WO2019147211A1 - Method for producing a carbon adsorbent and method for regenerating same - Google Patents

Method for producing a carbon adsorbent and method for regenerating same Download PDF

Info

Publication number
WO2019147211A1
WO2019147211A1 PCT/UA2018/000025 UA2018000025W WO2019147211A1 WO 2019147211 A1 WO2019147211 A1 WO 2019147211A1 UA 2018000025 W UA2018000025 W UA 2018000025W WO 2019147211 A1 WO2019147211 A1 WO 2019147211A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
carbon
adsorbent
sorption
carbon adsorbent
pyrolysis
Prior art date
Application number
PCT/UA2018/000025
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Мыхайло Сэргийовыч БОНДАРЭНКО
Original Assignee
Мыхайло Сэргийовыч БОНДАРЭНКО
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 Мыхайло Сэргийовыч БОНДАРЭНКО filed Critical Мыхайло Сэргийовыч БОНДАРЭНКО
Publication of WO2019147211A1 publication Critical patent/WO2019147211A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/34Regenerating or reactivating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless

Definitions

  • the claimed group of inventions relates to the chemical industry and to the field of environmental protection, in particular, to a method for producing a universal hydrophobic carbon composite adsorbent obtained by processing rubber raw materials, to sorption means for eliminating oil spills, 10 oil products and other chemicals, and to a method of regeneration used carbon adsorbent, which is used to collect petroleum products, fuels, lubricants, natural and synthetic oils, fats, p stvoriteley, paint and other contaminants technical and chemical liquids.
  • a known method of producing carbon and hydrocarbons from worn tires which provides the ability to economically produce carbon, oil and fuel gas from used tires. Used 20 tires are crushed. The resulting solid rubber mixture is pyrolyzed at subatmospheric pressure in the reactor, while residues recycle to increase heat transfer and avoid sludge on the heat transfer surface.
  • the prepared residues are separated from the products of the vapor phase of pyrolysis, and the products of the vapor phase of pyrolysis are then fractionated into oil and fuel gas (Patent US 4284616 A, IPC W29B 17/00, C09C 1/48, C10J 3/00, C01B 31/02, C10B 47 / 26, C01B 31/00, C10G 1/10, C09C 1/00, C 10B 53/07, published on 08/18/1981).
  • the disadvantages of this invention are: complex technical execution, multi-stage process and high ash content of the obtained carbon black.
  • the known method of thermal processing of worn tires in which worn tires are loaded into the reactor, carry out the pyrolysis of the material at a temperature of 550-800 ° C in a reducing gas medium at a ratio of reducing gas to the material of 0.20-0.45: 1.
  • the pyrolysis products are separated and the solid residue is discharged.
  • superheated steam is supplied at 250-300 ° C in an amount of 0.03-0.12: 1 to the loaded material.
  • the method reduces energy consumption, simplifies the process of recycling worn tires, allows you to get soot of improved quality for its reuse in the production of rubber compounds (Patent for the invention RU 2139187, IPC W29B 17/00, F23G 7/12, C08J 11/16, C08J 11/20 , published on 10.10.1999).
  • the disadvantages, compared with the proposed method of obtaining, is to conduct pyrolysis at temperatures of 550 - 800 ° C and the use of a reducing gas.
  • a method of obtaining a sorbent of organic compounds, according to which the sorbent is obtained from carbon residue formed in the process of pyrolysis waste containing rubber, including worn car tires (patent for invention RU 2287484, IPC C01B 31/10, publ. 20.11.2006).
  • the disadvantage of this method is multistage use of water and water vapor to activate the sorbent.
  • a known method of recycling worn tires in which worn tires are pre-crushed and fed crushed mass in a screw pump, the method differs in that the screw tray is movable and vibration is transmitted in a horizontal plane, creating a forced movement of crushed and heated mass from worn tires tray (application for invention RU NQ2007144414, IPC HBB 17/00, publ. 10.06.2009).
  • the disadvantages of this method is the use of complex equipment for grinding raw materials and the complex process of its submission to the pyrolysis reactor.
  • a method of processing waste tires which includes the steps: sealing inside a pyrolysis furnace, into which tire waste is inserted and a carrier gas is introduced into it; pyrolizing worn tires by directly heating waste tires with a carrier gas introduced into a pyrolysis furnace; collecting oil by passing the vapor formed during the pyrolysis stage.
  • the method of processing used tires allows pyrolysis of used tires through the circulation of the carrier gas and direct heating, and therefore prevents the danger of an explosion caused by conventional direct heating, ensures safety and improves the rate of oil collection using direct heating (Patent EP 2384872A2, MPK V29V17 / 00 , C08J11/00, published on 09.11.2011).
  • the disadvantage of this method is the use of additional coolant - gas for heating the pyrolysis furnace.
  • a known method for the production of carbon-containing sorbent materials which discloses a method for the production of sorbent carbon of a new generation with an organized and repetitive internal structure (Patent EP 2578312 A2, IPC B01J 20/04, B01J 20/06, B01J 20/20, B01J 20/28, B01J 20 (30 April 10, 2013). Disadvantage This method is the use of additional activating reagents - hydroxides, which create the porous structure of solid carbon.
  • a method of obtaining activated carbon from worn tires which relates to the field of heat treatment of materials with a carbon content and can be used to obtain active carbon from worn tires.
  • the method includes a bar-disintegration grinding of worn tires at a pressure of 2000-4000 kg / cm 2 , carbonization of the resulting crumb rubber in the medium of gases produced during carbonization, and steam-gas activation at a temperature of 750-800 ° C.
  • the gases formed during carbonization are condensed, emitting a liquid fraction, and the uncondensed part of gases is returned to incineration into the furnace of the carbonization furnace (Application for invention RU 94029291, IPC SW 31/08, publ. 27.06.1996).
  • the objective of the proposed method of producing carbon adsorbent is to simplify the production technology of carbon adsorbent from secondary raw materials (waste rubber products) and to improve the quality characteristics of carbon adsorbent.
  • the technical result of the proposed method is to increase the stability of the carbon adsorbent, that is, to increase its ability to maintain high activity after regeneration, to increase the mechanical stability of the carbon adsorbent — it does not crumble or swell when used in water, increase the adsorption rate and the absorbing capacity of the carbon adsorbent.
  • a method for obtaining carbon adsorbent which includes grinding rubber raw materials, carrying out pyrolysis to obtain solid carbon black, mixing the obtained solid carbon with a hydrophobic material, in which, according to the invention, solid technical carbon is produced at a pyrolysis plant for processing rubber raw materials conditions of atmospheric pressure and temperature of 450-750 ° C in the presence of a modified catalyst supported by materials eolithic group, then from the obtained solid carbon with the help of a magnetic separator remove the metal parts of the cord, then perform thermal activation of solid carbon black in an air stream with the addition of superheated water vapor for 30 minutes at a temperature of 150-400 ° C in the pyrolysis chamber under conditions of elevated pressure, then the treated carbon is fed into the drying chamber, while the process of removing moisture is carried out at a temperature of 350 ° C for 1 hour, then prepared in the previous stages of the fabric Under high pressure conditions, carbon is fed to the sorbent production line, where, at ambient temperature, it is crushed and
  • the carbon adsorbent obtained is a product of a combination of the main component, carbon black, obtained in
  • a combination of two stages, namely, grinding the prepared solid carbon and mixing with a hydrophobic material, namely, the secondary cellulose fiber in the stated ratio leads to an improvement in the properties of the finished carbon adsorbent through the fact that its surface becomes more hydrophobic and reveals oleophilic properties, contributes to high sorption activity against a wide range of chemicals.
  • a known sorption material to remove oil contamination includes two layers, one of which is made of polypropylene fibers previously pre-fastened with needles and with a layer of polypropylene fibers made more dense than a layer of hollow siliconized polyester fibers (Patent for invention RU 2210644, IPC D04H0 1/46, B01D 39/16, published on 08/20/2003).
  • the disadvantage of this tool is the low hydrophilicity of the material and the low absorption rate of petroleum products.
  • the material used can not be further regenerated.
  • a well-known sorbent for cleaning the surface of water from oil and oil products containing activated carbon which is characterized in that it additionally contains granulated polystyrene foam and cold hardening glue (Patent for invention UA 95035, IPC B01J 20/20, C02F 1/28, publ June 25, 2011). Disadvantage sorbent there are difficulties in collecting oil and oil products from the surface of the water (low hydrophilicity).
  • the closest analogue of the sorption means is a means for cleaning the surface of water from oil and petroleum products, containing a reservoir of porous sorbent, and the reservoir is made in the form of a two-layer plate, which consists of a layer of porous material based on the composition of crumb rubber from 0.2 to 2, 5 mm and powdered polyethylene, at a ratio of May. h .: Rubber crumb - 100, Polyethylene - 5-20 and polyethylene film connected to a porous material when heated (Patent for utility model RU 6165, IPC ⁇ 32 ⁇ 25/00, publ. 16.03.1998).
  • the disadvantage of this tool is the low degree of absorption of oil and oil products, the two-layer design of the tool, which complicates its production, as well as the use of synthetic materials, the burning of which after use can cause additional environmental pollution.
  • the task of the second object of the invention is the creation of a sorption agent produced from a material, the raw material for which is spent rubber products, which would provide increased sorption capacity and absorption rate of petroleum products and other chemical and organic substances.
  • the technical result of the second object of the invention is to increase the sorption capacity and the rate of absorption of petroleum products and other chemical and organic substances while reducing the geometrical dimensions of the sorption agent itself and the amount of carbon adsorbent in its composition, enabling the sorption agent to be used in any media, including water and on land while ensuring consistently high sorption capacity under various conditions of its use and increase the time of retention of accumulated substances inside the sorption means without their leakage to the outside.
  • the proposed sorption tool consisting of a shell and a filler, in which the shell is made of nonwoven material, and as the filler used carbon adsorbent, manufactured according to claim 1 of the claims.
  • nonwoven fabric is secondary textile, with a density of 50-75 microns
  • carbon adsorbent is a hydrophobic composite material that contains in% May: secondary cellulose fiber - 20-30% and carbon black - 70-80%, which is obtained from secondary rubber raw materials by the method of low-temperature catalytic pyrolysis and activated using superheated water vapor.
  • under the shell contains a liner of recovered organic material.
  • the proposed tool Due to the new properties of the filler, namely the carbon adsorbent, the proposed tool has a high degree of absorption, increases the rate of sorption of pollutants;
  • the used carbon adsorbent (sorption means based on it) with the substance absorbed by it can be disposed of in the traditional way - by transferring it to the appropriate enterprises. Disposal of the carbon adsorbent is carried out according to the method of disposal, which is applied to the material collected by the adsorbent.
