RU2339444C2 - Method of sorbent production - Google Patents
Method of sorbent production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2339444C2 RU2339444C2 RU2006146321/15A RU2006146321A RU2339444C2 RU 2339444 C2 RU2339444 C2 RU 2339444C2 RU 2006146321/15 A RU2006146321/15 A RU 2006146321/15A RU 2006146321 A RU2006146321 A RU 2006146321A RU 2339444 C2 RU2339444 C2 RU 2339444C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- granules
- fluoride
- fluorides
- temperature
- sorbent
- Prior art date
Links
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам получения сорбентов для улавливания газообразных фторидов.The invention relates to methods for producing sorbents for trapping gaseous fluorides.
Для извлечения из газовых потоков летучих фторидов - фторида водорода, гексафторидов молибдена, вольфрама, рения, урана и др. - обычно используют сорбенты на основе фторидов щелочных (натрия, лития), щелочноземельных (кальция, бария) и других металлов.To extract volatile fluorides — hydrogen fluoride, molybdenum hexafluoride, tungsten, rhenium, uranium, etc. hexafluorides from gas streams — sorbents based on alkali fluorides (sodium, lithium), alkaline earth (calcium, barium), and other metals are usually used.
Известен порошкообразный сорбент для извлечения фторида водорода из газов на основе фторидов щелочных металлов (лития, натрия) с добавкой порошка фторида бария в количестве 5,6-35,5% (А.С. №1549581, МПК B01J 20/02, В01D 53/02, опубл. 15.03.90, БИ №1).Known powder sorbent for the extraction of hydrogen fluoride from gases based on alkali metal fluorides (lithium, sodium) with the addition of barium fluoride powder in an amount of 5.6-35.5% (AS No. 1549581, IPC B01J 20/02, B01D 53 / 02, publ. 15.03.90, BI No. 1).
Недостатком порошкообразных сорбентов является пыление при загрузке и выгрузке из сорбционной колонны, высокое гидравлическое сопротивление прохождению газового потока, возможность слеживания порошка и т.д. Поэтому стремятся получать сорбент в виде гранул (таблеток), насыпной слой которых легко пропускает газовый поток.The disadvantage of powdered sorbents is dusting during loading and unloading from the sorption column, high hydraulic resistance to the passage of the gas stream, the possibility of caking of the powder, etc. Therefore, they strive to obtain a sorbent in the form of granules (tablets), the bulk layer of which easily passes the gas stream.
Гранулы должны иметь достаточную механическую прочность, удовлетворительную пористость и величину внутренней поверхности пор, а также циклическую устойчивость, т.е. сохранять физико-химические свойства в циклических процессах сорбции-десорбции.The granules must have sufficient mechanical strength, satisfactory porosity and the size of the inner surface of the pores, as well as cyclic stability, i.e. maintain physico-chemical properties in cyclic sorption-desorption processes.
Известен способ получения гранулированного сорбента на основе фторида натрия и фторида лития, используемого для селективного извлечения фторида водорода из газовых смесей, в котором используется прессование сухих порошков кислых бифторидов натрия или лития в таблетки с последующим их прокаливанием и спеканием при температуре 300-500°С (Галкин Н.П., Зайцев В.А., Серегин М.Б. Улавливание и переработка фторсодержащих газов. М.: Атомиздат, 1975, с.70, 89-90, 117). Получаемые гранулы имеют низкую удельную поверхность внутренних пор 1-3 м2/г и низкую циклическую устойчивость.A known method for producing a granular sorbent based on sodium fluoride and lithium fluoride used for the selective extraction of hydrogen fluoride from gas mixtures, which uses the pressing of dry powders of acid sodium or lithium bifluorides into tablets, followed by calcination and sintering at a temperature of 300-500 ° C ( Galkin N.P., Zaitsev V.A., Seregin M.B. Capture and processing of fluorine-containing gases (Moscow: Atomizdat, 1975, p. 70, 89-90, 117). The resulting granules have a low specific surface area of internal pores of 1-3 m 2 / g and low cyclic stability.
