаты представлены в табл.3.Example 29. Obtained in example 21 pellets from wood waste was activated at a temperature of 700 ° C for 90 minutes. The results are presented in table.3.
Все закономерности развития пористой структуры при активации гранул из коры свойственны и для формирования структуры пор древесных гранул с той разницей, что вследствие более высокой реакционной способности последних (по степени развития суммарного объема пор) формирование структуры протекает за более короткий интервал времени, причем с преимущественным развитием макропор. Поэтому уже за 90 минут активации их гранулы достигают нижнего предела по прочности и насыпной плотности, после чего дальнейшая активация становится нецелесообразной. Объемы сорбирующих пор АУ 90-минутной активации для обоих исходных материалов одинаковы, при этом у активного угля из коры более высокая прочность и меньшие объемы макропор.All the laws governing the development of a porous structure upon activation of granules from the bark are also characteristic of the formation of the structure of pores of wood granules with the difference that, due to the higher reactivity of the latter (in terms of the development of the total volume of pores), the formation of the structure proceeds in a shorter time interval, moreover, with a predominant development macropores. Therefore, after 90 minutes of activation, their granules reach a lower limit in strength and bulk density, after which further activation becomes impractical. The volumes of AC sorbing pores of 90-minute activation are the same for both starting materials, while activated carbon from the bark has higher strength and smaller volumes of macropores.
Изучали влияние температуры и времени активации на формирование структурных и прочностных свойств активных углей, для чего гранулы из каждого вида сырья активировали в температурном интервале 650-800°С при времени активации 60-90 мин.The effect of temperature and activation time on the formation of structural and strength properties of activated carbons was studied, for which granules from each type of raw material were activated in the temperature range of 650-800 ° C with an activation time of 60-90 min.
Пример 30. Гранулы из древесной коры активировали по примеру 24 с той разницей, что температура активации составляла 800°С. Результаты представлены в табл.3.Example 30. Pellets from wood bark were activated according to example 24 with the difference that the activation temperature was 800 ° C. The results are presented in table.3.
Пример 31. Гранулы из древесной коры активировали по примеру 25 с той разницей, что температура активации составляла 650°С. Результаты представлены в табл.3.Example 31. Pellets from wood bark were activated according to example 25 with the difference that the activation temperature was 650 ° C. The results are presented in table.3.
Из результатов исследования видно, что активация до 800°С в течение 60 мин несколько увеличивает обгар за счет более интенсивного развития макропористой структуры, что, вероятно, объясняется переходом реакции взаимодействия углерода активируемого материала с кислородом активирующего агента во внешнедиффузионную область реагирования. Как следствие, снижаются объемы сорбирующих пор и прочность, что обусловливает невозможность дальнейшего повышения температуры и времени активации. Снижение температуры активации до 650°С явно отрицательно сказывается на формировании структуры пор, значительно снижая скорость образования сорбирующих пор (Ws) - микро- и мезопор: их объем при 90 минутах активации ниже Ws, образовавшегося в течение 60 мин активации при 700°С. Следовательно, нижним температурным пределом активации гранул из древесной коры принимаем 700°С.It can be seen from the results of the study that activation to 800 ° С over 60 min slightly increases the burn due to a more intensive development of the macroporous structure, which is probably due to the transition of the reaction of the interaction of carbon of the activated material with oxygen of the activating agent in the external diffusion reaction region. As a result, the volumes of sorbing pores and strength are reduced, which makes it impossible to further increase the temperature and activation time. A decrease in the activation temperature to 650 ° C clearly affects the formation of the pore structure, significantly reducing the rate of formation of sorbing pores (Ws) - micro- and mesopores: their volume at 90 minutes of activation is lower than Ws formed during 60 minutes of activation at 700 ° C. Therefore, the lower temperature limit for the activation of wood bark granules is taken to be 700 ° C.
Пример 32. Гранулы из отходов древесины активировали по примеру 29 с той разницей, что температура активации составляла 800°С (результаты - в табл.3).Example 32. Pellets from waste wood were activated according to example 29 with the difference that the activation temperature was 800 ° C (the results are shown in table 3).
Пример 33. Гранулы из отходов древесины активировали по примеру 29 с той разницей, что температура активации составляла 650°С (результаты - в табл.3).Example 33. Pellets from waste wood were activated according to example 29 with the difference that the activation temperature was 650 ° C (the results are shown in table 3).
