RU2411080C1 - Method of producing granulated adsorbent from sunflower shells - Google Patents

Method of producing granulated adsorbent from sunflower shells Download PDF

Info

Publication number
RU2411080C1
RU2411080C1 RU2009127298/05A RU2009127298A RU2411080C1 RU 2411080 C1 RU2411080 C1 RU 2411080C1 RU 2009127298/05 A RU2009127298/05 A RU 2009127298/05A RU 2009127298 A RU2009127298 A RU 2009127298A RU 2411080 C1 RU2411080 C1 RU 2411080C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
adsorbent
husk
granules
polyvinyl acetate
binder
Prior art date
Application number
RU2009127298/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Николаевич Овчаров (RU)
Сергей Николаевич Овчаров
Оксана Геннадьевна Долгих (RU)
Оксана Геннадьевна Долгих
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Нефтесорбенты"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Нефтесорбенты" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Нефтесорбенты"
Priority to RU2009127298/05A priority Critical patent/RU2411080C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2411080C1 publication Critical patent/RU2411080C1/en

Links

Abstract

FIELD: process engineering. ^ SUBSTANCE: invention relates to method of producing carbon adsorbents and may be used in various branches of national economy to treatment of effluents and for environmental protection. Sunflower shells are ground to 0.5-1.0 mm-fraction and polyvinyl acetate dispersion, a binder, dissolved in water to (1-3):10 weight ratio, is added thereto to obtain 8-20 wt % of polyvinyl acetate. Binder solution is mixed with shells in 4:1 ratio for them to stay in contact for 0.5 h. Then, excess solution is removed and mix is granulated. Then, granules are, first, dried at ambient temperature, and, then, in nitrogen flow at 100-120C for 0.3-0.5 h and carbonated on heating at the rate of 10-15 deg/min to 250-280C and held at final temperature for 0.25-0.5 h. ^ EFFECT: high-adsorption capacity granulated adsorbent with good mechanical strength. ^ 3 ex

Description

Изобретение относится к способам получения углеродных адсорбентов и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для очистки сточных вод от различных химических загрязнений, в частности для удаления нефти и нефтепродуктов, а также в мероприятиях по защите окружающей среды.The invention relates to methods for producing carbon adsorbents and can be used in various sectors of the economy for wastewater treatment from various chemical contaminants, in particular for the removal of oil and oil products, as well as in environmental protection measures.

Анализ существующего уровня техники показал следующее:Analysis of the current level of technology showed the following:

- известен способ получения адсорбента из лузги подсолнечной, включающий удаление балластных веществ из растительного сырья путем экстракции растворителем, отделение лузги от раствора, смешение ее с водой, заморозку с последующим размораживанием и сушку при температуре 100-200°С (см. патент РФ №2240864 от 22.12.2003 г. по МПК B01J 20/24, опубл. 27.11.2004 г.).- there is a known method of producing adsorbent from sunflower husk, including the removal of ballast substances from plant materials by solvent extraction, separating the husk from the solution, mixing it with water, freezing and thawing and drying at a temperature of 100-200 ° C (see RF patent No. 2240864 dated December 22, 2003 according to IPC B01J 20/24, published on November 27, 2004).

Недостатком известного технического решения является невысокая адсорбционная емкость по жидким углеводородам в связи с низкотемпературной обработкой и малая механическая прочность. К тому же мелкодисперсная форма адсорбента ограничивает область его применения в природных условиях из-за высокого ветроуноса.A disadvantage of the known technical solution is the low adsorption capacity for liquid hydrocarbons in connection with low-temperature processing and low mechanical strength. In addition, the finely dispersed form of the adsorbent limits the scope of its use in natural conditions due to the high windfall.

- известен способ получения активного угля, в котором осадок после биологической очистки сточных вод смешивают с лузгой подсолнечной, гранулируют, подвергают карбонизации при 300-350°С, затем суспендируют в 10%-ной серной кислоте и кипятят в течение часа, после чего промывают, сушат и активируют при 550-600°С (см. патент РФ №2036140 от 24.03.1992 г. по МПК С01В 31/08, опубл. в ОБ №15, 1995 г.).- there is a known method for producing activated carbon, in which the residue after biological wastewater treatment is mixed with sunflower husk, granulated, carbonized at 300-350 ° C, then suspended in 10% sulfuric acid and boiled for one hour, and then washed, dried and activated at 550-600 ° C (see RF patent No. 2036140 dated 03.24.1992 according to IPC СВВ 31/08, published in OB No. 15, 1995).

Недостатком этого технического решения является невысокая адсорбционная емкость по жидким углеводородам и малая механическая прочность гранул, что связано с высокотемпературной активацией. Способ отличается многостадийностью. Более того, использование серной кислоты в технологии получения адсорбента способствует коррозии оборудования.The disadvantage of this technical solution is the low adsorption capacity for liquid hydrocarbons and the low mechanical strength of the granules, which is associated with high-temperature activation. The method is multistage. Moreover, the use of sulfuric acid in the technology of producing adsorbent contributes to the corrosion of equipment.