Известен способ получения сорбента гранулированного фторида натрия из фторида натрия, увлажненного водой, при спекании таблеток (гранул) в области температур 650-930°С (Патент США №3372004, опубл. 1968). Способ включает приготовления шихты на основе фторида натрия, формование таблеток, сушку таблеток и их спекание при температуре 650-930°С, вследствие чего таблетки имеют весьма небольшие пористость - около 10% и удельную поверхность - около 0,1 м2/г.A known method of producing a sorbent of granular sodium fluoride from sodium fluoride moistened with water by sintering tablets (granules) in the temperature range 650-930 ° C (US Patent No. 3372004, publ. 1968). The method includes preparing a charge based on sodium fluoride, forming tablets, drying the tablets and sintering them at a temperature of 650-930 ° C, as a result of which the tablets have very low porosity - about 10% and specific surface area - about 0.1 m 2 / g.
Известен способ получения гранулированного сорбента на основе фторида лития, согласно которому при подготовке шихты во фторид лития добавляют фториды калия или магния или аммония, шихту увлажняют до 5-7%-ного содержания воды и формуют в гранулы, которые спекают при температуре 250-500°С и обрабатывают фтористо-водородной кислотой (Патент РФ №2211726, МПК B01J 20/02, B01D 53/68, опубл. 10.09.2003). Сорбент применяют для извлечения фторида водорода из газов.A known method of producing a granular sorbent based on lithium fluoride, according to which, when preparing the charge, potassium or magnesium or ammonium fluorides are added to the lithium fluoride, the mixture is moistened to 5-7% water content and molded into granules that are sintered at a temperature of 250-500 ° C and treated with hydrofluoric acid (RF Patent No. 2211726, IPC B01J 20/02, B01D 53/68, publ. 09/10/2003). Sorbent is used to extract hydrogen fluoride from gases.
Добавку фторида магния или кальция вводят в шихту для упрочнения гранул сорбента путем создания «скелета» структуры гранул из неактивных в процессе сорбции добавок. Добавку фторида аммония применяют для образования пор в структуре гранул сорбента, образующихся при нагревании шихты в результате выделения газов (аммиака и фтористого водорода) при разложении фторида аммония. Способ позволяет получать сорбент, содержащий 75-90% фторида лития и имеющий удельную поверхность 3,8-8,5 м2/г. Этот способ выбран за прототип.An addition of magnesium or calcium fluoride is introduced into the mixture to harden the sorbent granules by creating a “skeleton” of the granule structure from the additives inactive during sorption. Ammonium fluoride additive is used to form pores in the structure of the sorbent granules, which are formed when the mixture is heated as a result of evolution of gases (ammonia and hydrogen fluoride) during the decomposition of ammonium fluoride. The method allows to obtain a sorbent containing 75-90% of lithium fluoride and having a specific surface area of 3.8-8.5 m 2 / g This method is selected for the prototype.
Способ имеет следующие недостатки. Фторид водорода, образовавшийся при разложении фторида аммония, попадая в воздуховоды вентиляции, вызывает интенсивную коррозию материалов воздуховодов. При температурах ниже 140°С происходит рекомбинация из газовых компонентов (аммиака и фторида водорода) фторида аммония, который оседает на поверхности воздуховодов и вызывает их забивку. Далее, будучи веществом гигроскопичным, фторид аммония набирает влагу и образует коррозионно-активные подтеки на поверхности воздуховодов.The method has the following disadvantages. Hydrogen fluoride formed during the decomposition of ammonium fluoride, entering the ventilation ducts, causes intense corrosion of duct materials. At temperatures below 140 ° C, the recombination of gas components (ammonia and hydrogen fluoride) ammonium fluoride, which settles on the surface of the ducts and causes them to clog. Further, being a hygroscopic substance, ammonium fluoride gains moisture and forms corrosive smudges on the surface of air ducts.