  • the adsorbent used to collect petroleum products as a filler in the production of asphalt bitumen, or as a solid fuel for industrial boilers or its component.
  • the carbon adsorbent material allows it to be utilized by burning in industrial boilers to produce thermal energy, which makes its use cost-effective and at the same time prevents secondary pollution of the natural environment.
  • the carbon in the composition of the adsorbent makes it a mixture with oil valuable energy product, and does not require, as is the case with other sorbents, the addition of coal to intensify the combustion process.
  • the adsorbed material is oil and oil products
  • a method for utilization of activated carbon by an oxidizing agent is known by low-temperature oxidative-destructive regeneration, including catalytic conversion of sorbed substances on the surface and in the pores of the carbon matrix with the formation of oxygen-containing functional groups and obtaining an ion exchanger in which the regeneration is carried out by demineralization with partial oxidation of the matrix surface, an aqueous solution of nitric acid or alkaline and / or hydrochloric acid is used as an oxidizing agent. solutions (Patent for invention UA N ° 77564, IPC B01J 20/34, C01B 31/08, publ. 5.12.2006).
  • the disadvantage of this method is the use of various chemical substances (for example, a solution of nitric acid, alkali).
  • the disadvantage of this method is the lack of commercial products, as a result of the application of the method, as well as the release of hazardous chemicals into the atmosphere.
  • the closest to the method of regeneration of the used carbon adsorbent is the method of regeneration of sorbents for the removal of oil and oil products (SU 1453672, IPC WOY 15/00, publ. 10.11.1996), including the processing of the sorbent with organic, water-immiscible low-boiling and easy to mix with water vapor solvents that are supplied from below and discharged from above, with the removal of residual solvents from the sorbent with live steam or heated inert gas.
  • the regeneration of sorbents is carried out with a mixture of water and solvent at the boiling point of the mixture, and water is removed above the sorbent layer below the zone of separation of water and solvent with oil , and the solvent with oil divert from the water surface on top of the zone of separation.
  • the disadvantages of this method are the use of solvents in the regeneration process, which leads to the formation of toxic gaseous products, long processing time, high energy costs and the impossibility of multiple recovery of the sorbent by this method.
  • the objective of the method of regeneration of the used carbon adsorbent is to simplify the process of processing the used carbon adsorbent into a conditioned product with high sorption characteristics.
  • the technical result of the method of regeneration of the used carbon adsorbent is to simplify the process of processing the used carbon adsorbent into a conditioned product, ensuring high stability of the carbon adsorbent after its repeated regeneration, which is to maximize the retention of its activity when reused.
  • the problem is solved by the fact that the proposed method of regeneration of the used carbon adsorbent, including desorption of the collected oil from the surface of the used carbon adsorbent and obtaining solid carbon black, which is then subjected to heating, grinding and mixing with cellulose impurity, in which the desorption of the collected oil from the surface of the used carbon adsorbent is carried out in a pyrolysis unit by heating the specified carbon adsorbent to a temperature of 750 ° C and condensation of oil product vapors under atmospheric pressure for 4 hours, then obtained regenerated solid carbon black is fed to the thermal activation stage, which is carried out in an air stream with the addition of superheated water vapor for 30 minutes at a temperature of 150-400 ° C in a pyrolysis chamber under pressurized conditions, then solid carbon black is fed to a drum-type convection dryer where at a temperature of up to 200 ° C, moisture is removed from it for 1 hour, then the obtained solid carbon is fed to the adsorbent production line, where
  • the gas-vapor mixture is divided into a mixture of non-condensed combustible gases used to operate the pyrolysis unit, and condensed liquid petroleum products suitable for further processing.
  • the proposed invention is illustrated in Figure 1, which schematically shows a longitudinal section of the tool according to claim 5 and Figure 2, where the proposed sorption means according to claim 8 of the formula are schematically depicted.
  • the carbon adsorbent is the product of a combination of carbon black obtained from the pyrolysis of polymer waste (used tires and other rubber and plastics waste) with recycled cellulose fiber.
  • the combination of these components occurs mechanically under conditions of high pressure (for example, at a pressure of 2-2.5 bar) and simultaneous grinding.
  • 20-30% recycled cellulose fiber based on the total weight of the mixture (adsorbent) is used, as a result, the surface of the resulting adsorbent becomes hydrophobic and detects oleophilic properties that contribute to the high sorption activity of the carbon adsorbent with respect to a wide range of chemicals.
  • the composition of the carbon adsorbent obtained by the proposed method is shown in Table 1.
  • Carbon black is produced at the pyrolysis plant for processing used tires in atmospheric pressure and at a temperature of 450-750 ° C.
  • the principle of operation of the pyrolysis unit is to use the method of thermal decomposition of raw materials - semi-coking.
  • the use of a catalyst in the process of pyrolysis of rubber products helps to eliminate pollutants from the vapor-gas mixture, the hydrocarbon fraction and helps reduce the presence of undesirable compounds in the solid residue.
  • the catalyst also blocks the catalytic capabilities of metal oxides, which are an integral part of the composition of the metal cord that is in the rubber goods. It also contributes to the standardization of source products.
  • Coking is the decomposition of organic substances under the action of temperature without access to air, as a result of which destructive transformations of the feedstock take place with the formation of a solid residue and a vapor-gas mixture.
  • the steam-gas mixture consists of vapors of flammable liquid and non-condensed flammable gases.
  • the gas fraction is a mixture of various types of gases released during the heat treatment of raw materials.
  • the technological cycle from the preparation of raw materials (input control, removal of metal cord and grinding) to the shipment of pyrolysis products lasts for 10 hours, the capacity of the installation of technical carbon is 1.5-3 tons per day (depending on the feedstock).
  • solid carbon is obtained, which is less active, with a low dispersion index and an average structural index.
  • the method of obtaining carbon adsorbent includes the following operations:
  • the process of pyrolysis occurs at a temperature of from 450 ° to 750 ° C for 8 hours.
  • the pyrolysis process is carried out by gradual heating, with an increase in temperature every 5 minutes at 5-10 ° C and in the absence of air.
  • a catalyst is added, namely a modified mineral palygorskite, with a total mass of from 3 to 5% of the incoming substance, depending on the characteristics of rubber products.
  • the process results in a mixture of carbon black and metal cord parts with a total mass of up to 50% of the original substance, which is about 500 kg.
  • the resulting solid carbon enters the magnetic separator, where the additional removal of metal parts of the cord from it is carried out.
  • parts of the metal cord which was in rubber-technical products (20% by weight of the mixture loaded into the separator), and carbon black (80% by weight of the mixture loaded into the separator — 400 kg) are obtained.
  • activated solid carbon is fed to a drum-type convection dryer for the purpose of dehydration, where at a temperature of up to 350 ° C for 1 hour moisture and residual aromatic hydrocarbons are removed. During this process, carbon black can lose up to 3% of its mass.
  • Dehydrated carbon at elevated pressure (2-2.5 bar) is fed to the sorbent production line, where at ambient temperature it is crushed and mixed simultaneously with a hydrophobic material, namely, the secondary cellulose fiber, the dosage of which is 20-30% from the total mass of the mixture, while the duration of mixing is 20-30 minutes.
  • a hydrophobic material namely, the secondary cellulose fiber
  • a mixture of activated carbon and recycled cellulose fiber forms a carbon adsorbent with a total weight of 480-500 kg per 1 ton of waste rubber products.
  • the finished product is Packed in plastic bags with a capacity of 10-20 kg or in another container (polypropylene bags or big bags).
  • a sample of the carbon adsorbent obtained by this technology has the physicochemical parameters indicated in Table 2 and the particle size characteristics indicated in Table 3. table 2
  • the resulting carbon adsorbent does not contain harmful substances, does not enter into chemical reactions with sorbed substances, does not emit heat, is not combustible and explosion-proof, safe for the environment and does not require special storage and transportation conditions.
  • the novelty of the method for producing a carbon adsorbent as a product of production consists of the following factors: - use as a basic sorbent material of secondary raw materials - carbon black obtained in the process of pyrolysis of polymeric waste;
  • Advantages and characteristics of the carbon adsorbent obtained by the proposed method are: high adsorption capacity and absorption rate, hydrophobicity, high ability to retain the absorbed substance, buoyancy even in the state of full saturation, absorption capacity of various substances, the possibility of forced desorption and environmental friendliness.
  • the carbon adsorbent obtained has a high sorption capacity - 1 kg of sorbent absorbs 3-5 kg of oil, also has good performance relative to other liquids.
  • the resulting carbon adsorbent can be applied to a wide range of liquid substances (more than 100), which allows the use of a single product to solve many problems.
  • the carbon adsorbent has a high rate of sorption.
  • the fine-grained structure allows the carbon adsorbent to absorb spilled substances almost instantly (up to 1 minute). This is of great importance in response to accidental spills, which should be eliminated as soon as possible, especially on the surface of water bodies.
  • Hydrophobicity provides a high buoyancy rate of the carbon adsorbent (98%), so that it does not sink even in a state of complete saturation with the absorbed substance for a long time (up to 21 days).
  • the high retention capacity of the adsorbent prevents the adsorbed substances from entering the environment, hydrophobicity provides protection against leaching of absorbed substances. Due to this, there is no threat of secondary pollution.
  • the carbon adsorbent is used by direct application (spraying) to the spill stain using a portable spray device of a knapsack type or manually, using improvised means (shovel, etc.) or directly spilling out of the bag.
  • Adsorbent spraying on the surface of open or closed water bodies also occurs with the help of a stationary spraying device located on the deck of the vessel, directly on the spill spot, with its preliminary localization by barrier sorption means (sorbent booms or pillows).
  • carbon adsorbent as a filler for filters of cassette-type wastewater treatment plants (similar to activated carbon), placing it in a sheath of nonwoven material (secondary textiles).
  • Hydrophobic carbon adsorbent creates a selective barrier that allows water to pass through and retains contamination. In combination with high sorption This ability allows using carbon adsorbent for purification of large volumes of water from suspended particles in sewage treatment plants - industrial septic tanks and systems for pre-treatment of industrial and storm sewage.
  • the proposed sorption tool contains the shell 1, the liner 2 from the recovered organic material, for example, from the secondary cellulose fiber, and the filler 3.
  • the shell 1 is made of non-woven material such as secondary textiles, with a density of 50-75 microns.