Из таблицы видно, что увеличение температуры активации высокореакционных гранул из древесных отходов до 800°С приводит к резкому развитию макропористой структуры и уменьшению объема сорбирующих пор, вследствие чего прочность полученного АУ падает до значений, исключающих его использование в динамических процессах адсорбции; следовательно, данный температурный режим неприемлем для активации древесных гранул. Снижение температуры активации до 650°С позволяет получать АУ более плотный и прочный, но с меньшими объемами макропор и сорбирующих пор, чем при 700-градусной активации в течение 90 мин; при этом он имеет несколько более улучшенные структурные характеристики, чем АУ 60-минутной активации при 700°С, но более низкую прочность. Анализ структурных и прочностных характеристик активных углей, полученных при 650°С, позволяют считать 650°С нижним температурным пределом активации гранул из древесных отходов.The table shows that an increase in the activation temperature of highly reactive wood waste granules to 800 ° C leads to a sharp development of the macroporous structure and a decrease in the volume of sorbing pores, as a result of which the strength of the obtained AC falls to values that preclude its use in dynamic adsorption processes; therefore, this temperature regime is not acceptable for the activation of wood pellets. Lowering the activation temperature to 650 ° C allows you to get AC more dense and durable, but with smaller volumes of macropores and sorbing pores than with 700-degree activation for 90 minutes; at the same time, it has slightly improved structural characteristics than the AC of 60-minute activation at 700 ° C, but lower strength. An analysis of the structural and strength characteristics of activated carbons obtained at 650 ° C allows us to consider 650 ° C as the lower temperature limit for the activation of wood waste pellets.
Пример 34. Полученные по примеру 21 гранулы из древесных отходов активировали при температуре 750°С в течение 60 минут. Результаты представлены в табл.3. Из результатов видно, что полученный АУ по показателям качества близок в активному углю, полученному при оптимальных параметрах активации 700°С в течение 90 мин, при этом его прочность также находится на нижнем пределе, что не позволяет увеличивать температуру и время обработки гранул. Следовательно, температуру 750°С можно считать верхним температурным пределом активации гранул из древесных отходов.Example 34. Obtained in example 21, pellets from wood waste was activated at a temperature of 750 ° C for 60 minutes. The results are presented in table.3. The results show that the obtained AC in terms of quality is close to activated carbon obtained with optimal activation parameters of 700 ° C for 90 min, while its strength is also at the lower limit, which does not allow to increase the temperature and processing time of the granules. Therefore, the temperature of 750 ° C can be considered the upper temperature limit for the activation of wood waste pellets.
Результаты активации карбонизованных гранул из отходов деревопереработкиTable 3
The results of the activation of carbonized granules from wood waste
Анализ результатов проведенных экспериментов по отработке режимов активации термообработанных гранул, полученных гранулированием со связующими предварительно карбонизированных древесной коры и отходов древесины, показал, что различная реакционная способность гранул, обусловленная природой исходного сырья, определяет различные температурные и временные режимы активации с целью достижения требуемых качественных показателей получаемых активных углей. Для высокореакционных гранул из древесных отходов условиям получения АУ с прочностью >70% и объемом сорбирующих пор >0.30 см3/г удовлетворяют: температура в интервале 650-750°С и время активации в интервале 60-90 минут. Для менее реакционноспособных гранул из древесной коры условиями активации для достижения таких показателей качества являются: температура 700-800°С при времени активации 60-90 минут.An analysis of the results of experiments on the development of activation regimes for heat-treated granules obtained by granulation with binders of pre-carbonized wood bark and wood waste showed that the different reactivity of the granules, due to the nature of the feedstock, determines different temperature and time activation modes in order to achieve the required quality indicators obtained active carbons. For highly reactive wood waste pellets, the conditions for producing AC with a strength of> 70% and a sorbing pore volume> 0.30 cm 3 / g are satisfied: temperature in the range of 650-750 ° C and activation time in the range of 60-90 minutes. For less reactive wood bark granules, the activation conditions for achieving such quality indicators are: temperature 700-800 ° C with an activation time of 60-90 minutes.
Проводили сравнительное исследование гранулированных активных углей, полученных из древесной коры и отходов древесины при оптимальных параметрах всех стадий процесса и известных активных углей (табл.4). Параметры пористой структуры сорбирующих пор путем определяли обработкой изотерм адсорбции азота, снятых при температуре 77 К на автоматической вакуумной гравиметрической установке «Gravimat-4303».A comparative study of granular activated carbons obtained from bark and wood waste was carried out at the optimal parameters of all stages of the process and known active carbons (Table 4). The parameters of the porous structure of the sorbing pores were determined by treating nitrogen adsorption isotherms taken at a temperature of 77 K using an automatic Gravimat-4303 vacuum gravimetric installation.
