RU2637240C1 - Способ получения гранулированного активного угля - Google Patents
Способ получения гранулированного активного угля Download PDFInfo
- Publication number
- RU2637240C1 RU2637240C1 RU2016128681A RU2016128681A RU2637240C1 RU 2637240 C1 RU2637240 C1 RU 2637240C1 RU 2016128681 A RU2016128681 A RU 2016128681A RU 2016128681 A RU2016128681 A RU 2016128681A RU 2637240 C1 RU2637240 C1 RU 2637240C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- binder
- dynamic viscosity
- coal
- ratio
- coal dust
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области получения гранулированных активных углей. Согласно изобретению готовят связующее на основе остаточных продуктов нефтепереработки, измеряют его динамическую вязкость и смешивают с угольной пылью неспекающегося каменного угля. Соотношение компонентов выбирают в зависимости от реологических свойств угольных композиций со связующим (УКС) и вязкости используемого связующего. УКС формуют на шнековом грануляторе. Полученные гранулы вылеживают, подвергают карбонизации и активации в среде перегретого водяного пара. Способ позволяет снизить трудозатраты за счёт возможности выбора оптимального состава композиции для гранулирования. 2 табл., 4 пр.
Description
Изобретение относится к области производства активных углей и может быть использовано для получения гранулированных активных углей, применяемых в газоочистке, рекуперации летучих растворителей, водоподготовке и водоочистке, очистке почв, а также в противогазовой технике.
Известен способ получения активного угля, включающий использование смеси угля на каменноугольной основе и водно-битумной эмульсии с содержанием вяжущего 50-70% (патент RU №2565202 от 20.10.2015 г.).
Недостатком известного способа является необходимость предварительного подбора соотношения угольная пыль : связующее эмпирическим путем, что приводит к увеличению трудоемкости процесса.
Известен способ получения активного угля, включающий измельчение каменноугольного сырья, смешение его со смоляным связующим и легирующей добавкой, гранулирование композиции, охлаждение гранул, карбонизацию и парогазовую активацию. В качестве легирующей добавки в угольно-смоляную композицию вводят тристриметилсилоксифенилсилан (патент RU №2534248 от 21.11.2014 г.).
Недостатком известного способа является необходимость подбора соотношения угольная пыль : связующее эмпирическим путем, кроме того, смоляные связующие обладают не стабильными свойствами и расслаиваются с течением времени.
Известен способ получения активного угля, включающий смешение углеродсодержащего сырья со смолой и последующую грануляцию смеси, а с целью интенсификации процесса смолу используют при отношении ее условной вязкости после термообработки при 120-140°С к исходной условной вязкости, равном 2-4 (патент SU №1230994 от 15.05.1986 г.).
Недостатком известного способа является то, что он пригоден только для приготовления угольно-смоляной композиции (УСК) из одного вида углеродсодержащего сырья с постоянной реакционной способностью.
Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ получения угольно-смоляных гранул для активного угля, включающий смешение углеродсодержащего сырья с древесно-смоляным связующим и последующую грануляцию смеси с предварительной оценкой реакционной способности древесно-смоляного связующего и углеродсодержащего сырья по времени отверждения и последующей карбонизацией и активацией гранул (патент RU №2053958 от 10.02.1996 г.). Данный способ принят за прототип.
Недостатком известного способа, принятого за прототип, является длительность предварительного анализа реакционной способности древесно-смоляного связующего и углеродсодержащего сырья по времени отверждения (1-5 ч). Кроме того, он применим только для древесно-смоляных связующих.
Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого способа, - приготовление композиции для формования путем смешения угольной пыли неспекающегося каменного угля и связующего на основе остаточных продуктов нефтепереработки, формование гранул, карбонизация и активация.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в снижении трудоемкости и сокращении продолжительности процесса получения гранулированных активных углей.