  • the carbon adsorbent containing in% May is used as a filler:
  • a sorption agent is made in the form of sorption booms (as shown in FIG. 1), which consist of a nonwoven fabric wrapper 1, which is made in the form of a sleeve and filled with filler 3, namely carbon adsorbent.
  • Under the shell 1 contains the liner 2, made of recovered organic material, such as recycled cellulose fiber, which envelops the filler 3.
  • Sorption booms are used to limit spills of oil, petroleum products, technical liquids, edible oils and other substances, for example, on the surface of a reservoir, and its localization, preventing spreading of the spill beyond the sorption barrier.
  • the boom sections, interconnected by carbines 6, are placed in a tight closed ring on the border of the spill spot and a clean surface.
  • a carbon adsorbent is applied inside the ring to bind the spilled substance.
  • Sorption booms are collected after collecting the pollutant and sent to a specially equipped place of storage, and then for recycling or regeneration of the used carbon absorbent.
  • sorption means in the form of a pillow according to claim 9 (as shown in Figure 2), which are used to absorb petroleum products, oils and other chemicals from solid surface, from water, wastewater, indoors and in open areas.
  • the hydrophobic material of the pillow filler does not absorb water, the pillow remains on the surface after complete saturation with the collected substance, and its filler does not release the collected material.
  • the cushion is used in areas of spills and leaks, in wells and septic tanks with oily waste, or where oil needs to be separated from water, in industrial plants with constantly leaking equipment.
  • the pillow consists of a shell 1 of nonwoven material (secondary textile), a liner 2 of recovered organic material, for example, recycled cellulose fiber, and filler 3 of a carbon adsorbent.
  • the design parameters of the cushion are mainly as follows:
  • the amount of sorption booms and pillows required depends on the nature, location and amount of chemical fluid that is absorbed.
  • the proposed sorption means Since the filler, namely, carbon adsorbent, has a fine-grained structure, the proposed sorption means almost instantly absorbs the spilled substances (up to 1 minute). This is essential for the response to accidental spills, which should be eliminated as soon as possible, especially on the surface of water bodies. Due to the fine-grained structure of the carbon adsorbent, the proposed sorption tools are also effective in collecting thin oily films from the water surface.
  • the hydrophobicity of the carbon adsorbent (98%) provides a high rate of buoyancy of sorption means, so that they do not sink even in a state of complete saturation with the absorbed substance for a long time (up to 21 days).
  • the high retention capacity of the adsorbent (99%) does not allow adsorbed substances to be released into the environment, hydrophobicity provides protection against leaching of absorbed substances. Due to this, there is no threat of secondary pollution.
  • the new one is the expansion of the possibilities and methods of handling the used sorbent - use as fuel and regeneration of the adsorbent with simultaneous desorption of oily substances.
  • the proposed method of regeneration of the used carbon adsorbent which is the third object of the present invention, is carried out using an installation for processing the spent carbon adsorbent, which consists of the following sections (process units):
  • the estimated annual capacity of the site with desorption of sorbed oil from the surface of the adsorbent is 6,600 tons per year;
  • the recycling process begins with the shipment of the used carbon adsorbent from the temporary waste storage site to the pyrolysis unit.
  • As an input to the process regeneration uses a carbon adsorbent containing a sorbed substance that has been removed from the sorption agent, for example sorption booms after their use.
  • 1 ton of the mixture is loaded into the retort, which is placed in the pyrolysis unit and heated to a temperature of 750 degrees.
  • desorption of the absorbed substances occurs in the form of a hydrocarbon fraction, which after condensation acquires a liquid state with a total mass of up to 800 kg, and which can be reused.
  • desorption of the sorbed oil product from the surface of the carbon adsorbent occurs by heating the latter to a temperature of 400 ° C and condensing the oil product vapor under atmospheric pressure for 4 hours.
  • the regenerated solid carbon black is fed to the thermal activation stage, which is carried out in an air stream with the addition of superheated water vapor for 30 minutes. at a temperature of 150-400 ° C in a pyrolysis chamber under conditions of high pressure (for example, 2-2.5 bar).
  • solid carbon is fed to a drum-type convection dryer for the purpose of dehydration, where at a temperature of up to 200 ° C for 1 hour moisture and residual aromatic hydrocarbons are removed.
  • Dehydrated carbon at elevated pressure (2-2.5 bar) is fed to the sorbent production line, where it is crushed at ambient temperature and mixed simultaneously with a cellulosic impurity, which is a secondary cellulose fiber, the dosage of which is 20-30% May from the total mass of the mixture (adsorbent) at ambient temperature; mixing time is 20-30 minutes.
  • the ready-made carbon adsorbent is packed in plastic bags with a capacity of 10-20 kg or in another container (polypropylene bags or big bags).
  • the oil product obtained as a result of condensation is shipped to the tank farm, from where it is shipped to the consumer.
  • the obtained desorbed distillate oil is used as a hydrocarbon feedstock for further processing at refineries.
  • the proposed method for producing a carbon adsorbent allows to obtain a product that is the main adsorbent material of a highly efficient, environmentally friendly carbon adsorbent, and obtained as a result of the utilization of used tire covers.
  • the use in its manufacture of secondary raw materials (tires) makes the method of obtaining carbon adsorbent more environmentally and economically viable.
  • the proposed sorption tools can be successfully applied by oil producing organizations and oil refineries, at industrial enterprises, car services, gas stations, tank farms, in air and sea ports, sea and river vessels, at bulk stations of oil and oil products and other enterprises.
  • the advantages and characteristics of the proposed means are: high adsorption capacity and absorption rate, hydrophobicity, high ability to retain the absorbed substance, buoyancy even in a state of full saturation, the ability to absorb a wide range of substances, the possibility of forced desorption and environmental friendliness.
  • the proposed method of regeneration of the used carbon adsorbent with the release of the liquid hydrocarbon fraction brings the user economic benefits, and creates the prerequisites for the environmental management of economic activity - the preservation of natural energy resources through the use of processed products.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

A carbon adsorbent is produced using a method which involves the following steps: pyrolysing tyre waste materials at 450-750°C in the presence of an inorganic carrier; separating out the metal particles of the cord using a magnetic separation technique; activating the solid carbon in an air stream at 150-400°C using water vapour at an elevated pressure; drying at 350°C; grinding the activated particles and mixing same with a secondary cellulose fibre. The sorption agent is a carbon adsorbent contained in a shell made of a non-woven textile material. Carbon adsorbent spent during an oil product sorption process is regenerated by heating the adsorbent to 750°C in a pyrolysis unit, causing the oil products to condense. Then, the solid carbon is activated, dried, ground and mixed with cellulose fibre.

Description

Способ получения углеродного абсорбента и способ его регенерации  The method of obtaining carbon absorbent and method of its regeneration
5 Заявленная группа изобретений относится к химической промышленности и к области охраны окружающей среды, а именно к способу производства универсального гидрофобного композитного адсорбента углеродного, полученного путем переработки резинового сырья, к сорбционным средствам для ликвидации разливов нефти, 10 нефтепродуктов и других химических веществ и к способу регенерации использованного адсорбента углеродного, который применяется для сбора нефтепродуктов, топлива, смазочных материалов, натуральных и синтетических масел, жиров, растворителей, красок и других загрязняющих технических и химических жидкостей. 5 The claimed group of inventions relates to the chemical industry and to the field of environmental protection, in particular, to a method for producing a universal hydrophobic carbon composite adsorbent obtained by processing rubber raw materials, to sorption means for eliminating oil spills, 10 oil products and other chemicals, and to a method of regeneration used carbon adsorbent, which is used to collect petroleum products, fuels, lubricants, natural and synthetic oils, fats, p stvoriteley, paint and other contaminants technical and chemical liquids.
15 Из уровня техники известно несколько способов получения твердого углерода - основного компонента адсорбента углеродного.  15 From the prior art there are several ways to obtain solid carbon - the main component of the carbon adsorbent.
Известен способ получения углерода и углеводородов с изношенных шин, который предусматривает возможность экономически получать углерод, нефть и топливный газ из использованных шин. Использованные 20 шины измельчают. Образовавшуюся твердую резиновую смесь пиролизуют при субатмосферном давлении в реакторе, тогда как остатки перерабатывают для увеличения теплопередачи и избежания осадка на поверхности теплопередачи. Подготовленные остатки отделяют от продуктов паровой фазы пиролиза, а продукты паровой фазы пиролиза затем фракционируют в нефть и топливный газ (Патент US 4284616 А, МПК В29В 17/00, С09С 1/48, C10J 3/00, С01В 31/02, С10В 47/26, С01В 31/00, C10G 1/10, С09С 1/00, С 10В 53/07, опубл. 18.08.1981).A known method of producing carbon and hydrocarbons from worn tires, which provides the ability to economically produce carbon, oil and fuel gas from used tires. Used 20 tires are crushed. The resulting solid rubber mixture is pyrolyzed at subatmospheric pressure in the reactor, while residues recycle to increase heat transfer and avoid sludge on the heat transfer surface. The prepared residues are separated from the products of the vapor phase of pyrolysis, and the products of the vapor phase of pyrolysis are then fractionated into oil and fuel gas (Patent US 4284616 A, IPC W29B 17/00, C09C 1/48, C10J 3/00, C01B 31/02, C10B 47 / 26, C01B 31/00, C10G 1/10, C09C 1/00, C 10B 53/07, published on 08/18/1981).
Недостатками данного изобретения являются: сложное техническое исполнение, многостадийность процесса и высокая зольность полученного технического углерода. The disadvantages of this invention are: complex technical execution, multi-stage process and high ash content of the obtained carbon black.
Известен способ термической переработки изношенных шин, по которому изношенные шины загружают в реактор, осуществляют пиролиз материала при температуре 550-800 °С в среде восстановительного газа при соотношении восстановительного газа к материалу 0,20-0,45:1. Далее разделяют продукты пиролиза и выгружают твердый остаток. При окончании пиролиза подают перегретый пар при 250-300 °С в количестве 0,03-0,12:1 до загруженного материала. Восстановительный газ получают методом неполного сгорания углеводородов с а = 0,4 - 0,085. Способ снижает энергозатраты, упрощает процесс переработки изношенных шин, позволяет получить сажу улучшенного качества для ее повторного использования в производстве резиновых смесей (Патент на изобретение RU 2139187, МПК В29В 17/00, F23G 7/12, C08J 11/16, C08J 11/20, опубл. 10.10.1999). Недостатками, по сравнению с предложенным способом получения, является проведение пиролиза при температурах 550 - 800 °С и использования газа-восстановителя.  The known method of thermal processing of worn tires, in which worn tires are loaded into the reactor, carry out the pyrolysis of the material at a temperature of 550-800 ° C in a reducing gas medium at a ratio of reducing gas to the material of 0.20-0.45: 1. Next, the pyrolysis products are separated and the solid residue is discharged. At the end of the pyrolysis, superheated steam is supplied at 250-300 ° C in an amount of 0.03-0.12: 1 to the loaded material. The reducing gas is obtained by the method of incomplete combustion of hydrocarbons with a = 0.4 - 0.085. The method reduces energy consumption, simplifies the process of recycling worn tires, allows you to get soot of improved quality for its reuse in the production of rubber compounds (Patent for the invention RU 2139187, IPC W29B 17/00, F23G 7/12, C08J 11/16, C08J 11/20 , published on 10.10.1999). The disadvantages, compared with the proposed method of obtaining, is to conduct pyrolysis at temperatures of 550 - 800 ° C and the use of a reducing gas.