Практически во всех известных способах получения углеродных адсорбентов из растительного сырья готовый продукт отличается мелким размером частиц, вследствие чего подвергаются ветроуносу при использовании на открытых водных поверхностях. В связи с этим очень велики потери адсорбентов и, соответственно, возрастают затраты на очистку. Распространенные промышленные адсорбенты растительного происхождения - «Лессорб» (сфагновый мох), «Эколан» (древесные опилки) - являются пылевидными. Их практически невозможно использовать в фильтрах из-за высокого гидравлического сопротивления слоя.In almost all known methods for producing carbon adsorbents from plant materials, the finished product has a small particle size, as a result of which they are subjected to windsurfing when used on open water surfaces. In this regard, losses of adsorbents are very large and, accordingly, cleaning costs increase. Common industrial adsorbents of plant origin - Lessorb (sphagnum moss), Ekolan (sawdust) - are dusty. They are almost impossible to use in filters due to the high hydraulic resistance of the layer.

В качестве прототипа нами принят способ получения гранул из подсолнечной лузги, включающий измельчение лузги, введение связующего, нагрев и грануляцию смеси (см. патент РФ №2311224 от 07.06.2005 г. по МПК B01J 2/00, опубл. 27.11.2007 г.).As a prototype, we adopted a method for producing granules from sunflower husk, including grinding husks, introducing a binder, heating and granulating the mixture (see RF patent No. 2311224 of 06/07/2005 according to IPC B01J 2/00, published on 11/27/2007. )

Недостатком известного способа является невысокая адсорбционная емкость по жидким углеводородам.The disadvantage of this method is the low adsorption capacity for liquid hydrocarbons.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении заявляемого технического решения, сводится к получению гранулированного адсорбента, обладающего высокой адсорбционной емкостью по жидким углеводородам и хорошей механической прочностью.The technical result that can be obtained by implementing the proposed technical solution is to obtain a granular adsorbent having a high adsorption capacity for liquid hydrocarbons and good mechanical strength.

Технический результат достигается с помощью известного способа, включающего измельчение лузги, введение связующего и гранулирование. При этом по заявляемому способу в качестве связующего используют поливинилацетатную дисперсию, разбавленную водой в соотношении, мас.ч., (1-3):10 до содержания поливинилацетата 8-20 мас.%, смешиваемую с лузгой в соотношении, мас.ч., 4:1 для контактирования в течение 0,5 ч, с последующим отделением избытка раствора и гранулированием смеси, после чего гранулы подсушивают при температуре окружающей среды, затем в токе азота сушат при 100-120°С в течение 0,3-0,5 ч и карбонизуют, нагревая со скоростью 10-15 град/мин до 250-280°С и выдерживая при конечной температуре в течение 0,25-0,5 ч.The technical result is achieved using a known method, including grinding husks, the introduction of a binder and granulation. Moreover, according to the claimed method, a polyvinyl acetate dispersion diluted with water in the ratio, parts by weight, (1-3): 10 to a content of polyvinyl acetate of 8-20 wt.%, Mixed with husk in the ratio, parts by weight, is used as a binder, 4: 1 for contacting for 0.5 h, followed by separation of the excess solution and granulating the mixture, after which the granules are dried at ambient temperature, then dried in a stream of nitrogen at 100-120 ° C for 0.3-0.5 h and carbonate, heating at a speed of 10-15 deg / min to 250-280 ° C and maintaining at a final temperature for 0.25-0.5 hours.

Таким образом, отличием предлагаемого способа от прототипа является:Thus, the difference of the proposed method from the prototype is:

- использование в качестве связующего поливинилацетатной дисперсии, обеспечивающей получение гранул, обладающих хорошей механической прочностью;- use as a binder polyvinyl acetate dispersion, providing granules with good mechanical strength;

- размер получаемых гранул: диаметр 5 мм, высота 9-10 мм;- the size of the obtained granules: diameter 5 mm, height 9-10 mm;

- термообработка гранул путем карбонизации для развития пористости с преобладанием макропор, а также гидрофобизации поверхности смолистыми продуктами разложения органических компонентов лузги. Данные характеристики необходимы при использовании готового продукта для удаления из водных сред жидких углеводородов, молекулы которых имеют размер от 1000 до 2000 нм, что соответствует радиусу макропор.- heat treatment of granules by carbonization for the development of porosity with a predominance of macropores, as well as hydrophobization of the surface with resinous decomposition products of the organic components of the husk. These characteristics are necessary when using the finished product to remove liquid hydrocarbons from aqueous media, the molecules of which have a size from 1000 to 2000 nm, which corresponds to the radius of the macropores.

Считаем, что заявляемый способ соответствует условию новизны.We believe that the claimed method meets the condition of novelty.

Анализ уровня техники не выявил источники известности: способы и составы для получения гранулированного адсорбента из лузги подсолнечной с использованием в качестве связующего поливинилацетатной дисперсии, последующей температурной обработкой гранул в заявляемом количественном соотношении компонентов в указанных условиях и достигаемым техническим результатом. Заявляемый способ соответствует условию изобретательского уровня.The analysis of the prior art did not reveal sources of fame: methods and compositions for producing granular adsorbent from sunflower husk using a polyvinyl acetate dispersion as a binder, followed by heat treatment of the granules in the claimed quantitative ratio of the components under these conditions and the technical result achieved. The inventive method meets the condition of an inventive step.