Технический результат, опосредствующий решение указанной задачи, заключается в предварительном определении оптимального состава угольно-смоляной композиции на основании динамической вязкости связующего при использовании углеводородсодержащих связующих с содержанием коксового остатка от 9,5% до 17,1% и динамической вязкостью в широком диапазоне от 0,072 до 89,97 Па⋅с.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения гранулированного активного угля, включающем приготовление композиции для формования путем смешения угольной пыли неспекающегося каменного угля и связующего на основе остаточных продуктов нефтепереработки, формование гранул, карбонизацию и активацию, согласно изобретению смешение угольной пыли и связующего производят с учетом динамической вязкости связующего, причем при динамической вязкости 0,269 Па⋅с соотношение угольная пыль : связующее берут равным 70:30, при динамической вязкости связующего 9,537 Па⋅с соотношение угольная пыль : связующее берут равным 73:27, при динамической вязкости связующего 89,97 Па⋅с соотношение угольная пыль : связующее берут равным 76:24, при динамической вязкости связующего 0,072 Па⋅с соотношение угольная пыль : связующее берут равным 65:35, при динамической вязкости связующего 0,259 Па⋅с соотношение угольная пыль : связующее берут равным 70:30, при динамической вязкости связующего 0,559 Па⋅с или 89,69 Па⋅с соотношение угольная пыль : связующее берут равным 73:27.
Признаки заявляемого технического решения, отличительные от прототипа, - смешение угольной пыли и связующего производят с учетом динамической вязкости связующего, причем при динамической вязкости связующего 0,269 Па⋅с соотношение угольная пыль : связующее берут равным 70:30, при динамической вязкости связующего 9,537 Па⋅с соотношение угольная пыль : связующее берут равным 73:27, при динамической вязкости связующего 89,97 Па⋅с соотношение угольная пыль : связующее берут равным 76:24, при динамической вязкости связующего 0,072 Па⋅с соотношение угольная пыль : связующее берут равным 65:35, при динамической вязкости связующего 0,259 Па⋅с соотношение угольная пыль : связующее берут равным 70:30, при динамической вязкости связующего 0,559 Па⋅с или 89,69 Па⋅с соотношение угольная пыль : связующее берут равным 73:27.
Отличительные признаки в совокупности с известными позволяют сократить затраты и продолжительность процесса на этапе подбора соотношения компонентов для получения формуемых угольных композиций со связующим и получить гранулированные активные угли, соответствующие требованиям стандартов.
Заявленный способ получения гранулированного активного угля заключается в следующем.
Готовят связующее, измеряют его динамическую вязкость. На измерение динамической вязкости связующего затрачивается 15-20 минут, на основании которой определяют соотношение угольная пыль : связующее. Далее смешивают пыль неспекающегося каменного угля и связующее в определенных соотношениях, гранулируют, вылеживают, карбонизуют в атмосфере углекислого газа при температуре (500±50)°С и проводят парогазовую активацию при температуре (900±20)°С до степени обгара 45-50%. В качестве связующего используют углеводородсодержащие продукты: остаточные продукты нефтепереработки и нефтехимии, лесохимические и каменноугольные смолы - с вязкостью от 0,072 до 89,97 Па⋅с (преимущественно от 0,01 до 10 Па⋅с) и содержанием коксового остатка от 9,5% до 17,1%, измеренным по методу ASTM D 4530-07.
Для решения задачи разработки экспресс-метода определения формуемого компонентного состава УКС исследовано 40 углеводородсодержащих связующих по показателям динамической вязкости и содержания коксового остатка. С использованием каждого из этих связующих было получено по шесть УКС с различным соотношением угольная пыль : связующее и определена их динамическая вязкость. В ходе эксперимента установлено, что часть УКС не формуется. Из формуемых УКС получены образцы гранулированных активных углей, соответствующие требованиям стандартов. С использованием полученных данных путем аппроксимации на основе метода наименьших квадратов выявлена зависимость компонентного состава УКС от динамической вязкости связующего. Снижение содержания каждого вида связующего за пределы выявленных соотношений приводит к получению неоднородных УКС, а как следствие шероховатых гранул. Повышение его содержания, в свою очередь, ведет к получению сырых УКС и, в конечном итоге, липких гранул за счет выдавливания излишнего связующего при приложении давления в процессе формования.