Известен способ получения сорбента органических соединений, по которому сорбент получают из углеродного остатка, образующегося в процессе пиролиза отходов, содержащих резину, в том числе изношенных автомобильных шин (Патент на изобретение RU 2287484, МПК С01В 31/10, опубл. 20.11.2006). Недостатком данного способа является многостадийное использование воды и водяного пара для активации сорбента. A method of obtaining a sorbent of organic compounds, according to which the sorbent is obtained from carbon residue formed in the process of pyrolysis waste containing rubber, including worn car tires (patent for invention RU 2287484, IPC C01B 31/10, publ. 20.11.2006). The disadvantage of this method is multistage use of water and water vapor to activate the sorbent.
Известен способ переработки изношенных шин, по которому изношенные шины предварительно измельчают и подают измельченную массу в винтовой насос, при этом способ отличается тем, что винтовой лоток выполняют подвижным и ему передают вибрацию в горизонтальной плоскости, создавая принудительное движение измельченной и нагретой массы с изношенных шин по лотку (заявка на изобретение RU NQ2007144414, МПК В29В 17/00, опубл. 10.06.2009). Недостатками данного способа является использование сложного оборудования для измельчения сырья и сложный процесс ее подачи в пиролизный реактор.  A known method of recycling worn tires, in which worn tires are pre-crushed and fed crushed mass in a screw pump, the method differs in that the screw tray is movable and vibration is transmitted in a horizontal plane, creating a forced movement of crushed and heated mass from worn tires tray (application for invention RU NQ2007144414, IPC HBB 17/00, publ. 10.06.2009). The disadvantages of this method is the use of complex equipment for grinding raw materials and the complex process of its submission to the pyrolysis reactor.
Известен способ переработки изношенных шин, включающий этапы: герметизацию внутри пиролизной печи, в которую вставляются отходы шин и вводят в нее газ-носитель; пиролизирование изношенных шин путем непосредственного нагрева отработанных шин газом- носителем, введенным в пиролизную печь; сбор нефти путем пропускания паров, сформированных на этапе пиролиза. Способ переработки изношенных шин позволяет пиролизировать отработанные шины через циркуляционную подачу газа-носителя и непосредственное нагревание, а следовательно, предотвращает опасность взрыва, вызванного обычным прямым нагревом, обеспечивает безопасность и улучшает скорость сбора нефти с помощью прямого нагрева (Патент ЕР 2384872А2, МПК В29В17/00, C08J11/00, опубл. 09.11.2011). Недостатком указанного способа является использование дополнительного теплоносителя - газа для нагрева пиролизной печи.  There is a method of processing waste tires, which includes the steps: sealing inside a pyrolysis furnace, into which tire waste is inserted and a carrier gas is introduced into it; pyrolizing worn tires by directly heating waste tires with a carrier gas introduced into a pyrolysis furnace; collecting oil by passing the vapor formed during the pyrolysis stage. The method of processing used tires allows pyrolysis of used tires through the circulation of the carrier gas and direct heating, and therefore prevents the danger of an explosion caused by conventional direct heating, ensures safety and improves the rate of oil collection using direct heating (Patent EP 2384872A2, MPK V29V17 / 00 , C08J11/00, published on 09.11.2011). The disadvantage of this method is the use of additional coolant - gas for heating the pyrolysis furnace.
Известен способ производства углеродсодержащих сорбирующих материалов, который раскрывает способ производства сорбентного углерода нового поколения с организованной и повторяющейся внутренней структурой (Патент ЕР 2578312 А2, МПК B01J 20/04, B01J 20/06, B01J 20/20, B01J 20/28, B01J 20/30, опубл. 10.04.2013). Недостатком данного способа является использование дополнительных активирующих реагентов - гидроксидов, которые создают пористую структуру твердого углерода. A known method for the production of carbon-containing sorbent materials, which discloses a method for the production of sorbent carbon of a new generation with an organized and repetitive internal structure (Patent EP 2578312 A2, IPC B01J 20/04, B01J 20/06, B01J 20/20, B01J 20/28, B01J 20 (30 April 10, 2013). Disadvantage This method is the use of additional activating reagents - hydroxides, which create the porous structure of solid carbon.
Известен способ получения активированного угля из изношенных шин, который относится к области термообработки материалов с содержанием углерода и может быть использован для получения активного угля с изношенных шин. Способ включает бародеструкционное измельчение изношенных шин при давлении 2000- 4000 кг/см2, карбонизацию полученной резиновой крошки в среде газов, образующихся при карбонизации, и парогазовую активацию при температуре 750-800 °С. Образующиеся при карбонизации газы конденсируются, выделяя жидкую фракцию, а неконденсированную часть газов возвращают на сжигание в топку печи карбонизации (Заявка на изобретение RU 94029291, МПК С01В 31/08, опубл. 27.06.1996). Недостатком данного способа является использование высокого давления (2000-4000 кг/см2) для измельчения шин и высоких температур (750-800 °С). Кроме того, данный способ не предназначен для получения универсального композитного адсорбента углеродного, который имеет высокие гидрофобные и олеофильные свойства. Данное решение выбрано как прототип заявленного первого объекта изобретения. A method of obtaining activated carbon from worn tires, which relates to the field of heat treatment of materials with a carbon content and can be used to obtain active carbon from worn tires. The method includes a bar-disintegration grinding of worn tires at a pressure of 2000-4000 kg / cm 2 , carbonization of the resulting crumb rubber in the medium of gases produced during carbonization, and steam-gas activation at a temperature of 750-800 ° C. The gases formed during carbonization are condensed, emitting a liquid fraction, and the uncondensed part of gases is returned to incineration into the furnace of the carbonization furnace (Application for invention RU 94029291, IPC SW 31/08, publ. 27.06.1996). The disadvantage of this method is the use of high pressure (2000-4000 kg / cm 2 ) for grinding tires and high temperatures (750-800 ° C). In addition, this method is not intended to obtain a universal carbon composite adsorbent, which has high hydrophobic and oleophilic properties. This solution is chosen as the prototype of the claimed first object of the invention.
Задачей предлагаемого способа получения адсорбента углеродного является упрощение технологии производства адсорбента углеродного из вторичного сырья (отработанных резинотехнических изделий) и улучшение качественных характеристик адсорбента углеродного.  The objective of the proposed method of producing carbon adsorbent is to simplify the production technology of carbon adsorbent from secondary raw materials (waste rubber products) and to improve the quality characteristics of carbon adsorbent.
Техническим результатом предлагаемого способа является повышение стабильности адсорбента углеродного, то есть повышение его способности сохранять высокую активность после регенерации, увеличение механической устойчивости адсорбента углеродного - он не крошится и не разбухает при использовании в воде, повышение скорости адсорбции и поглощающей способности адсорбента углеродного. Поставленная задача решается тем, что предложен способ получения адсорбента углеродного, включающий стадии измельчения резинового сырья, проведения пиролиза для получения твердого технического углерода, смешивания полученного твердого углерода с гидрофобным материалом, в котором согласно изобретению твердый технический углерод получают на установке пиролиза для переработки резинового сырья в условиях атмосферного давления и температуры 450- 750 °С в присутствии модифицированного катализатора, носителем которого являются материалы цеолитной группы, далее из полученного твердого углерода с помощью магнитного сепаратора удаляют металлические части корда, после чего осуществляют термическую активацию твердого технического углерода в потоке воздуха с добавлением перегретого водяного пара в течении 30 мин при температуре 150-400 °С в пиролизной камере в условиях повышенного давления, далее обработанный углерод подают в сушильную камеру, при этом процесс удаления влаги осуществляют при температуре 350 °С в течение 1 часа, после чего подготовленный на предыдущих стадиях твердый углерод в условиях повышенного давления подают на линию производства сорбента, где при температуре окружающей среды проводят его измельчение и одновременное смешивание с гидрофобным материалом, а именно с вторичной целлюлозной фиброй, дозировка которого составляет 20-30% от общей массы смеси, при этом продолжительность смешивания составляет 20-30 минут. The technical result of the proposed method is to increase the stability of the carbon adsorbent, that is, to increase its ability to maintain high activity after regeneration, to increase the mechanical stability of the carbon adsorbent — it does not crumble or swell when used in water, increase the adsorption rate and the absorbing capacity of the carbon adsorbent. The task is solved by the fact that a method is proposed for obtaining carbon adsorbent, which includes grinding rubber raw materials, carrying out pyrolysis to obtain solid carbon black, mixing the obtained solid carbon with a hydrophobic material, in which, according to the invention, solid technical carbon is produced at a pyrolysis plant for processing rubber raw materials conditions of atmospheric pressure and temperature of 450-750 ° C in the presence of a modified catalyst supported by materials eolithic group, then from the obtained solid carbon with the help of a magnetic separator remove the metal parts of the cord, then perform thermal activation of solid carbon black in an air stream with the addition of superheated water vapor for 30 minutes at a temperature of 150-400 ° C in the pyrolysis chamber under conditions of elevated pressure, then the treated carbon is fed into the drying chamber, while the process of removing moisture is carried out at a temperature of 350 ° C for 1 hour, then prepared in the previous stages of the fabric Under high pressure conditions, carbon is fed to the sorbent production line, where, at ambient temperature, it is crushed and mixed simultaneously with a hydrophobic material, namely, a secondary cellulose fiber, the dosage of which is 20-30% of the total mass of the mixture, and the duration of mixing is 20-30 minutes.