Задачей изобретения является разработка способа получения сорбента из неорганических фторидов, обеспечивающего уменьшение коррозионного воздействия компонентов шихты на материалы оборудования и ликвидацию забивок оборудования фторидом аммония.The objective of the invention is to develop a method for producing a sorbent from inorganic fluorides, which reduces the corrosive effects of charge components on equipment materials and eliminates clogging of equipment with ammonium fluoride.
Поставленную задачу решают тем, что в способе получения сорбента для улавливания летучих фторидов, включающем приготовление шихты из фторидов щелочных и/или щелочноземельных металлов и порообразователя, формование гранул, их сушку и спекание, в шихту в качестве порообразователя добавляют карбонат аммония.The problem is solved by the fact that in the method for producing a sorbent for trapping volatile fluorides, which includes preparing a mixture of alkali and / or alkaline earth metal fluorides and a blowing agent, forming granules, drying and sintering, ammonium carbonate is added to the mixture as a blowing agent.
Карбонат аммония добавляют в количестве 15-50% от массы фторидов.Ammonium carbonate is added in an amount of 15-50% by weight of fluorides.
Сушку гранул ведут при температуре 60-150°С, а спекание - при температуре 350-550°С.The granules are dried at a temperature of 60-150 ° C, and sintering at a temperature of 350-550 ° C.
Сорбент получают следующим образом.The sorbent is prepared as follows.
В порошок фторида металла, либо в смесь фторидов щелочных и/или щелочноземельных металлов, представляющих основу сорбента, добавляют 15-50 мас.% карбоната аммония, и полученную смесь тщательно перемешивают. Воду вводят после тщательного перемешивания сухих компонентов. Количество воды определяют экспериментально по качеству прессования, но обычно оно составляет примерно 7%. После формования гранул диаметром 6 мм их подвергают сушке при температуре 60-150°С. При температуре 60°С начинается разложение карбоната аммония, а при 150°С разложение заканчивается по реакции:To a metal fluoride powder, or to a mixture of fluorides of alkali and / or alkaline earth metals, which are the basis of the sorbent, add 15-50 wt.% Ammonium carbonate, and the resulting mixture is thoroughly mixed. Water is introduced after thoroughly mixing the dry components. The amount of water is determined experimentally by the quality of pressing, but usually it is about 7%. After molding granules with a diameter of 6 mm, they are dried at a temperature of 60-150 ° C. At a temperature of 60 ° C, decomposition of ammonium carbonate begins, and at 150 ° C, decomposition ends by the reaction:
Процесс разложения протекает необратимо с образованием большого количества газообразных продуктов, выделение которых в процессе сушки способствует порообразованию в гранулах сорбента. Продукты разложения коррозионно неактивны и обратно в карбонат аммония не рекомбинируют. Продукты разложения удаляются, не оставляя следов в газоходах.The decomposition process proceeds irreversibly with the formation of a large number of gaseous products, the release of which during the drying process promotes pore formation in the sorbent granules. The decomposition products are corrosion inactive and do not recombine back to ammonium carbonate. Decomposition products are removed without leaving traces in the flues.
При спекании пористых заготовок гранул в области температур 350-550°С образуются достаточно прочные гранулы.When sintering porous preforms of granules in the temperature range 350-550 ° C, sufficiently strong granules are formed.
Ниже приводятся примеры осуществления способа.The following are examples of the method.