В качестве исходного материала используют лузгу подсолнечную - отход в процессе шелушения семян подсолнечника перед операцией прессования на маслоэкстракционных заводах, составляющую 15-17% от массы перерабатываемых семян. Код отхода по Федеральному классификационному каталогу отходов 1210020008995 (введен Приказом МПР РФ от 30.07.2003 №663, прилагается к материалам заявки). Фракция сырья имеет размер 1-6 мм. Состав сырья, мас.%: 32,3 - целлюлоза, 28,7 - лигнин, 26,8 - полисахариды гемицеллюлоз, остальное - смолы, воскообразные и минеральные вещества. Подсолнечник относится к масличным культурам, в связи с чем в его лузге отмечается повышенное содержание гидрофобных компонентов. Она обладает большей плавучестью и водоотталкивающими свойствами, чем плодовые оболочки других сельскохозяйственных растений. Применение лузги подсолнечной позволяет не только получать адсорбент, имеющий высокую поглотительную способность, но и утилизировать многотоннажные отходы предприятий масложировой и кондитерской промышленности. Перед гранулированием лузгу измельчают до фракции 0,5-1 мм, что способствует получению прочных однородных гранул.As a source material, use sunflower husk - waste in the process of peeling sunflower seeds before the pressing operation at oil extraction plants, accounting for 15-17% of the mass of processed seeds. The waste code according to the Federal Classification Catalog of Waste 1210020008995 (introduced by Order of the Ministry of Natural Resources of the Russian Federation dated July 30, 2003 No. 663, is attached to the application materials). The raw material fraction has a size of 1-6 mm. Raw material composition, wt.%: 32.3 - cellulose, 28.7 - lignin, 26.8 - hemicellulose polysaccharides, the rest - resins, waxy and mineral substances. Sunflower belongs to oil crops, and therefore in its husk there is an increased content of hydrophobic components. It has greater buoyancy and water-repellent properties than the fruit shells of other agricultural plants. The use of sunflower husk allows not only to obtain an adsorbent having a high absorption capacity, but also to utilize the large-tonnage waste from the oil and fat and confectionery industry. Before granulation, the husk is crushed to a fraction of 0.5-1 mm, which contributes to the production of strong uniform granules.

В качестве связующего используют грубодисперсную гомополимерную поливинилацетатную дисперсию (ПВАД) марки ДФ 51/10С (ГОСТ 18992-80). Дисперсия представляет собой пластифицированный продукт полимеризации винилацетата в водной среде в присутствии инициатора и защитного коллоида - поливинилового спирта. В обозначении марки: буквенный индекс до цифр ДФ - дисперсия, пластификатор дибутилфталат; первые две цифры указывают минимальное содержание сухого остатка до пластификации дисперсии, а последующие - содержание пластификатора в пересчете на сухой остаток в процентах; буквенный индекс после цифр - средневязкая. Дисперсия состоит из следующих компонентов:A coarse dispersed homopolymer polyvinyl acetate dispersion (PVAD) of the DF 51 / 10C grade (GOST 18992-80) is used as a binder. The dispersion is a plasticized product of the polymerization of vinyl acetate in an aqueous medium in the presence of an initiator and a protective colloid - polyvinyl alcohol. In the brand designation: the letter index to the numbers DF - dispersion, dibutyl phthalate plasticizer; the first two digits indicate the minimum solids content before plasticization of the dispersion, and the subsequent figures indicate the plasticizer content in terms of solids in percent; the letter index after the numbers is medium viscosity. The dispersion consists of the following components:

- поливинилацетат - 85%;- polyvinyl acetate - 85%;

- пластификатор дибутилфталат - 10%;- plasticizer dibutyl phthalate - 10%;

- вода - 5%.- water - 5%.

Внешний вид дисперсии - однородная жидкость белого цвета.The appearance of the dispersion is a homogeneous white liquid.

Указанный материал используется в основном для получения водно-дисперсионных красок, строительных грунтовок, шпатлевок и т.п., является дешевым и доступным.The specified material is mainly used to obtain water-dispersion paints, building primers, putties, etc., is cheap and affordable.

Использование метода гранулирования с полимерным связующим позволяет обеспечить высокую адсорбционную емкость материала в сочетании с хорошей механической прочностью.Using the granulation method with a polymer binder allows for a high adsorption capacity of the material in combination with good mechanical strength.