Предложенный способ получения основного компонента адсорбента, а собственно твердого углерода:  The proposed method of obtaining the main component of the adsorbent, and the actual solid carbon:
не требует использования сложного оборудования и дополнительных энергоносителей, является простым в техническом исполнении, все процессы происходят в условиях атмосферного давления, сам пиролиз проходит при температуре до 450-750 °С, полученный твердый углерод не требует дополнительной обработки химическими реагентами, поскольку уже имеет развитую пористую структуру. does not require the use of complex equipment and additional energy, is simple in technical performance, all processes occur under atmospheric pressure, the pyrolysis itself takes place at temperatures up to 450-750 ° C, obtained solid carbon does not require additional treatment with chemical reagents, since it already has a developed porous structure.
Кроме того, полученный адсорбент углеродный является продуктом сочетания основного компонента - технического углерода, полученного в In addition, the carbon adsorbent obtained is a product of a combination of the main component, carbon black, obtained in
5 результате каталитического пиролиза и активации паром, и вторичной целлюлозной фибры. 5 as a result of catalytic pyrolysis and activation by steam, and secondary cellulose fiber.
А сочетание двух стадий, а именно измельчения подготовленного твердого углерода и смешивания с гидрофобным материалом, а именно с вторичной целлюлозной фиброй в заявленном соотношении приводит к0 улучшению свойств готового адсорбента углеродного через то, что его поверхность становится более гидрофобной и выявляет олеофильные свойства, способствует высокой сорбционной активности по отношению к широкому спектру химических веществ.  A combination of two stages, namely, grinding the prepared solid carbon and mixing with a hydrophobic material, namely, the secondary cellulose fiber in the stated ratio leads to an improvement in the properties of the finished carbon adsorbent through the fact that its surface becomes more hydrophobic and reveals oleophilic properties, contributes to high sorption activity against a wide range of chemicals.
Из уровня техники известный сорбционный материал для удаленияБ загрязнений нефтепродуктами, включающий два слоя, один из которых выполнен из предварительно скрепленных иглопрокалыванием полипропиленовых волокон, при этом слой из полипропиленовых волокон выполнен более плотным, чем слой из полых силиконизированных полиэфирных волокон (Патент на изобретение RU 2210644, МПК D04H0 1/46, B01D 39/16, опубл. 20.08.2003). Недостатком известного средства является низкая гидрофильность материала и низкая скорость впитывания нефтепродуктов. Кроме того, использованный материал невозможно дальше регенерировать.  In the prior art, a known sorption material to remove oil contamination includes two layers, one of which is made of polypropylene fibers previously pre-fastened with needles and with a layer of polypropylene fibers made more dense than a layer of hollow siliconized polyester fibers (Patent for invention RU 2210644, IPC D04H0 1/46, B01D 39/16, published on 08/20/2003). The disadvantage of this tool is the low hydrophilicity of the material and the low absorption rate of petroleum products. In addition, the material used can not be further regenerated.
Также известный сорбент для очистки поверхности воды от нефти и5 нефтепродуктов, содержащий активированный уголь, который отличается тем, что он дополнительно содержит гранулированный вспененный полистирол и клей холодного затвердевания (Патент на изобретение UA 95035, МПК B01J 20/20, C02F 1/28, опубл. 25.06.2011). Недостатком сорбента есть трудности при сборе ним нефти и нефтепродуктов с поверхности воды (низкая гидрофильность). A well-known sorbent for cleaning the surface of water from oil and oil products containing activated carbon, which is characterized in that it additionally contains granulated polystyrene foam and cold hardening glue (Patent for invention UA 95035, IPC B01J 20/20, C02F 1/28, publ June 25, 2011). Disadvantage sorbent there are difficulties in collecting oil and oil products from the surface of the water (low hydrophilicity).
Ближайшим аналогом сорбционного средства, что заявляется, есть средство для очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов, содержащее пласт из пористого сорбента, причем пласт выполнен в виде двухслойной пластины, что состоит из слоя пористого материала на основе композиции из резиновой крошки размером 0,2-2, 5 мм и порошкообразного полиэтилена, при соотношении, мае. ч.: Резиновая крошка - 100, Полиэтилен - 5-20 и полиэтиленовой пленки, соединенной с пористым материалом при нагревании (Патент на полезную модель RU 6165, МПК В32В 25/00, опубл. 16.03.1998). Недостатком данного средства является невысокая степень поглощения нефти и нефтепродуктов, двухслойная конструкция средства, что затрудняет его производство, а также использование синтетических материалов, сжигание которых после использования может вызвать дополнительное загрязнение окружающей среды.  The closest analogue of the sorption means, which is claimed, is a means for cleaning the surface of water from oil and petroleum products, containing a reservoir of porous sorbent, and the reservoir is made in the form of a two-layer plate, which consists of a layer of porous material based on the composition of crumb rubber from 0.2 to 2, 5 mm and powdered polyethylene, at a ratio of May. h .: Rubber crumb - 100, Polyethylene - 5-20 and polyethylene film connected to a porous material when heated (Patent for utility model RU 6165, IPC В32В 25/00, publ. 16.03.1998). The disadvantage of this tool is the low degree of absorption of oil and oil products, the two-layer design of the tool, which complicates its production, as well as the use of synthetic materials, the burning of which after use can cause additional environmental pollution.
Задачей второго объекта изобретения является создание сорбционного средства, произведенного из материала, сырьем для которого является отработанные резинотехнические изделия, которое бы обеспечивало повышенную сорбционную способность и скорость впитывания нефтепродуктов и других химических и органических веществ.  The task of the second object of the invention is the creation of a sorption agent produced from a material, the raw material for which is spent rubber products, which would provide increased sorption capacity and absorption rate of petroleum products and other chemical and organic substances.
Техническим результатом второго объекта изобретения является повышение сорбционной способности и скорости впитывания нефтепродуктов и других химических и органических веществ при уменьшении геометрических размеров самого сорбционного средства и количества адсорбента углеродного в его составе, обеспечения возможности использования сорбционного средства в любых средах, в том числе в воде и на суше при обеспечении стабильно высокой сорбционной способности в различных условиях его использования и увеличения времени удержания накопленных веществ внутри сорбционного средства без их утечки наружу. The technical result of the second object of the invention is to increase the sorption capacity and the rate of absorption of petroleum products and other chemical and organic substances while reducing the geometrical dimensions of the sorption agent itself and the amount of carbon adsorbent in its composition, enabling the sorption agent to be used in any media, including water and on land while ensuring consistently high sorption capacity under various conditions of its use and increase the time of retention of accumulated substances inside the sorption means without their leakage to the outside.
Поставленная задача решается тем, что предложено сорбционное средство, состоящее из оболочки и наполнителя, в котором оболочка выполнена из нетканого материала, а в качестве наполнителя использован адсорбент углеродный, изготовленный по п.1 формулы изобретения. В предлагаемом сорбционном средстве нетканым материалом является текстиль вторичный, плотностью 50-75 мк, а адсорбент углеродный является гидрофобным композитным материалом, который содержит в % мае.: вторичную целлюлозную фибру - 20-30% и технический углерод - 70-80%, который полученный из вторичного резинового сырья методом низкотемпературного каталитического пиролиза и активирован с использованием перегретого водяного пара. Кроме того, под оболочкой содержится вкладыш из восстановленного органического материала.  The problem is solved in that the proposed sorption tool consisting of a shell and a filler, in which the shell is made of nonwoven material, and as the filler used carbon adsorbent, manufactured according to claim 1 of the claims. In the proposed sorption tool, nonwoven fabric is secondary textile, with a density of 50-75 microns, and carbon adsorbent is a hydrophobic composite material that contains in% May: secondary cellulose fiber - 20-30% and carbon black - 70-80%, which is obtained from secondary rubber raw materials by the method of low-temperature catalytic pyrolysis and activated using superheated water vapor. In addition, under the shell contains a liner of recovered organic material.
Благодаря новым свойствам наполнителя, а именно адсорбента углеродного, предложенное средство имеет высокую степень поглощения, увеличивает скорость сорбции загрязняющих веществ;  Due to the new properties of the filler, namely the carbon adsorbent, the proposed tool has a high degree of absorption, increases the rate of sorption of pollutants;
- повышается удобство сорбционного средства;  - increases the convenience of sorption means;
- расширяется перечень химических веществ, которые могут быть поглощены (более 100 жидкостей);  - expanding the list of chemicals that can be absorbed (more than 100 liquids);
- адсорбент углеродный, который содержится в использованном сорбционном средстве (с поглощенным им веществом), может быть регенерирован для повторного использования.  - carbon adsorbent, which is contained in the used sorption tool (with absorbed substance), can be regenerated for reuse.
Известно, что использованный адсорбент углеродный (сорбционные средства на его основе) с поглощенным им веществом может быть утилизирован традиционным способом - путем передачи его соответствующим предприятиям. Утилизация адсорбента углеродного проводится согласно способу утилизации, который применяется к собранному адсорбентом материалу. Кроме того, возможно применение адсорбента, использованного для сбора нефтепродуктов, в качестве наполнителя при производстве асфальтовых битумов, или в качестве твердого топлива для промышленных котлов или его компонента. Материал адсорбента углеродного позволяет утилизировать его путем сжигания в промышленных котлах с получением тепловой энергии, что делает его применение экономически выгодным и одновременно предотвращает вторичному загрязнению природной среды. Углерод в составе адсорбента делает смесь его с нефтью ценным энергетическим продуктом, и не требует, как в случае с другими сорбентами, добавления угля для интенсификации процесса сжигания. It is known that the used carbon adsorbent (sorption means based on it) with the substance absorbed by it can be disposed of in the traditional way - by transferring it to the appropriate enterprises. Disposal of the carbon adsorbent is carried out according to the method of disposal, which is applied to the material collected by the adsorbent. In addition, it is possible to use the adsorbent used to collect petroleum products, as a filler in the production of asphalt bitumen, or as a solid fuel for industrial boilers or its component. The carbon adsorbent material allows it to be utilized by burning in industrial boilers to produce thermal energy, which makes its use cost-effective and at the same time prevents secondary pollution of the natural environment. The carbon in the composition of the adsorbent makes it a mixture with oil valuable energy product, and does not require, as is the case with other sorbents, the addition of coal to intensify the combustion process.
В случае, когда адсорбированным материалом является нефть и нефтепродукты, возможна переработка использованного адсорбента углеродного, с одновременной десорбцией собранного нефтепродукта с получением углеводородного конденсата.  In the case when the adsorbed material is oil and oil products, it is possible to recycle the used carbon adsorbent, with simultaneous desorption of the collected oil product to produce hydrocarbon condensate.