Пример 1. Измеряют динамическую вязкость связующих №1-5 на модульном компактном реометре MCR 102. Угольные композиции со связующим (УКС) массой 200 грамм получают путем смешения в Z-образном смесителе пыли неспекающегося каменного угля и связующего в соотношениях, представленных в табл. 1. Промешивание производят в течение 15 минут. Полученные УКС формуют в гранулы через фильеры с диаметром отверстий 4 мм. Угольную композицию со связующим формуют на шнековом грануляторе через фильеры диаметром 4 мм. Гранулы карбонизуют при температуре (500±50)°С в среде углекислого газа и подвергают парогазовой активации при температуре (900±20)°С.
Пример 2. Измеряют динамическую вязкость связующего при помощи модульного компактного реометра MCR 102. На основании динамической вязкости, равной 0,072 Па⋅с, определяют формуемое соотношение угольная пыль : связующее, которое составило 65:35. Приготовление УКС и получение активного угля проводят согласно примеру 1. Полученный гранулированный активный уголь анализируют по основным показателям качества. Прочность составила 78%; суммарный объем пор - 0,75 см3/г; равновесная активность по толуолу - 153 г/дм3; предельный объем сорбционного пространства - 0,4643 см3/г; характеристическая энергия адсорбции - 17,574 кДж/моль.
Пример 3. Для связующего с динамической вязкостью 0,259 Па⋅с определяют формуемое соотношение компонентов, которое составило 70:30. Приготовление УКС и получение активного угля проводят согласно примеру 1. Полученный гранулированный активный уголь так же анализируют по основным показателям качества. Прочность составила 85%; суммарный объем пор - 0,81 см3/г; равновесная активность по толуолу - 155 г/дм3; предельный объем сорбционного пространства - 0,5158 см3/г; характеристическая энергия адсорбции - 15,488 кДж/моль.
Пример 4. Для связующего с динамической вязкостью 89,69 Па⋅с определяют формуемое соотношение компонентов, которое составило 73:27. Приготовление УКС и получение активного угля проводят согласно примеру 1. Полученный гранулированный активный уголь так же анализируют по основным показателям качества: прочность - 87%; суммарный объем пор - 0,74 см3/г; равновесная активность по толуолу - 152 г/дм3; предельный объем сорбционного пространства - 0,4541 см3/г; характеристическая энергия адсорбции - 18,638 кДж/моль. Характеристики образцов ГАУ на основе формуемых композиций представлены в табл. 2.
В результате многочисленных экспериментов выявлено, что использование предлагаемого способа получения ГАУ по определению компонентного состава угольных композиций со связующим на основании значений динамической вязкости связующего позволит снизить трудозатраты в процессе получения ГАУ на стадии смешения и гранулирования. Способ позволит в течение 15-20 минут определять оптимальный состав формуемых композиций с различными углеводородсодержащими вязко-текучими жидкостями в широком диапазоне их динамической вязкости.
ГАУ, полученные по предлагаемому изобретению, полностью соответствуют требованиям, предъявляемым к ГАУ марки АР-А (ГОСТ 8703-74).
Claims (1)
- Способ получения гранулированного активного угля, включающий приготовление композиции для формования путем смешения угольной пыли неспекающегося каменного угля и связующего на основе остаточных продуктов нефтепереработки, формование гранул, карбонизацию и активацию, отличающийся тем, что смешение угольной пыли и связующего производят с учетом динамической вязкости связующего, причем при динамической вязкости 0,269 Па⋅с соотношение угольная пыль : связующее берут равным 70:30, при динамической вязкости связующего 9,537 Па⋅с соотношение угольная пыль : связующее берут равным 73:27, при динамической вязкости связующего 89,97 Па⋅с соотношение угольная пыль : связующее берут равным 76:24, при динамической вязкости связующего 0,072 Па⋅с соотношение угольная пыль : связующее берут равным 65:35, при динамической вязкости связующего 0,259 Па⋅с соотношение угольная пыль : связующее берут равным 70:30, при динамической вязкости связующего 0,559 Па⋅с или 89,69 Па⋅с соотношение угольная пыль : связующее берут равным 73:27.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016128681A RU2637240C1 (ru) | 2016-07-13 | 2016-07-13 | Способ получения гранулированного активного угля |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016128681A RU2637240C1 (ru) | 2016-07-13 | 2016-07-13 | Способ получения гранулированного активного угля |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2637240C1 true RU2637240C1 (ru) | 2017-12-01 |
