SU1503876A1 - Способ получени активированного угл - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к химической технологии, конкретно к получению углеродных сорбентов на основе дешевого минерального сырь , и позвол ет на 4,0-4,2% снизить их зольность и на 2,9-3,1% повысить выход товарной фракции с размером гранул 1-1,3 мм. Кроме того, оно позвол ет в расчете на 1000 кг готового продукта снизить расход 3% сол ной кислоты на 500 кг, в полтора раза объем сточных вод и в 24 раза содержание в них хлора, а также на 20000 ккал расход энергии. Сущность способа заключаетс  в смешивании измельченного торфа с активирующей добавкой на основе сернистого кали . Затем смесь гранулируют экструдированием под давлением, гранулы карбонизуют при 600-900°С в инертной атмосфере, затем активируют при 950-1100°С парогазовой смесью с одновременной утилизацией отход щих летучих продуктов. После активировани  гранулы обеззоливают путем их промывки раствором сол ной кислоты, а затем 1-5%-ным раствором сернистой кислоты при 40-50°С и массовом ее отношении к углю, равном (1-2):1, сушат, прокаливают и фракционируют готовый продукт. Утилизацию летучих продуктов ведут путем их дожигани  при кислородном дефиците с последующей адсорбцией вместе с дымовыми газами водным раствором и использованием полученного раствора в качестве промывного. 1 з.п. ф-лы.

Description

Изобретение относитс  к химической технологии , конкретно к способам получени  активированного угл  с использованием негазообразных химических активаторов, и может быть использовано дл  получени  углеродных адсорбентов на основе дешевого минерального сырь .

Цель изобретени  - повышение степени обеззоливани  активированного угл  и выхода его в товарную фракцию с размерами гранул 1 -1,3 мм и сокращение расхода реагентов и энергии на получение активированного угл .

Пример 1. Берут 100 кг (в расчете на абсолютно сухое вещество) фрезерного торфа (ГОСТ 12102-66), пригодного дл  получени  угл  марки APT и содержащего 10- 12% минеральных зольных компонентов. В торф ввод т в качестве активирующей

добавки полисульфид кали , а также смесь серы с раствором сульфида или калийной щелочью в количестве 30-32 мас.% в расчете на серу. Полученную с данным коэффициентом пропитки сырьевую смесь подвергают прессовому экструдированию через фильерную матрицу плунжерного гранул то- ра. Прессовую обработку экструдата ведут при давлении 500 кг на 0,0001 м (500 атм.). Полученный из экструдата гранул т подвергают термообработке в потоке. Интенсивность материального тока составл ла 0,016 кг/с (600 кг/ч). Термообработку ведут в несколько стадий. Сначала гранул т подвергают обработке при 150-200°С со смесью сущильного и окислительного газообразных агентов. Затем его подвергают карбонизации при 600-900°С с карбонизаци- онно-газообразным агентом на основе инертСД

О СО 00

О

ных газов. Затем карбонизат активируют при 950-1100°С химическим и парогазовым активирующими агентами. Термообработку веду.т до 55-60% обгара. В ходе термообработки гранул осуществл ют отгонку летучих продуктов разложени , содержащих горючие компоненты и 8-9% серосодержащих летучих примесей следующим образом. Из-за утери летучих золосодержание гранул активного угл  возросло до 30-40%, часть отведенных летучих направл ют в систему топливообеспечени  карбонизационной стадии.. Этим обеспечиваетс  перевод с дотационного режима снабжени  топливом на режим частичного самообеспечени . Содержащиес  в летучих 8-9% примесей серы наход тс  в химически св занном состо нии , в частности в .виде соединений типа сероокиси углерода, сероводорода, ангидрида сернистой кислоты. Серосодержащие летучие продукты перевод т в нейтрализо- fiaHHoe состо ние. Этот перевод осуществл ют в несколько стадий. Сначала летучие подвергают сжиганию в пламенном факеле, пребывающем в состо нии погружени  под зеркало жидкой фазы. Летучие сжигают в услови х строгого кислородного дефицита. Это устран ет образование дымовых газов с обогащением продуктами пережога сернистых компонентов до трехокиси серы. Его создают путем осуществлени  дожигани  летучих в услови х в пламенный факел топливной добавки. Обескислороживание двуокиси серы приводит к приобретению ею кондиции ангидрида сернистой кислоты. Концентраци  ангидрида в дымовых газах составила 10-12 мае.с %. Образованный ангидрид в состо нии разбавлени  дымовыми газами утилизируют как барботажный агент и одновременно как теплоагент, осуществл ющий перемещивание в нагреве жидкой фазы. Жидкую фазу используют в качестве затворной жидкости дл  предупреждени  прорыва дымовых газов и выхода их из процесса, а также как хладагент дл  дымовых газов и как абсорбционный щелок дл  поглощени  части сернистого ангидрида из дымовых газов. Промывную жидкость , содержащую сернистую кислоту, получают на стадии смещени  зольного экстракта и кислотного экстракта, образующихс  на подготовительной и заключительной стади х процесса.