Из уровня техники известен способ утилизации активного угля окислителем путем низкотемпературной окислительно-деструктивной регенерации, в том числе каталитического преобразования сорбированных веществ на поверхности и в порах углеродистой матрицы с образованием кислородсодержащих функциональных групп и получением ионообменника, в котором регенерацию осуществляют деминерализацией с частичным окислением поверхности матрицы, при этом в качестве окислителя используют водный раствор азотной кислоты или щелочной и/или солянокислый растворы (Патент на изобретение UA N°77564, МПК B01J 20/34, С01В 31/08, опубл. 5.12.2006). Недостатком данного способа является использование различных химических веществ (например, раствора азотной кислоты, щелочей). Кроме того, недостатком данного способа является отсутствие товарной продукции, как результата применения способа, а также возможно выделение в атмосферу опасных химических веществ. Ближайшим к способу регенерации использованного адсорбента углеродного является способ регенерации сорбентов для удаления нефти и нефтепродуктов (SU 1453672, МПК ВОЮ 15/00, опубл. 10.11.1996), включающий обработку сорбента органическими, не смешивающимися с водой низкокипящими и легкими к смешиванию с водяным паром растворителями, которые подаются снизу и отводятся сверху, с удалением остатков растворителей с сорбента острым паром или нагретым инертным газом. В способе с целью сокращения расхода растворителя и затраты энергии на регенерацию сорбентов в виде вспененных полимерных материалов открыто-пористой структуры, регенерацию сорбентов осуществляют смесью воды и растворителя при температуре кипения смеси, причем воду отводят сверху над слоем сорбента ниже зоны расслаивания воды и растворителя с нефтью, а растворитель с нефтью отводят с поверхности воды сверху зоны расслаивания. Недостатками известного способа является использование растворителей в процессе регенерации, что приводит к образованию токсичных газообразных продуктов, длительное время обработки, высокие энергозатраты и невозможность многократного восстановления сорбента данным методом. In the prior art, a method for utilization of activated carbon by an oxidizing agent is known by low-temperature oxidative-destructive regeneration, including catalytic conversion of sorbed substances on the surface and in the pores of the carbon matrix with the formation of oxygen-containing functional groups and obtaining an ion exchanger in which the regeneration is carried out by demineralization with partial oxidation of the matrix surface, an aqueous solution of nitric acid or alkaline and / or hydrochloric acid is used as an oxidizing agent. solutions (Patent for invention UA N ° 77564, IPC B01J 20/34, C01B 31/08, publ. 5.12.2006). The disadvantage of this method is the use of various chemical substances (for example, a solution of nitric acid, alkali). In addition, the disadvantage of this method is the lack of commercial products, as a result of the application of the method, as well as the release of hazardous chemicals into the atmosphere. The closest to the method of regeneration of the used carbon adsorbent is the method of regeneration of sorbents for the removal of oil and oil products (SU 1453672, IPC WOY 15/00, publ. 10.11.1996), including the processing of the sorbent with organic, water-immiscible low-boiling and easy to mix with water vapor solvents that are supplied from below and discharged from above, with the removal of residual solvents from the sorbent with live steam or heated inert gas. In the method to reduce the consumption of solvent and energy costs for the regeneration of sorbents in the form of foamed polymeric materials of open-porous structure, the regeneration of sorbents is carried out with a mixture of water and solvent at the boiling point of the mixture, and water is removed above the sorbent layer below the zone of separation of water and solvent with oil , and the solvent with oil divert from the water surface on top of the zone of separation. The disadvantages of this method are the use of solvents in the regeneration process, which leads to the formation of toxic gaseous products, long processing time, high energy costs and the impossibility of multiple recovery of the sorbent by this method.
Задачей способа регенерации использованного адсорбента углеродного является упрощение процесса переработки использованного адсорбента углеродного в кондиционный продукт с высокими сорбционными характеристиками.  The objective of the method of regeneration of the used carbon adsorbent is to simplify the process of processing the used carbon adsorbent into a conditioned product with high sorption characteristics.
Техническим результатом способа регенерации использованного адсорбента углеродного является упрощение процесса переработки использованного адсорбента углеродного в кондиционный продукт, обеспечение высокой стабильности адсорбента углеродного после его многократной регенерации, которая заключается в максимальном сохранении его активности при повторном использовании.  The technical result of the method of regeneration of the used carbon adsorbent is to simplify the process of processing the used carbon adsorbent into a conditioned product, ensuring high stability of the carbon adsorbent after its repeated regeneration, which is to maximize the retention of its activity when reused.
Поставленная задача решается тем, что предложен способ регенерации использованного адсорбента углеродного, включающий десорбцию собранного нефтепродукта с поверхности использованного адсорбента углеродного и получения твердого технического углерода, который далее подвергают стадиям нагревания, измельчения и смешивания с целлюлозной примесью, в котором десорбцию собранного нефтепродукта с поверхности использованного адсорбента углеродного осуществляют в пиролизной установке путем нагревания указанного адсорбента углеродного до температуры 750°С и конденсации паров нефтепродукта в условиях атмосферного давления в течение 4 часов, далее полученный регенерированный твердый технический углерод подают на стадию термической активации, которую осуществляют в потоке воздуха с добавлением перегретого водяного пара в течение 30 мин при температуре 150-400 °С в пиролизной камере в условиях повышенного давления, после этого твердый технический углерод подают на конвекционную сушилку барабанного типа, где при температуре до 200 °С, в течение 1 часа из него удаляют влагу, дальше полученный твердый углерод подают на линию производства адсорбента, где проводят его измельчение и одновременное смешивание вместе с вторичной целлюлозной фиброй, дозировка которого составляет 20-30% от общей массы смеси при температуре окружающей среды, причем продолжительность смешивания составляет не менее 20-30 минут, а после этого, готовый углеродный адсорбент фасуют в полиэтиленовые мешки вместимостью 10-20 кг или в другую тару. The problem is solved by the fact that the proposed method of regeneration of the used carbon adsorbent, including desorption of the collected oil from the surface of the used carbon adsorbent and obtaining solid carbon black, which is then subjected to heating, grinding and mixing with cellulose impurity, in which the desorption of the collected oil from the surface of the used carbon adsorbent is carried out in a pyrolysis unit by heating the specified carbon adsorbent to a temperature of 750 ° C and condensation of oil product vapors under atmospheric pressure for 4 hours, then obtained regenerated solid carbon black is fed to the thermal activation stage, which is carried out in an air stream with the addition of superheated water vapor for 30 minutes at a temperature of 150-400 ° C in a pyrolysis chamber under pressurized conditions, then solid carbon black is fed to a drum-type convection dryer where at a temperature of up to 200 ° C, moisture is removed from it for 1 hour, then the obtained solid carbon is fed to the adsorbent production line, where it is ground and mixed simultaneously together with recycled cellulose fiber, the dosage of which is 20-30% of the total mass of the mixture at ambient temperature, the mixing time is at least 20-30 minutes, and after that, the finished carbon adsorbent is packed in plastic bags with a capacity of 10-20 kg or in another container.
Кроме того, в процессе десорбции в реакторе пиролизной установки образуется парогазовая смесь и твердый регенерированный углеродный адсорбент.  In addition, in the process of desorption in the pyrolysis unit reactor, a vapor-gas mixture and a solid regenerated carbon adsorbent is formed.
Кроме того, парогазовая смесь разделяется на смесь неконденсированных горючих газов, используемых для работы пиролизной установки, и сконденсированные жидкие нефтепродукты, пригодные для дальнейшей переработки. Предложенное изобретение проиллюстрировано Фиг.1, где схематично изображен продольный разрез средства по п.5 формулы изобретения и Фиг.2, где схематично изображено предложенное сорбционное средство по п.8 формулы. In addition, the gas-vapor mixture is divided into a mixture of non-condensed combustible gases used to operate the pyrolysis unit, and condensed liquid petroleum products suitable for further processing. The proposed invention is illustrated in Figure 1, which schematically shows a longitudinal section of the tool according to claim 5 and Figure 2, where the proposed sorption means according to claim 8 of the formula are schematically depicted.
В предлагаемом способе получения адсорбента углеродного, что включает стадии измельчения резинового сырья, проведения пиролиза для получения твердого технического углерода, смешивания полученного твердого углерода с гидрофобным материалом, твердый технический углерод получают на установке пиролиза для переработки резинового сырья в условиях атмосферного давления и температуры 450-750 °С в присутствии модифицированного катализатора, носителем которого являются материалы цеолитной группы. Таким катализатором, например, может быть модифицированый минерал палигорскит, которого добавляют 3-5% от массы шин, что перерабатываются. Данный катализатор интенсифицирует выделение углеводородов при переработке шин, способствует удалению из углерода наибольшего количества углеводородов. Также благодаря тому, что катализатор впитывает такие вредные вещества как оксид серы, меркоптан, полициклические ароматические углеводороды, остатки асфальтенов, уменьшаются выбросы в атмосферу.  In the proposed method of producing carbon adsorbent, which includes grinding rubber raw materials, carrying out pyrolysis to produce solid carbon black, mixing the obtained solid carbon with a hydrophobic material, solid carbon black is produced at a pyrolysis unit for processing rubber raw materials at atmospheric pressure and temperature 450-750 ° C in the presence of a modified catalyst, the carrier of which are the materials of the zeolite group. Such a catalyst, for example, can be a modified mineral palygorskite, which add 3-5% of the mass of tires that are processed. This catalyst intensifies the release of hydrocarbons in the processing of tires, helps to remove the greatest amount of hydrocarbons from carbon. Also, due to the fact that the catalyst absorbs such harmful substances as sulfur oxide, mercaptan, polycyclic aromatic hydrocarbons, asphaltene residues, emissions to the atmosphere are reduced.
Изготовленный предложенным способом адсорбент углеродный является продуктом сочетания технического углерода, полученного в результате пиролиза полимерных отходов (отработанных автомобильных покрышек и других отходов резины и пластмасс), с вторичной целлюлозной фиброй. Сочетание данных компонентов происходит механическим способом в условиях повышенного давления (например, при давлении 2-2,5 Бар) и одновременного измельчения. В предлагаемом способе используют 20-30% вторичной целлюлозной фибры от общей массы смеси (адсорбента), в результате, поверхность полученного адсорбента становится гидрофобной и обнаруживает олеофильные свойства, способствующие высокой сорбционной активности адсорбента углеродного по отношению к широкому спектру химических веществ. Состав адсорбента углеродного, полученного предложенным способом, приведен в Таблице 1. Made by the proposed method, the carbon adsorbent is the product of a combination of carbon black obtained from the pyrolysis of polymer waste (used tires and other rubber and plastics waste) with recycled cellulose fiber. The combination of these components occurs mechanically under conditions of high pressure (for example, at a pressure of 2-2.5 bar) and simultaneous grinding. In the proposed method, 20-30% recycled cellulose fiber based on the total weight of the mixture (adsorbent) is used, as a result, the surface of the resulting adsorbent becomes hydrophobic and detects oleophilic properties that contribute to the high sorption activity of the carbon adsorbent with respect to a wide range of chemicals. The composition of the carbon adsorbent obtained by the proposed method is shown in Table 1.