Пример 1. В смесь фторидов бария и лития, взятых в соотношении BaF2/LiF=80% /20% добавили порошок карбоната аммония (NH4)2CO3 в количестве 30% от массы фторидов. После тщательного перемешивания сухих компонентов и добавления воды в количестве 7% от сухой массы произвели формование и сушку гранул при температуре 60-150°С в течение 1 часа, а затем спекание гранул при температуре 450°С в течение 2 часов. Пористость полученных гранул составила 50%, прочность - 10 кгс/см2.Example 1. In a mixture of barium and lithium fluorides, taken in the ratio BaF 2 / LiF = 80% / 20%, ammonium carbonate (NH 4 ) 2 CO 3 powder was added in an amount of 30% by weight of fluorides. After thoroughly mixing the dry components and adding water in an amount of 7% of the dry mass, the granules were formed and dried at a temperature of 60-150 ° C for 1 hour, and then the granules were sintered at a temperature of 450 ° C for 2 hours. The porosity of the obtained granules was 50%, the strength was 10 kgf / cm 2 .
Пример 2. Порошок фторида лития смешали с порошком карбоната аммония, при этом карбонат аммония взяли в количестве 40% от массы фторида лития. По описанной в примере 1 технологии получили гранулы сорбента. Пористость полученных гранул составила 60-80%, прочность 10-15 кгс/см2.Example 2. Lithium fluoride powder was mixed with ammonium carbonate powder, while ammonium carbonate was taken in an amount of 40% by weight of lithium fluoride. According to the technology described in example 1, sorbent granules were obtained. The porosity of the obtained granules was 60-80%, strength 10-15 kgf / cm 2 .
Пример 3. Изготовили три партии гранул с различным содержанием в шихте карбоната аммония. Для этого порошок фторида лития смешали с порошком карбоната аммония, взятого от массы фторида лития в количестве 15% (первая партия), 30% (вторая партия) и 50% (третья партия). После тщательного перемешивания сухих компонентов и добавления воды в количестве 7% от сухой массы произвели формование и сушку гранул при температуре 60-150°С в течение 1 часа, а затем спекание гранул при температуре 450°С в течение 2 часов.Example 3. Made three batches of granules with different contents in the mixture of ammonium carbonate. For this, lithium fluoride powder was mixed with ammonium carbonate powder taken from the mass of lithium fluoride in an amount of 15% (first batch), 30% (second batch) and 50% (third batch). After thoroughly mixing the dry components and adding water in an amount of 7% of the dry mass, the granules were formed and dried at a temperature of 60-150 ° C for 1 hour, and then the granules were sintered at a temperature of 450 ° C for 2 hours.
Полученные гранулы подвергали многократным испытаниям в циклах «сорбция-десорбция» фторида водорода, после которых часть гранул поступала на исследование их физико-химических характеристик. Пористость определялась пикнометрическим методом, удельная поверхность - методом Брунауэра-Эммета-Теллера (метод БЭТ), механическая прочность - в соответствии с ГОСТ 21560.2-82.The obtained granules were subjected to repeated tests in the sorption-desorption cycles of hydrogen fluoride, after which part of the granules went to study their physicochemical characteristics. The porosity was determined by the pycnometric method, the specific surface was determined by the Brunauer-Emmett-Teller method (BET method), and the mechanical strength was determined in accordance with GOST 21560.2-82.
Результаты исследований свойств гранул сорбентов приведены в таблице.The results of studies of the properties of granules of sorbents are given in the table.
Как видно из таблицы, гранулы, полученные по предложенной технологии, циклически устойчивы. С увеличением циклов «сорбция-десорбция» удельная поверхность гранул, доступная сорбату, увеличивается и стабилизируется за счет раскрытия внутренних пор, а механическая прочность гранул практически неизменна.As can be seen from the table, the granules obtained by the proposed technology are cyclically stable. With an increase in the sorption-desorption cycles, the specific surface of the granules accessible to the sorbate increases and stabilizes due to the opening of internal pores, and the mechanical strength of the granules is practically unchanged.
Статическая емкость полученных сорбентов составила 0,6 моль HF/моль LiF, что соответствует 85% от теоретически возможной емкости порошкообразного фторида лития (0,77 моль HF/моль LiF).The static capacity of the obtained sorbents was 0.6 mol HF / mol LiF, which corresponds to 85% of the theoretically possible capacity of powdered lithium fluoride (0.77 mol HF / mol LiF).