Family
ID=60581440
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016128681A RU2637240C1 (ru) | 2016-07-13 | 2016-07-13 | Способ получения гранулированного активного угля |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2637240C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2798609C1 (ru) * | 2022-12-19 | 2023-06-23 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Композиция для получения гранулированного активированного угля |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2053958C1 (ru) * | 1990-07-19 | 1996-02-10 | Центральный научно-исследовательский и проектный институт лесохимической промышленности | Способ получения угольно-смоляных гранул для активного угля |
-
2016
- 2016-07-13 RU RU2016128681A patent/RU2637240C1/ru active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2053958C1 (ru) * | 1990-07-19 | 1996-02-10 | Центральный научно-исследовательский и проектный институт лесохимической промышленности | Способ получения угольно-смоляных гранул для активного угля |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Чучалина А.Д. и др. Исследование характеристик продуктов нефтепереработки и нефтехимии для использования в качестве связующих для получения гранулированных углей, сб. трудов Материалы НПК Нефтегазопереработка - 2015, Уфа, стр.234-236, 20.05.2015. * |
Чучалина А.Д. и др. Отработка методики оценки применимости угольно-смоляных композиций для производства гранулированных активных углей. Актуальные проблемы науки и техники - 2015, Уфа, т.1 стр.247-249, 06.11.2015. * |
Чучалина А.Д. и др. Отработка методики оценки применимости угольно-смоляных композиций для производства гранулированных активных углей. Актуальные проблемы науки и техники - 2015, Уфа, т.1 стр.247-249, 06.11.2015. Чучалина А.Д. и др. Исследование характеристик продуктов нефтепереработки и нефтехимии для использования в качестве связующих для получения гранулированных углей, сб. трудов Материалы НПК Нефтегазопереработка - 2015, Уфа, стр.234-236, 20.05.2015. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2798609C1 (ru) * | 2022-12-19 | 2023-06-23 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Композиция для получения гранулированного активированного угля |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Sukiran et al. | Production and characterization of bio-char from the pyrolysis of empty fruit bunches | |
CA1037938A (en) | Production of strong active carbon moldings | |
DE2624663C3 (de) | Verfahren zum Herstellen von kohlenstoffhaltigen Adsorptionsmitteln | |
CN105073637B (zh) | 生产石墨的方法以及用于石墨生产的颗粒 | |
US4228037A (en) | Spherical activated carbon having low dusting property and high physical strength and process for producing the same | |
RU2637240C1 (ru) | Способ получения гранулированного активного угля | |
RU2355729C1 (ru) | Добавка коксующая | |
US2502183A (en) | Production of carbon bodies | |
JP4714518B2 (ja) | 成型炭の製造方法 | |
Kugatov et al. | Production of molded activated carbon from carbon black and petroleum pitch by alkaline activation | |
Demiral et al. | Preparation and characterization of activated carbons from poplar wood (Populus L.) | |
JP4708409B2 (ja) | 廃ガス処理用成型活性炭及びその製造方法 | |
Norlia et al. | Preparation and characterisation of activated carbon from rambutan seed (Nephelium lappaceum) by chemical activation | |
RU2798609C1 (ru) | Композиция для получения гранулированного активированного угля | |
RU2507153C1 (ru) | Способ получения активных углей из шихт коксохимического производства | |
RU2565202C1 (ru) | Способ получения активного угля | |
RU2722542C1 (ru) | Способ получения порошкового активированного угля | |
RU2578147C1 (ru) | Способ получения углеродного молекулярного сита | |
US1442372A (en) | Absorptive material and process of producing the same | |
RU2724753C1 (ru) | Способ получения активированного угля | |
JP2020023420A (ja) | 活性炭および活性炭の製造方法、ならびに脱色方法 | |
RU2018145777A (ru) | Блочный микропористый углеродный адсорбент и способ его получения | |
Perederii et al. | Carbon sorbents from waste crumb tires | |
US1392267A (en) | Process for the manufacture of carbon electrodes | |
Pokonova | Carbon adsorbents from shale tars and phenols |