Таблица 1  Table 1
Figure imgf000015_0001
Figure imgf000015_0001
Технический углерод получают на установке пиролиза для переработки использованных автопокрышек в условиях атмосферного давления и температуры 450-750 °С . Carbon black is produced at the pyrolysis plant for processing used tires in atmospheric pressure and at a temperature of 450-750 ° C.
Принцип работы установки пиролиза заключается в использовании способа термического разложения сырья - полукоксовании. Использование катализатора в процессе пиролиза резинотехнических изделий помогает устранить загрязняющие вещества из парогазовой смеси, углеводородной фракции и способствует уменьшению присутствия нежелательных соединений в твердом остатке. Также катализатор блокирует каталитические возможности оксидов металлов, которые являются неотъемлемой составляющей состава металлического корда, что находится в РТИ. Он также способствует стандартизации исходных продуктов.  The principle of operation of the pyrolysis unit is to use the method of thermal decomposition of raw materials - semi-coking. The use of a catalyst in the process of pyrolysis of rubber products helps to eliminate pollutants from the vapor-gas mixture, the hydrocarbon fraction and helps reduce the presence of undesirable compounds in the solid residue. The catalyst also blocks the catalytic capabilities of metal oxides, which are an integral part of the composition of the metal cord that is in the rubber goods. It also contributes to the standardization of source products.
Полукоксование - разложение органических веществ под действием температуры без доступа воздуха, в результате которого происходят деструктивные преобразования исходного сырья с образованием твердого остатка и парогазовой смеси. Парогазовая смесь состоит из паров горючей жидкости и неконденсированных горючих газов. Газовая фракция является смесью различных типов газов, выделяющихся в процессе термической обработки сырья. Технологический цикл от подготовки сырья (входного контроля, удаления металлического корда и измельчения) к отгрузке продуктов пиролиза длится на протяжении 10 часов, производительность установки по техническому углероду составляет 1,5-3 т в сутки (в зависимости от исходного сырья). В процессе производства получают твердый углерод, который является менее активным, с низким показателем дисперсности и средним показателем структурности. Coking is the decomposition of organic substances under the action of temperature without access to air, as a result of which destructive transformations of the feedstock take place with the formation of a solid residue and a vapor-gas mixture. The steam-gas mixture consists of vapors of flammable liquid and non-condensed flammable gases. The gas fraction is a mixture of various types of gases released during the heat treatment of raw materials. The technological cycle from the preparation of raw materials (input control, removal of metal cord and grinding) to the shipment of pyrolysis products lasts for 10 hours, the capacity of the installation of technical carbon is 1.5-3 tons per day (depending on the feedstock). In the production process, solid carbon is obtained, which is less active, with a low dispersion index and an average structural index.
Способ получения адсорбента углеродного включает следующие операции:  The method of obtaining carbon adsorbent includes the following operations:
Сбор вторичного сырья (отработанных резинотехнических изделий). Collection of secondary raw materials (waste rubber products).
Поскольку реторта, в которой проводится процесс пиролиза может вместить до 1 тонны измельченных резиново-технических изделий, то такая масса вторичного сырья является оптимальной. Далее осуществляют измельчение собранного сырья на части размером от 2 до 10 сантиметров путем загрузки отработанных резинотехнических изделий на станок для измельчения. Измельчение не приводит к потере веществом массы. Since the retort in which the pyrolysis process is carried out can hold up to 1 ton of crushed rubber-technical products, such a mass of secondary raw materials is optimal. Next, carry out the grinding of the collected raw materials into parts ranging in size from 2 to 10 centimeters by loading waste rubber products on the machine for grinding. Grinding does not lead to loss of substance mass.
Измельченные резинотехнические изделия загружают в реторты с целью проведения процесса пиролиза.  Crushed rubber products are loaded into retorts in order to carry out the pyrolysis process.
Проведение процесса пиролиза происходит при температуре от 450° до 750 °С в течении 8 часов. Процесс пиролиза осуществлено путем постепенного нагревания, с увеличением температуры каждые 5 минут на 5-10 °С и при отсутствии доступа воздуха. Для улучшения характеристик исходного вещества в процессе пиролиза добавляется катализатор, а именно модифицированный минерал палигорскит, общей массой от 3 до 5% входящего вещества, в зависимости от характеристик резинотехнических изделий. В результате процесса получается смесь технического углерода и частей металлического корда общей массой до 50% от исходного вещества, что составляет около 500 кг. Полученный твердый углерод попадает в магнитный сепаратор, где проводится дополнительное удаление из него металлических частей корда. В результате этого процесса получают части металлического корда, который находился в резиново-технических изделиях (20% от массы загруженной в сепаратор смеси), и технический углерод (80% от массы загруженной в сепаратор смеси - 400 кг). The process of pyrolysis occurs at a temperature of from 450 ° to 750 ° C for 8 hours. The pyrolysis process is carried out by gradual heating, with an increase in temperature every 5 minutes at 5-10 ° C and in the absence of air. To improve the characteristics of the original substance in the process of pyrolysis, a catalyst is added, namely a modified mineral palygorskite, with a total mass of from 3 to 5% of the incoming substance, depending on the characteristics of rubber products. The process results in a mixture of carbon black and metal cord parts with a total mass of up to 50% of the original substance, which is about 500 kg. The resulting solid carbon enters the magnetic separator, where the additional removal of metal parts of the cord from it is carried out. As a result of this process, parts of the metal cord, which was in rubber-technical products (20% by weight of the mixture loaded into the separator), and carbon black (80% by weight of the mixture loaded into the separator — 400 kg) are obtained.
С целью улучшения качества технического углерода, а именно увеличения пористости его структуры, далее проводят его активацию перегретым водяным паром в пиролизной камере при температуре 150- 400 °С.  In order to improve the quality of carbon black, namely, increase the porosity of its structure, then it is activated by superheated water vapor in the pyrolysis chamber at a temperature of 150-400 ° C.
Далее активированный твердый углерод подается на конвекционную сушилку барабанного типа с целью дегидратации, где при температуре до 350 °С в течение 1 часа из него удаляют влагу и остатки ароматических углеводородов. В ходе этого процесса технический углерод может потерять до 3% своей массы.  Next, activated solid carbon is fed to a drum-type convection dryer for the purpose of dehydration, where at a temperature of up to 350 ° C for 1 hour moisture and residual aromatic hydrocarbons are removed. During this process, carbon black can lose up to 3% of its mass.
Дегидратированный технический углерод в условиях повышенного давления (2-2,5 бар) подают на линию производства сорбента, где при температуре окружающей среды проводят его измельчение и одновременное смешивание с гидрофобным материалом, а именно с вторичной целлюлозной фиброй, дозировка которой составляет 20-30% от общей массы смеси, при этом продолжительность смешивания составляет 20-30 минут.  Dehydrated carbon at elevated pressure (2-2.5 bar) is fed to the sorbent production line, where at ambient temperature it is crushed and mixed simultaneously with a hydrophobic material, namely, the secondary cellulose fiber, the dosage of which is 20-30% from the total mass of the mixture, while the duration of mixing is 20-30 minutes.
Смесь активированного технического углерода и вторичной целлюлозной фибры образует адсорбент углеродный с общей массой 480- 500 кг с 1 тонны отработанных резинотехнических изделий. Далее готовый продукт фасуют в полиэтиленовые мешки вместимостью 10-20 кг или в другую тару (полипропиленовые мешки или биг-бэги).  A mixture of activated carbon and recycled cellulose fiber forms a carbon adsorbent with a total weight of 480-500 kg per 1 ton of waste rubber products. Next, the finished product is Packed in plastic bags with a capacity of 10-20 kg or in another container (polypropylene bags or big bags).
Образец адсорбента углеродного, полученного по такой технологии, имеет физико-химические показатели, указанные в Таблице 2 и гранулометрические характеристики, указанные в Таблице 3. Таблица 2 A sample of the carbon adsorbent obtained by this technology has the physicochemical parameters indicated in Table 2 and the particle size characteristics indicated in Table 3. table 2
Figure imgf000018_0001
Figure imgf000018_0001
Таблица 3  Table 3
Figure imgf000018_0002
Figure imgf000018_0002
Полученный в результате производства адсорбент углеродный не содержит вредных веществ, не вступает в химические реакции с сорбированными веществами, не выделяет тепла, не горюч и взрывобезопасный, безопасный для окружающей среды и не требует специальных условий хранения и транспортировки. The resulting carbon adsorbent does not contain harmful substances, does not enter into chemical reactions with sorbed substances, does not emit heat, is not combustible and explosion-proof, safe for the environment and does not require special storage and transportation conditions.
Таким образом, новизна способа получения адсорбента углеродного как продукта производства состоит из следующих факторов: - использование в качестве базового сорбирующего материала вторичного сырья - технического углерода, полученного в процессе пиролиза полимерных отходов; Thus, the novelty of the method for producing a carbon adsorbent as a product of production consists of the following factors: - use as a basic sorbent material of secondary raw materials - carbon black obtained in the process of pyrolysis of polymeric waste;
- использование способа гидрофобизации технического углерода - путем добавления вторичной целлюлозной фибры и сама технология смешивания и измельчения;  - use of the method of hydrophobization of carbon black - by adding secondary cellulose fiber and the technology of mixing and grinding;
- подбора оптимального соотношения составных частей материала адсорбента (70-80% углерода, 20-30% вторичной целлюлозной фибры).  - selection of the optimum ratio of the constituent parts of the material of the adsorbent (70-80% carbon, 20-30% recycled cellulose fiber).
Достоинствами и характерными чертами адсорбента углеродного, полученного предложенным способом, являются: высокая адсорбционная способность и скорость впитывания, гидрофобность, высокая способность удерживать поглощенное вещество, плавучесть даже в состоянии полного насыщения, способность поглощения различных веществ, возможность принудительной десорбции и экологичность.  Advantages and characteristics of the carbon adsorbent obtained by the proposed method are: high adsorption capacity and absorption rate, hydrophobicity, high ability to retain the absorbed substance, buoyancy even in the state of full saturation, absorption capacity of various substances, the possibility of forced desorption and environmental friendliness.