По заявляемому способу поливинилацетатную дисперсию разбавляют водой в соотношении, мас.ч., (1-3):10, обеспечивая содержание полимерного связующего - поливинилацетата в количестве 8-20%. При меньшем содержании поливинилацетата полученные гранулы отличаются малой прочностью, а при использовании дисперсии большей концентрации наблюдается снижение адсорбционной емкости гранулированных адсорбентов в связи с блокировкой пор пленкой связующего. Применение поливинилацетатной дисперсии, содержащей пластификатор, вместо раствора одного поливинилацетата обеспечивает получение более прочного, устойчивого при перевозке и эксплуатации гранулированного адсорбента. Связующее смешивают с лузгой подсолнечной в соотношении, мас.ч., 4:1 с учетом насыпной массы лузги (220 кг/м3) и ее набухания. Смесь выдерживают для контактирования в течение 0,5 ч, что позволяет облегчить процесс формования и снизить механические нагрузки на гранулятор. Затем отделяют избыток раствора на фильтре и гранулируют смесь.According to the claimed method, the polyvinyl acetate dispersion is diluted with water in the ratio, parts by weight, (1-3): 10, providing a polymer binder content of polyvinyl acetate in the amount of 8-20%. With a lower content of polyvinyl acetate, the obtained granules are characterized by low strength, and when using a dispersion of a higher concentration, a decrease in the adsorption capacity of granular adsorbents is observed due to the blocking of pores by the binder film. The use of a polyvinyl acetate dispersion containing a plasticizer, instead of a solution of one polyvinyl acetate provides a more durable, stable during transportation and operation of granular adsorbent. The binder is mixed with sunflower husk in the ratio, parts by weight, 4: 1, taking into account the bulk density of the husk (220 kg / m 3 ) and its swelling. The mixture is kept for contact for 0.5 h, which allows to facilitate the molding process and reduce mechanical stress on the granulator. Then the excess solution is separated on the filter and the mixture is granulated.

Использование гранулированных адсорбентов обеспечивает более эффективную очистку сточных вод от нефтяных загрязнений за счет снижения гидравлического сопротивления слоя в фильтрах, а также ликвидацию поверхностных разливов нефтепродуктов, поскольку адсорбенты, получаемые по заявляемому способу, являются крупнодисперсными и формованными, благодаря чему не подвергаются ветроуносу, как порошкообразные адсорбенты.The use of granular adsorbents provides a more effective treatment of wastewater from oil pollution by reducing the hydraulic resistance of the layer in the filters, as well as eliminating surface spills of oil products, since the adsorbents obtained by the present method are coarse and molded, so they are not subjected to windsurfing like powder adsorbents .

Для предотвращения слипания гранул после грануляции их подсушивают при температуре окружающей. Сушку полученных гранул проводят в токе азота в интервале температур 100-120°С в течение 0,3-0,5 ч. При этих условиях не происходит окисления органических полимеров лузги.To prevent the granules from sticking together after granulation, they are dried at ambient temperature. The drying of the obtained granules is carried out in a stream of nitrogen in the temperature range 100-120 ° C for 0.3-0.5 hours. Under these conditions, the organic husk polymers are not oxidized.

Затем для увеличения адсорбционной емкости гранулы подвергают карбонизации также в токе азота. Необходимым требованием для получения гидрофобного и олеофильного углеродного поглотителя является реализация термического разложения лузги в условиях бескислородной среды. При высокой температуре кислород способствует гидрофильной активации поверхности, она приобретает кислотный характер, что способствует росту водопоглощения при контакте адсорбента с водой. К тому же при термообработке сырья в кислородсодержащей атмосфере наблюдается снижение выхода готового продукта и увеличение степени обгара поверхности.Then, to increase the adsorption capacity, the granules are also subjected to carbonization in a stream of nitrogen. A necessary requirement for obtaining a hydrophobic and oleophilic carbon sink is the implementation of thermal decomposition of husks in an oxygen-free environment. At a high temperature, oxygen promotes hydrophilic activation of the surface, it acquires an acidic character, which contributes to increased water absorption upon contact of the adsorbent with water. In addition, during the heat treatment of raw materials in an oxygen-containing atmosphere, a decrease in the yield of the finished product and an increase in the degree of burning of the surface are observed.

Карбонизацию проводят, поднимая температуру со скоростью 10-15 град/мин до 250-280°С. При конечной температуре осуществляют изотермическую выдержку в атмосфере азота в течение 0,25-0,50 ч. Термообработку гранул из лузги подсолнечной организуют в указанных условиях в соответствии с рядом особенностей:Carbonization is carried out by raising the temperature at a speed of 10-15 deg / min to 250-280 ° C. At a final temperature, isothermal exposure is carried out in a nitrogen atmosphere for 0.25-0.50 hours. Heat treatment of granules from sunflower husk is organized under the indicated conditions in accordance with a number of features:

- существенное влияние на суммарную пористость карбонизата оказывает скорость нагрева. Ее увеличение приводит к более активному выделению летучих соединений, при этом наблюдается формирование макропор с размером 200-10000 нм и уменьшение доли пор с размером менее 5 нм. При медленном нагреве создается высокоразвитая система микропор при минимальном суммарном объеме мезо- и макропор. Опытным путем установлено, что оптимальная скорость подъема температуры при термообработке лузги подсолнечной, позволяющая получать макропористые адсорбенты, находится в интервале 10-15 град/мин. При этом достигается практически однородная пористая структура за счет равномерного удаления из лузги летучих соединений, а также распределение на поверхности адсорбента смолистых веществ для придания ему дополнительных водоотталкивающих свойств и повышения олеофильности. Скорость нагрева менее 10 град/мин, помимо получения адсорбента с размером пор, недостаточным для проникновения в них крупных молекул жидких углеводородов, увеличивает продолжительность процесса термообработки. Подъем температуры со скоростью более 15 град/мин приводит к неравномерному прогреву всего объема реакционной камеры. Кроме того, увеличивается скорость выхода летучих компонентов лузги подсолнечной, что вызывает утоньшение и разрыв стенок пор, следствием этого является снижение механической прочности готового адсорбента;- the heating rate has a significant effect on the total porosity of the carbonizate. Its increase leads to a more active release of volatile compounds, while the formation of macropores with a size of 200-10000 nm and a decrease in the proportion of pores with a size of less than 5 nm are observed. With slow heating, a highly developed micropore system is created with a minimum total volume of meso- and macropores. It has been experimentally established that the optimal rate of temperature rise during heat treatment of sunflower husk, which allows one to obtain macroporous adsorbents, is in the range of 10-15 deg / min. This achieves an almost uniform porous structure due to the uniform removal of volatile compounds from the husk, as well as the distribution of resinous substances on the adsorbent surface to give it additional water-repellent properties and increase oleophilicity. The heating rate of less than 10 deg / min, in addition to obtaining an adsorbent with a pore size insufficient for large molecules of liquid hydrocarbons to penetrate into them, increases the duration of the heat treatment process. Raising the temperature at a speed of more than 15 deg / min leads to uneven heating of the entire volume of the reaction chamber. In addition, the output velocity of the volatile components of the sunflower husk increases, which causes thinning and rupture of the pore walls, a consequence of this is a decrease in the mechanical strength of the finished adsorbent;

- выбор температурных условий карбонизации связан с особенностью протекания химических превращений органических полимеров в составе лузги подсолнечной под влиянием связующего. Его присутствие в составе гранул вызывает распад полимеров лузги при более низких температурах. Свойства гранулированных адсорбентов, полученных в заявляемых температурных условиях, схожи со свойствами негранулированных адсорбентов из лузги подсолнечной, полученных при 300-400°С. На основании зависимости механической прочности гранулированных адсорбентов и их адсорбционной емкости от температуры выбран интервал температурной обработки 250-280°С. До температуры 250°С не развивается достаточно высокая пористость, а выше 280°С отмечается снижение выхода гранул и их прочности;- the choice of temperature conditions for carbonization is associated with the peculiarity of the occurrence of chemical transformations of organic polymers in the composition of sunflower husk under the influence of a binder. Its presence in the composition of the granules causes the breakdown of husk polymers at lower temperatures. The properties of granular adsorbents obtained under the claimed temperature conditions are similar to the properties of non-granulated adsorbents from sunflower husk obtained at 300-400 ° C. Based on the temperature dependence of the mechanical strength of granular adsorbents and their adsorption capacity, the temperature range of 250-280 ° C was selected. To a temperature of 250 ° C, a sufficiently high porosity does not develop, and above 280 ° C there is a decrease in the yield of granules and their strength;

- изотермическую выдержку осуществляют в течение 0,25-0,50 ч. Меньшего времени недостаточно для завершения химических превращений при данной температуре и отгонки продуктов разложения из пор. При продолжительности обработки более 0,50 ч наблюдается небольшое увеличение поглотительной способности адсорбента, однако этот факт не оправдывает энергозатрат.- isothermal aging is carried out for 0.25-0.50 hours. Less time is not enough to complete chemical transformations at a given temperature and to distill decomposition products from pores. With a treatment duration of more than 0.50 hours, there is a slight increase in the absorption capacity of the adsorbent, but this fact does not justify the energy consumption.

По окончании изотермической выдержки производят снижение температуры до 40°С с целью предупреждения окисления поверхности адсорбента в воздушной среде.At the end of the isothermal exposure, a temperature is reduced to 40 ° C in order to prevent oxidation of the surface of the adsorbent in the air.

Более подробно сущность заявляемого изобретения описывается следующими примерами.In more detail, the essence of the claimed invention is described by the following examples.

Пример 1Example 1

Лузгу подсолнечную измельчают до фракции 0,5-1 мм. Соединяют 1 мас.ч. (40 г) поливинилацетатной дисперсии марки ДФ 51/10С и 10 мас.ч. (400 г) воды, после чего смешивают приготовленный раствор связующего с лузгой в соотношении, мас.ч., 4:1 (440 г и 110 г соответственно) и выдерживают в течение 0,5 ч; Далее на фильтре отделяют избыток раствора от лузги и формуют смесь с получение гранул диаметром 5 мм, высотой 9-10 мм. Полученные гранулы подсушивают при температуре окружающей среды.Sunflower husk is crushed to a fraction of 0.5-1 mm. Connect 1 wt.h. (40 g) of polyvinyl acetate dispersion brand DF 51 / 10C and 10 wt.h. (400 g) of water, after which the prepared binder solution with husk is mixed in the ratio, parts by weight, 4: 1 (440 g and 110 g, respectively) and incubated for 0.5 h; Then the excess solution is separated from the husk on the filter and the mixture is formed to obtain granules with a diameter of 5 mm, a height of 9-10 mm. The granules obtained are dried at ambient temperature.