Барботаж дымовых газов приводит к утилизации их тепла и пр мому нагреву данной жидкости до 40-55°С. Хвосты газов после охлаждени  смесью экстракта и экст- рагента направл ют на нейтрализацию. Ее ведут за счет скрубберного поглощени  из дымовых газов остатков сернистого ангидрида водным адсорбентом.

Процесс нейтрализации дымовых газов ведут до приобретени  ими кондиции выбросных газов, очищенных от сернистого ан

0

5

0

5

0

5

0

5

гидрида до предельно допустимой биологически безвредной концентрации (ПДК), равной 0,-5-0,7 мае.с %. Потер  из процесса серы, присутствующей в выпускаемых в атмосферу абгазами, составила 1 - 2 мае.с % от введенного в торф ее количества . В момент нейтрализации водным адсорбентом газовых выбросов производ т подготовку раствора сернистой кислоты. Водный абсорбент накапливал остатки сернистых компонентов из нейтрализуемых выбросов, перевод  их в сернистую кислоту. Поглотивщий остатки сернистого ангидрида водный абсорбент используют дл  составлени  смеси кислотного и зольного экстрактов . Этой смесью замещают ранее использованную фазу, с помощью которой осуществл ют затворение факела дожигани  летучих , а также первоначальное поглощение из дымовых газов сернистого ангидрида и их охлаждение. Утилизацией отработанного абсорбета в качестве заместител  жидкой фазы обеспечивают накопление в ней сернистого ангидрида с образованием нагретой и концентрированной до 1 мас.°/о сернистой кислоты, обладающей приемлемыми дл  минеральных включений угольного огарка выщелачивающими свойствами. Предварительными экспериментами было установлено , что данный раствор переводит золу огарка в легкоудал емые соли с повыщен- ной растворимостью, равной 50-51 мас.%. Эта растворимость получаемых из золы сернистых солей превысила на 24-25% растворимость хлоридов, получаемых по способу-прототипу . Раствор кислоты используют при 60°С и,масовом соотношении угл  к экстрагенту, равном 1:2. Полученный таким образом раствор сернистой кислоты используют дл  обеззоливани  гранул, охлажденных до О-80°С. Обеззоливание ведут в две стадии. Сначала гранулы обрабатывают 3%- ным раствором сол ной кислоты при 60- 80°С и соотнощении 3-4 кг раствора на 1 кг угл  в течение 2-3 ч.- После выщелачивани  получают уголь, золосодержание которого (в пересчете на серу) было снижению до 7-8 мас.%. Из суспензии получают также отработанный вод ной экстрагент, забравщий в себ  химический активатор и приобретщий крепость по сере в пределах 20-21 мас.°/о. Отработанный водный экстракт направл ют на возмещение потерь расходуемого химического активатора , обеспечива  тем самым утилизацию серы золы дл  внутренних нужд процесса и устран   жидкие выбросы в окружающую среду. На второй стадии обеззоливани  уголь привод т в контакт с раствором сернистой кислоты, полученным на стадии утилизации газовых выбросов. Подачу гранул та осуществл ют в соотнощении 1 кг на 1 кг раствора. Выщелачивание ведут 10-20 мин, в результате обеззоливани  получают уголь, содержащий 8 мас.°/ь