Показатели качества гранулированных АУ из отходов деревопереработки и их аналоговTable 4
Quality indicators of granular AC from wood processing wastes and their analogues
Помимо более высоких физико-химических и сорбционных показателей разработанных активных углей следует отметить, что использование многотоннажных, постоянно восполняемых, практически бесплатных отходов деревопереработки. а также замена дефицитной, дорогой лесохимической смолы на отход гидролизного производства положительно сказывается на технико-экономических показателях процесса полученияIn addition to the higher physicochemical and sorption indicators of the developed activated carbons, it should be noted that the use of large-tonnage, constantly replenished, practically free waste wood processing. and also the replacement of scarce, expensive wood-chemical resin with waste hydrolysis production has a positive effect on the technical and economic indicators of the process of obtaining
Анализ показателей качества гранулированных активных углей из отходов деревопереработки позволяет с полным основанием утверждать, что поставленные цели данного изобретения: повышение прочности и объемов сорбирующих пор активных углей, улучшение адсорбционных характеристик активных углей и технико-экономических показателей процесса - достигнуты.Analysis of the quality indicators of granular activated carbons from waste wood allows us to justifiably state that the goals of this invention: increasing the strength and volume of sorbing pores of active carbons, improving the adsorption characteristics of active carbons and technical and economic indicators of the process are achieved.
Список литературыBibliography
1. Технологический регламент. Производство активных углей типа БАУ. Пермь: ПХМЗ. 1962. 25 с.1. Technological regulations. Production of activated carbons type BAU. Perm: PHMZ. 1962.25 p.
2. SU № 1188097, 1985.2. SU No. 1188097, 1985.
3. RU № 2111165, 1998.3. RU No. 2111165, 1998.
4. RU № 2146649, 2000.4. RU No. 2146649, 2000.
5. RU № 2072319, 1997.5. RU No. 2072319, 1997.
6. RU № 2142357, 1999.6. RU No. 2142357, 1999.
7. RU № 470494, 1975.7. RU No. 470494, 1975.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006143313/15A RU2331580C1 (en) | 2006-12-07 | 2006-12-07 | Method of obtaining granulated active carbon |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006143313/15A RU2331580C1 (en) | 2006-12-07 | 2006-12-07 | Method of obtaining granulated active carbon |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2331580C1 true RU2331580C1 (en) | 2008-08-20 |
Family
ID=39747993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006143313/15A RU2331580C1 (en) | 2006-12-07 | 2006-12-07 | Method of obtaining granulated active carbon |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2331580C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2798609C1 (en) * | 2022-12-19 | 2023-06-23 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Composition for producing granulated activated carbon |
-
2006
- 2006-12-07 RU RU2006143313/15A patent/RU2331580C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2798609C1 (en) * | 2022-12-19 | 2023-06-23 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Composition for producing granulated activated carbon |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2741550C2 (en) | Method of producing low-ash activated charcoal | |
| US5726118A (en) | Activated carbon for separation of fluids by adsorption and method for its preparation | |
| US6902589B1 (en) | Method for producing shaped, activated charcoal | |
| US7199080B2 (en) | Process for producing activated carbon | |
| KR20180129857A (en) | Method for producing binder-free coal-based activated carbon | |
| RU2395336C1 (en) | Method of preparing carbonaceous adsorbent from sunflower husks | |
| CN106622124A (en) | High-adsorbability activated semi-coke as well as preparation method and application thereof | |
| US20220096981A1 (en) | Pelletized activated carbon and methods of production | |
| US3483134A (en) | Impact pulverization plus-additives in the production of activated carbon from coal | |
| RU2393111C1 (en) | Method of producing microporous carbon material from lignocellulose material | |
| EP0004044B1 (en) | Granular activated carbon manufacture from sub-bituminous coal treated with dilute inorganic acid: direct activation method | |
| JP2001322808A (en) | Manufacturing method of activated carbon from sludge | |
| JP3577223B2 (en) | Activated carbon production method using sludge | |
| JP2006007186A (en) | Scavenger for heavy metals and separation/removal method for heavy metals | |
| RU2597400C1 (en) | Method of producing composite sorbent based on mineral and vegetable carbon-containing material | |
| RU2331580C1 (en) | Method of obtaining granulated active carbon | |
| RU2344075C1 (en) | Method of active charcoal production | |
| KR101048388B1 (en) | Granular Activated Carbon Manufacturing Method | |
| RU2362734C1 (en) | Method for active carbon preparation | |
| KR100599254B1 (en) | High porous activated carbon for hydrogen storage and preparation thereof | |
| CN111533126A (en) | Preparation method of high-compressive-strength high-porosity formed sludge activated carbon | |
| RU2184080C1 (en) | Method of production of activated carbon | |
| RU2622660C1 (en) | Method of producing activated modified carbon | |
| JP2020023420A (en) | Active carbon and manufacturing method of active carbon, and decoloration method | |
| JP7453462B1 (en) | Carbonaceous materials and their manufacturing methods, adsorption filters, water purifier cartridges, water purifiers, and water purification equipment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081208 |