Затем гранулы загружают в муфельную печь с программным управлением и сушат при 100°С в течение 0,3 ч в токе азота. Далее поднимают температуру со скоростью 10 град/мин до 250°С и выдерживают 0,25 ч. По окончании изотермической выдержки температуру снижают до 40°С и выгружают готовый продукт.Then the granules are loaded into a muffle furnace with programmed control and dried at 100 ° C for 0.3 h in a stream of nitrogen. Then the temperature is raised at a speed of 10 deg / min to 250 ° C and held for 0.25 hours. At the end of the isothermal exposure, the temperature is reduced to 40 ° C and the finished product is unloaded.

Выход гранулированного адсорбента составляет 60% в расчете на исходную лузгу.The yield of granular adsorbent is 60% based on the initial husk.

Эксплуатационные характеристики гранулированного адсорбента:Performance characteristics of granular adsorbent:

- нефтеемкость и водопоглощение определяли согласно ТУ 214-10942238-03-95. В испытаниях использовали нефть грозненскую, выделенную из нее фракцию дизельного топлива (ДТ) и моторное масло (ММ). Полученный адсорбент имеет следующие показатели: адсорбционная емкость по нефти - 3,6 г/г, по ММ - 3,4 г/г, по фракции ДТ - 3,3 г/г; водопоглощенйе составляет 1,0 г/г;- oil intensity and water absorption were determined according to TU 214-10942238-03-95. The tests used Grozny oil, the diesel fraction (DT) extracted from it, and motor oil (MM). The resulting adsorbent has the following indicators: adsorption capacity for oil - 3.6 g / g, for MM - 3.4 g / g, for the fraction of DT - 3.3 g / g; water absorption is 1.0 g / g;

- механическую прочность гранул на раздавливание определяли с помощью экстензометра ИПГ-1. Полученный адсорбент обладает прочностью 3,6 кгс/см2;- the mechanical strength of the granules in crushing was determined using an IPG-1 extensometer. The resulting adsorbent has a strength of 3.6 kgf / cm 2 ;

- эффективность очистки воды от нефти полученным адсорбентом определяли по результатам адсорбции нефти грозненской из сточной воды в динамических условиях. Для этого адсорбент в количестве 5 г загружают в адсорбционную колонку диаметром 25 мм и высотой 300 мм. Через адсорбционную колонку с адсорбентом пропускают 1000 мл сточной воды, содержащей 500 мг нефти грозненской. Сточную воду фильтруют в направлении сверху вниз с постоянной скоростью, равной 1,8 м/ч. Продолжительность процесса - 1,13 ч. Остаточную массовую концентрацию нефти в последних 100 мл фильтрата определяли ИК-фотометрическим методом (РД 52.24.476-95) с помощью анализатора нефтепродуктов КН-2м. Эффективность очистки воды от нефти - 94%.- the efficiency of water purification from oil by the obtained adsorbent was determined by the results of adsorption of Grozny oil from wastewater under dynamic conditions. For this, an adsorbent in an amount of 5 g is loaded into an adsorption column with a diameter of 25 mm and a height of 300 mm. 1000 ml of waste water containing 500 mg of Grozny oil is passed through an adsorption column with an adsorbent. Wastewater is filtered in a downward direction at a constant speed of 1.8 m / h. The duration of the process was 1.13 hours. The residual mass concentration of oil in the last 100 ml of the filtrate was determined by the IR photometric method (RD 52.24.476-95) using a KN-2m oil analyzer. The efficiency of water purification from oil is 94%.

Пример 2Example 2

По примеру 1 берут измельченную лузгу. Соединяют 2 мас.ч. (80 г) поливинилацетатной дисперсии марки ДФ 51/10С и 10 мас.ч. (400 г) воды. Далее по примеру 1 получают гранулы и подсушивают их на воздухе. Затем гранулы сушат при 110°С в течение 0,4 ч в токе азота, нагревают со скоростью 12 град/мин до 260°С и выдерживают 0,35 ч. Далее по примеру 1 получают готовый продукт.In example 1, take chopped husk. Connect 2 parts by weight (80 g) of polyvinyl acetate dispersion brand DF 51 / 10C and 10 wt.h. (400 g) water. Further, according to example 1, granules are obtained and dried in air. Then the granules are dried at 110 ° C for 0.4 hours in a stream of nitrogen, heated at a speed of 12 deg / min to 260 ° C and incubated for 0.35 hours. Next, according to Example 1, the finished product is obtained.

Выход адсорбента составляет 57% в расчете на исходную лузгу. Полученный гранулированный адсорбент имеет следующие показатели: адсорбционная емкость по нефти - 4,1 г/г, по ММ - 4,0 г/г, по фракции ДТ - 3,8 г/г; водопоглощение составляет 0,8 г/г; механическая прочность гранул - 4,0 кгс/см2.The adsorbent yield is 57% based on the initial husk. The obtained granular adsorbent has the following indicators: adsorption capacity for oil - 4.1 g / g, for MM - 4.0 g / g, for the DT fraction - 3.8 g / g; water absorption is 0.8 g / g; the mechanical strength of the granules is 4.0 kgf / cm 2 .