серы в форме сернистых солей. Из суспензии отвод т также зольный экстракт, забравший в себ  золу, переведенную в форму сернистых солей. Общее содержание серы в суспензию составило 10-12 мае. /о, Полученную суспензию направл ют на вакуумное дренирование и обезвоживание ва- куумнрующим агентом, в частности разр женным воздухом. Собранный дренат возвращают в процесс, напротив его в жидкую фазу дл  нейтрализации выбросных газов. Затем гранулы промывают и сущат при 200°С и затем прокаливают агентом на основе нагретой до 1000°С вод ной плазмы. Затем провод т фракционирование готового продукта путем отсева фракции угл  1,0-1,3 мм.

Результаты этого опыта показали, что при содержании в экстрагенте сернистой кислоты в пределах 1,0%, температуре 40°С. и соотношении обеззоливаемого угл  к экстр- агенту, как 1:1, расход сол ной кислоты на 1000 кг угл  был снижен с 120 кг (по прототипу ) до 100 кг, расход тепла на нагрев выщелачивающих экстрагентов со 120000 ккал до 100000 ккал. потери серы, вход щей в состав химического активатора вместе с выбрасываемыми в окружающую среду - с 14 до 10%. Затраты времени на проведение выщелачивани  с 14 до 3 ч, а зольность угл  с 7 до 3% и его потери - с 10 до 7%.

Пример 2. По примеру 1 получают активный уголь с использованием 5%-ной сернистой кислоты и проведением промывки при 50°С и соотношении угл  с кислотой, равной 1:2.

В результате этого опыта расход сол ной кислоты был снижен до 50 кг, расход тепла до 105000 ккал, потери серы до 9%, затраты времени до 4 ч, зольность угл  до 2,8% и его потери - до 7,2%.

Пример 3. По примеру 1 получают активный уголь, провод  промывку 3%-ной сернистой кислотой при 45°С и соотноще- нии угл  с кислотой, равном 1:1,7. В результате этого опыта расход сол ной кислоты был снижен до 50 кг, расход тепла до 99000 ккал, потери серы до 9,5%, затраты времени до 3 ч, зольность угл  до 2,9%, а его потери - до 6,9%.

Как видно из приведенных примеров 1-3, получение активного угл  по предлагаемому способу позвол ет снизить на 4,0-4,2% зольность угл  и повысить на 2,9-3,1% выход гранул с фракционным составом 1,0-1,3 мм, удобных дл  использовани  в сорбционных процессах.

Кроме того, данный способ позвол ет сэкономить около 500 кг 3%-ной сол ной кислоты на 1000 ц готовой продукции, в 5 1.5 раза снизить количество сточных вод и в 14 раз содержание в них хлора, а также на 20000 ккал снизить потребление энергии.

0

20

Claims (2)

1.Способ получени  активированного угл , включающий смешивание измельченного торфа с активирующей добавкой на основе сернистого кали , гранулирование смеси экструдированием под давлением, карбонизацию гранул с выделением дымовых газов, последующую их активацию парогазовой смесью с образованием летучих продуктов, обез- золивание путем промывки раствором кислоты , сущку и прокаливание готового продукта , отличающийс  тем, что, с целью повы- щени  степени обеззоливани  и выхода товарной фракции с размером гранул 1 - 1,3 мм, после промывки кислотой гранулы дополнительно промывают раст вором сернистой кислоты, полученной путем дожи гани  летучих продуктов при дефиците кислорода последующей их абсорбцией вместе с выделивщимис  дымовыми газами водным щелочным раствором.

2.Способ по п. 1, отличаюилийс  тем, что промывку ведут 1-5%-ным раствором

сернистой кислоты при 40-50°С и массовом соотношении ее к углю, равном (1-2):1.