Добавка карбоната аммония в шихту в количестве, меньшем 15 мас.%, не обеспечивала требуемую пористость получаемых гранул (меньше 40%), а добавка в количестве, превышающем 50 мас.%, не обеспечивала необходимую прочность гранул.The addition of ammonium carbonate to the mixture in an amount less than 15 wt.% Did not provide the required porosity of the obtained granules (less than 40%), and the addition in an amount exceeding 50 wt.% Did not provide the necessary strength of the granules.
Заявляемый способ получения сорбента по сравнению со способом-прототипом позволяет уменьшить коррозионное воздействия компонентов шихты на материалы оборудования и ликвидировать забивки оборудования фторидом аммония.The inventive method of producing a sorbent in comparison with the prototype method can reduce the corrosive effects of the charge components on the equipment materials and eliminate clogging of the equipment with ammonium fluoride.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006146321/15A RU2339444C2 (en) | 2006-12-25 | 2006-12-25 | Method of sorbent production |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006146321/15A RU2339444C2 (en) | 2006-12-25 | 2006-12-25 | Method of sorbent production |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006146321A RU2006146321A (en) | 2008-07-20 |
RU2339444C2 true RU2339444C2 (en) | 2008-11-27 |
Family
ID=40193387
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006146321/15A RU2339444C2 (en) | 2006-12-25 | 2006-12-25 | Method of sorbent production |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2339444C2 (en) |
-
2006
- 2006-12-25 RU RU2006146321/15A patent/RU2339444C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006146321A (en) | 2008-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102217979B1 (en) | Amine-functionalized MOF based carbon dioxide adsorbents comprising binders | |
RU2157729C2 (en) | Method of preparing catalyst carrier | |
JP2001070726A (en) | Carbon dioxide absorption method and carbon dioxide adsorbent and production of the same | |
US6689714B2 (en) | Core-in-shell sorbent for hot coal gas desulfurization | |
JP6286620B2 (en) | Iron powder and heating element and heating tool using the same | |
KR20160119795A (en) | Reactive composition based on sodium bicarbonate and process for its production | |
CN101513605A (en) | Method of preparing sulfur leaching mercury control activated carbon | |
RU2403234C2 (en) | Ammonium nitrate granule and preparation method thereof | |
CN104028085A (en) | Flue gas desulfurization technology based on iron ore sintering process | |
KR20080059456A (en) | Halide scavengers for high temperature applications | |
KR20160119796A (en) | Reactive composition based on sodium bicarbonate and process for its production | |
CN110229015A (en) | A kind of pottery mud hybrid desiccant and preparation method thereof, regeneration method | |
RU2339444C2 (en) | Method of sorbent production | |
CN1195680C (en) | Process for stabilizing ammonium nitrate | |
KR101648551B1 (en) | A porous absorbent using micro-capsulated absorbing material and a manufacturing method of it | |
IT8224806A1 (en) | METHOD OF PRODUCING A NUCLEAR FUEL MATERIAL CONTAINING A DISSIPABLE BINDER | |
JP2008037681A (en) | Desiccant raw material and method for producing the same | |
JP6841720B2 (en) | A method for producing an oxygen adsorbent molded product and an oxygen adsorbent composition for that purpose. | |
JP4051399B2 (en) | Desiccant raw material and production method thereof | |
JPH08206443A (en) | Acidic gas absorbent and production thereof | |
RU2342982C2 (en) | Mixed inorganic chemical absorber | |
RU2408421C1 (en) | Method of producing mixed fluorine sorbent for cleaning of hexafluorides of tungsten, uranium, molybdenum and rhenium from hydrogen fluoride | |
RU2484075C2 (en) | Method to manufacture pyrotechnical charges | |
KR101910805B1 (en) | Preparation method of crushing strength enhanced novel carbon dioxide absorbent and carbon dioxide absorbent using the same | |
JP6644587B2 (en) | Method for suppressing caking of hydrous fly ash |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081226 |