После обработки полученным адсорбентом сточной воды в адсорбционной колонке, как указано в примере 1, эффективность очистки воды от нефти - 96%.After treatment of the wastewater obtained with the adsorbent in the adsorption column, as described in Example 1, the efficiency of oil water purification is 96%.

Пример 3Example 3

По примеру 1 берут измельченную лузгу. Соединяют 3 мас.ч. (120 г) поливинилацетатной дисперсии марки ДФ 51/10С и 10 мас.ч. (400 г) воды. После чего по примеру 1 получают гранулы и подсушивают их на воздухе. Затем гранулы сушат при 120°С в течение 0,5 ч в токе азота, нагревают со скоростью 15 град/мин до 280°С и выдерживают 0,50 ч. Далее по примеру 1 получают готовый продукт.In example 1, take chopped husk. Connect 3 parts by weight (120 g) polyvinyl acetate dispersion brand DF 51 / 10C and 10 wt.h. (400 g) water. Then, according to example 1, granules are obtained and dried in air. Then the granules are dried at 120 ° C for 0.5 h in a stream of nitrogen, heated at a speed of 15 deg / min to 280 ° C and incubated for 0.50 h. Next, according to Example 1, the finished product is obtained.

Выход адсорбента составляет 44% в расчете на исходную лузгу. Полученный гранулированный адсорбент имеет следующие показатели: адсорбционная емкость по нефти - 4,8 г/г, по ММ - 4,6 г/г, по фракции ДТ - 4,4 г/г; водопоглощение составляет 0,7 г/г; механическая прочность гранул - 4,0 кгс/см2.The adsorbent yield is 44% based on the initial husk. The obtained granular adsorbent has the following indicators: adsorption capacity for oil - 4.8 g / g, for MM - 4.6 g / g, for the DT fraction - 4.4 g / g; water absorption is 0.7 g / g; the mechanical strength of the granules is 4.0 kgf / cm 2 .

После обработки полученным адсорбентом сточной воды в адсорбционной колонке, как указано в примере 1, эффективность очистки воды от нефти - 98%.After treatment of the wastewater obtained with the adsorbent in the adsorption column, as described in Example 1, the oil treatment efficiency is 98%.

Для подтверждения условия промышленной применимости углеродный адсорбент, полученный по примеру 3, использовали для очистки сточных вод автозаправочной станции в г.Ставрополе. Для этого адсорбент загружают в двухступенчатый безнапорный сорбционный фильтр марки ФСД-01. Масса загрузки - 14 кг (по 7 кг адсорбента в каждую из ступеней). Габаритные размеры аппарата, м: диаметр - 0,70, высота общая - 1,14. Скорость фильтрования - 2,0 м/ч. Производительность фильтра - 1,0 м3/ч. Содержание нефтепродуктов в сточной воде, поступающей на фильтр, - 110,00 мг/л. Остаточная концентрация нефтепродуктов в очищенных стоках - 0,27 мг/л, что не превышает ПДК нефти и нефтепродуктов для водных объектов хозпитьевого и культурно-бытового назначения, равную 0,30 мг/л.To confirm the conditions of industrial applicability, the carbon adsorbent obtained in example 3 was used for wastewater treatment at a gas station in the city of Stavropol. For this, the adsorbent is loaded into a two-stage non-pressure sorption filter of the FSD-01 brand. The mass of loading is 14 kg (7 kg of adsorbent in each of the steps). Overall dimensions of the device, m: diameter - 0.70, total height - 1.14. The filtering speed is 2.0 m / h. The filter performance is 1.0 m 3 / h. The oil content in the wastewater entering the filter is 110.00 mg / l. The residual concentration of oil products in the treated effluents is 0.27 mg / l, which does not exceed the MPC of oil and oil products for water bodies for household and cultural purposes, equal to 0.30 mg / l.

Отработанный адсорбент можно утилизировать путем сжигания в качестве твердого топлива.Spent adsorbent can be disposed of by burning as solid fuel.

Claims (1)

Способ получения гранулированного адсорбента из лузги подсолнечной, включающий измельчение лузги, введение связующего и гранулирование, отличающийся тем, что в качестве связующего используют поливинилацетатную дисперсию, разбавленную водой в соотношении, (1-3):10 мас.ч. до содержания поливинилацетата 8-20 мас.%, смешиваемую с лузгой в соотношении 4:1 мас.ч. для контактирования в течение 0,5 ч, с последующим отделением избытка раствора и гранулированием смеси, после чего гранулы подсушивают при температуре окружающей среды, затем в токе азота сушат при 100-120°С в течение 0,3-0,5 ч и карбонизуют, нагревая со скоростью 10-15 град/мин до 250-280°С и выдерживая при конечной температуре в течение 0,25-0,5 ч. A method of producing a granular adsorbent from sunflower husk, including grinding husk, introducing a binder and granulating, characterized in that a polyvinyl acetate dispersion diluted with water in the ratio (1-3): 10 parts by weight is used as a binder. to a polyvinyl acetate content of 8-20 wt.%, mixed with husk in a ratio of 4: 1 wt.h. for contacting for 0.5 h, followed by separation of the excess solution and granulating the mixture, after which the granules are dried at ambient temperature, then dried in a stream of nitrogen at 100-120 ° C for 0.3-0.5 h and carbonized heating at a speed of 10-15 deg / min to 250-280 ° C and keeping at a final temperature for 0.25-0.5 hours
RU2009127298/05A 2009-07-15 2009-07-15 Method of producing granulated adsorbent from sunflower shells RU2411080C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009127298/05A RU2411080C1 (en) 2009-07-15 2009-07-15 Method of producing granulated adsorbent from sunflower shells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009127298/05A RU2411080C1 (en) 2009-07-15 2009-07-15 Method of producing granulated adsorbent from sunflower shells

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2411080C1 true RU2411080C1 (en) 2011-02-10

Family

ID=46309171

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009127298/05A RU2411080C1 (en) 2009-07-15 2009-07-15 Method of producing granulated adsorbent from sunflower shells

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2411080C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2493907C1 (en) * 2012-05-04 2013-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Method of making carbon sorbent from vegetable stock
RU2575654C1 (en) * 2014-10-30 2016-02-20 Александр Всеволодович Пименов Method of obtaining activated coal
RU2597400C1 (en) * 2015-04-10 2016-09-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") Method of producing composite sorbent based on mineral and vegetable carbon-containing material
RU2736497C1 (en) * 2020-04-30 2020-11-17 Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина Method of waste water treatment
RU2747918C1 (en) * 2020-10-13 2021-05-17 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") Method for producing carbon sorbent in form of spherical granules

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2493907C1 (en) * 2012-05-04 2013-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Method of making carbon sorbent from vegetable stock
RU2575654C1 (en) * 2014-10-30 2016-02-20 Александр Всеволодович Пименов Method of obtaining activated coal
RU2597400C1 (en) * 2015-04-10 2016-09-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") Method of producing composite sorbent based on mineral and vegetable carbon-containing material
RU2736497C1 (en) * 2020-04-30 2020-11-17 Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина Method of waste water treatment
RU2747918C1 (en) * 2020-10-13 2021-05-17 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") Method for producing carbon sorbent in form of spherical granules
RU2807936C1 (en) * 2023-06-06 2023-11-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") Method for producing activated carbon

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shamsollahi et al. Recent advances on pollutants removal by rice husk as a bio-based adsorbent: A critical review
Shehzad et al. An overview of heavily polluted landfill leachate treatment using food waste as an alternative and renewable source of activated carbon
FR2639846A1 (en) ACTIVE CHARCOAL AND ALUMINA COMPOSITE AND PROCESS FOR PREPARING THE SAME
US6902589B1 (en) Method for producing shaped, activated charcoal
RU2411080C1 (en) Method of producing granulated adsorbent from sunflower shells
CN101987294A (en) Method for preparing honeycomb ceramic adsorbent material by utilizing attapulgite clay
RU2395336C1 (en) Method of preparing carbonaceous adsorbent from sunflower husks
US10518244B2 (en) Biochar products and method of manufacture thereof
Kutty et al. Adsorption kinetics of colour removal from palm oil mill effluent using wastewater sludge carbon in column studies
Abd El-Latif et al. Alginate/polyvinyl alcohol-kaolin composite for removal of methylene blue from aqueous solution in a batch stirred tank reactor
RU2644880C1 (en) Method for obtaining sorbent for purifying wastewater from multicomponent pollutants
CN111889069B (en) Preparation method of formaldehyde adsorption-catalytic decomposition composite material
Sogbochi et al. Evaluation of adsorption capacity of methylene blue in aqueous medium by two adsorbents: The raw hull of lophira lanceolata and its activated carbon
JP2683225B2 (en) Method for producing activated carbon and method for using the activated carbon for water treatment
WO2012006973A1 (en) Method for producing carbon foams
Purwiandono et al. Comparison of Two Biosorbent Beads for Methylene Blue Discoloration in Water.
Salman Preparation of mesoporous-activated carbon from branches of pomegranate trees: optimization on removal of methylene blue using response surface methodology
RU2747540C1 (en) Method for adsorption purification of wastewater containing aromatic compounds of benzene series
RU2344075C1 (en) Method of active charcoal production
KR101563984B1 (en) Method for manufacturing adsorbent using waste paper sludge
RU2465958C1 (en) Method of pelletising dispersed carbon material
RU2270718C1 (en) Method of production of the sorbent for purification of waste waters from the light oil products
RU2732274C1 (en) Method of producing sorbent for cleaning water from oil contamination
Youssef et al. Modeling and characterization of steam-activated carbons developed from cotton stalks
RU2088725C1 (en) Method of removing oil pollution from water surface

Legal Events

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

Effective date: 20120716