Кроме того, полученный адсорбент углеродный обладает высокой сорбционной емкостью - 1 кг сорбента поглощает 3-5 кг нефти, также имеет хорошие показатели относительно других жидкостей.  In addition, the carbon adsorbent obtained has a high sorption capacity - 1 kg of sorbent absorbs 3-5 kg of oil, also has good performance relative to other liquids.
Полученный адсорбент углеродный может быть применен для широкого спектра жидких веществ (более 100), что позволяет использовать один продукт для решения многих проблем. Адсорбент углеродный имеет высокую скорость сорбции. Мелкозернистая структура позволяет адсорбенту углеродному практически мгновенно впитывать разлитые вещества (до 1 мин.). Это имеет большое значение при ликвидации аварийных разливов, которые должны быть устранены в кратчайшие сроки, особенно на поверхности водоемов.  The resulting carbon adsorbent can be applied to a wide range of liquid substances (more than 100), which allows the use of a single product to solve many problems. The carbon adsorbent has a high rate of sorption. The fine-grained structure allows the carbon adsorbent to absorb spilled substances almost instantly (up to 1 minute). This is of great importance in response to accidental spills, which should be eliminated as soon as possible, especially on the surface of water bodies.
Гидрофобность обеспечивает высокий показатель плавучести адсорбента углеродного (98%), благодаря чему он не тонет даже в состоянии полного насыщения поглощенным веществом в течение длительного времени (до 21 суток). Высокая удерживающая способность адсорбента не позволяет адсорбированным веществам попадать в окружающую среду, гидрофобность обеспечивает защиту от вымывания впитанных веществ. Благодаря этому не возникает угроза вторичного загрязнения среды. Hydrophobicity provides a high buoyancy rate of the carbon adsorbent (98%), so that it does not sink even in a state of complete saturation with the absorbed substance for a long time (up to 21 days). The high retention capacity of the adsorbent prevents the adsorbed substances from entering the environment, hydrophobicity provides protection against leaching of absorbed substances. Due to this, there is no threat of secondary pollution.
Указанные свойства является существенным преимуществом адсорбента углеродного, изготовленного согласно предложенному способу, при сборе нефтяных и масляных разливов большой площади с водной поверхности, поскольку препятствуют выпадению сорбента в осадок, попаданию вредных веществ в воду и ее вторичному загрязнению, а также загрязнению водоема самим сорбентом. Это дает возможность, в случае необходимости, увеличить или отложить на время проведение работ по ликвидации разливов на водной поверхности. Благодаря мелкозернистой структуре адсорбент углеродный также эффективен при сборе с поверхности воды тонких маслянистых пленок.  These properties are a significant advantage of the carbon adsorbent, manufactured according to the proposed method, when collecting oil and oil spills of a large area from the water surface, because they prevent precipitation of the sorbent, the ingress of harmful substances into the water and its secondary pollution, as well as pollution of the reservoir by the sorbent itself. This makes it possible, if necessary, to increase or postpone for a while the work on the elimination of spills on the water surface. Due to its fine-grained structure, carbon adsorbent is also effective in collecting thin oily films from the water surface.
С целью локализации и ликвидации аварийного загрязнения адсорбент углеродный применяется путем непосредственного нанесения (распыления) на пятно разлива с помощью переносного распыляющего устройства ранцевого типа или вручную, с помощью подручных средств (лопата, др.) или непосредственно рассыпается из мешка. На поверхности открытых или закрытых водоемов распыление адсорбента происходит также с помощью стационарного распыляющего устройства, расположенного на палубе судна, непосредственно на пятно разлива, с его предварительной локализацией заградительными сорбционными средствами (сорбирующими бонами или подушками).  In order to localize and eliminate accidental contamination, the carbon adsorbent is used by direct application (spraying) to the spill stain using a portable spray device of a knapsack type or manually, using improvised means (shovel, etc.) or directly spilling out of the bag. Adsorbent spraying on the surface of open or closed water bodies also occurs with the help of a stationary spraying device located on the deck of the vessel, directly on the spill spot, with its preliminary localization by barrier sorption means (sorbent booms or pillows).
Также возможно использование адсорбента углеродного в качестве наполнителя для фильтров кассетного типа очистных сооружений сточных вод (аналогично активированному углю), помещая его в оболочку из нетканого материала (текстиль вторичный). Гидрофобный адсорбент углеродный создает селективный барьер, который пропускает воду и задерживает загрязнение. В сочетании с высокой сорбционной способностью это позволяет использовать адсорбент углеродный для очистки больших объемов воды от взвешенных частиц в очистных сооружениях - промышленных отстойниках и системах предварительной очистки промышленных и ливневых стоков. It is also possible to use carbon adsorbent as a filler for filters of cassette-type wastewater treatment plants (similar to activated carbon), placing it in a sheath of nonwoven material (secondary textiles). Hydrophobic carbon adsorbent creates a selective barrier that allows water to pass through and retains contamination. In combination with high sorption This ability allows using carbon adsorbent for purification of large volumes of water from suspended particles in sewage treatment plants - industrial septic tanks and systems for pre-treatment of industrial and storm sewage.
На основе адсорбента углеродного производятся сорбционные средства. Как показано на Фиг.1-2, предложенное сорбционное средство содержит оболочку 1, вкладыш 2 из восстановленного органического материала, например, из вторичной целлюлозной фибры, и наполнитель 3. Оболочка 1 выполнена из нетканого материала типа вторичного текстиля, плотностью 50-75 мк. В предложенном техническом решении в качестве наполнителя использован адсорбент углеродный, содержащий в % мае.:  On the basis of the carbon adsorbent, sorption products are produced. As shown in Fig.1-2, the proposed sorption tool contains the shell 1, the liner 2 from the recovered organic material, for example, from the secondary cellulose fiber, and the filler 3. The shell 1 is made of non-woven material such as secondary textiles, with a density of 50-75 microns. In the proposed technical solution, the carbon adsorbent containing in% May is used as a filler:
Вторичную целлюлозную фибру 20-30;  Secondary cellulose fiber 20-30;
Технический углерод 70-80. Technical carbon 70-80.
В одном из вариантов осуществления изобретения, на основе предложенного состава углеродного адсорбента изготавливают сорбционное средство в виде сорбционных бонов (как показано на Фиг.1), которые состоят из оболочки 1 из нетканого материала, которая выполнена в виде рукава и заполнена наполнителем 3, а именно адсорбентом углеродным. Под оболочкой 1 содержится вкладыш 2, выполненный из восстановленного органического материала, например из вторичной целлюлозной фибры, которым окутывается наполнитель 3. Оболочка-рукав 1, защищенный прочной текстильной сеткой 4 и оснащен тросом 5, двумя карабинами 6 и петлями 7 для соединения сорбционных бонов - боновых секций между собой. In one of the embodiments of the invention, on the basis of the proposed carbon adsorbent composition, a sorption agent is made in the form of sorption booms (as shown in FIG. 1), which consist of a nonwoven fabric wrapper 1, which is made in the form of a sleeve and filled with filler 3, namely carbon adsorbent. Under the shell 1 contains the liner 2, made of recovered organic material, such as recycled cellulose fiber, which envelops the filler 3. The sleeve shell 1, protected by durable textile mesh 4 and equipped with a cable 5, two carbines 6 and loops 7 for connecting sorption booms - boom sections among themselves.
Конструктивные характеристики секции бонового заграждения являются преимущественно следующими:  The design characteristics of the boom section are mainly as follows:
- диаметр - 0,13-0,15 м; - diameter - 0.13-0.15 m;
- длина - 3,0-3, 5 м;  - length - 3.0-3, 5 m;
- масса - 10-12 кг. Сорбционные боны используются для ограничения пятна разлива нефти, нефтепродуктов, технических жидкостей, пищевых масел и других веществ, например, на поверхности водоема, и его локализации, предупреждения растекания разлива за пределы сорбционного заграждения. Для этого боновые секции, соединенные между собой карабинами 6, размещают в плотное замкнутое кольцо на границе пятна разлива и чистой поверхности. Внутрь кольца наносится адсорбент углеродный для связывания разлитого вещества. - weight - 10-12 kg. Sorption booms are used to limit spills of oil, petroleum products, technical liquids, edible oils and other substances, for example, on the surface of a reservoir, and its localization, preventing spreading of the spill beyond the sorption barrier. To do this, the boom sections, interconnected by carbines 6, are placed in a tight closed ring on the border of the spill spot and a clean surface. A carbon adsorbent is applied inside the ring to bind the spilled substance.
Сорбционные боновые заграждения собирают после сбора загрязняющего вещества и отправляют на специально обустроенное место хранения, а дальше на утилизацию или регенерацию использованного абсорбента углеродного.  Sorption booms are collected after collecting the pollutant and sent to a specially equipped place of storage, and then for recycling or regeneration of the used carbon absorbent.
Также на основе углеродного адсорбента, который изготовлен по способу, заявленному в п.1 формулы, изготавливают сорбционные средства в виде подушки по п. 9 (как показано на Фиг.2), которые используются для поглощения нефтепродуктов, масел и других химических веществ из твердой поверхности, с воды, сточных вод, в помещении и на открытых площадках. Гидрофобный материал наполнителя подушки не впитывает воду, подушка остается на поверхности после полного насыщения собранным веществом, а ее наполнитель не высвобождает собранный материал.  Also based on the carbon adsorbent, which is made according to the method stated in claim 1 of the formula, make sorption means in the form of a pillow according to claim 9 (as shown in Figure 2), which are used to absorb petroleum products, oils and other chemicals from solid surface, from water, wastewater, indoors and in open areas. The hydrophobic material of the pillow filler does not absorb water, the pillow remains on the surface after complete saturation with the collected substance, and its filler does not release the collected material.
Подушка используется в местах разливов и протечек, в колодцах и отстойниках с маслянистыми отходами, или там, где масло нужно отделить от воды, на промышленных предприятиях с постоянно подтекающим оборудованием.  The cushion is used in areas of spills and leaks, in wells and septic tanks with oily waste, or where oil needs to be separated from water, in industrial plants with constantly leaking equipment.
Конструктивно подушка состоит из оболочки 1 из нетканого материала (текстиль вторичный), вкладыша 2 из восстановленного органического материала, например из вторичной целлюлозной фибры, и наполнителя 3 из адсорбента углеродного. Конструктивные параметры подушки являются преимущественно следующими: Structurally, the pillow consists of a shell 1 of nonwoven material (secondary textile), a liner 2 of recovered organic material, for example, recycled cellulose fiber, and filler 3 of a carbon adsorbent. The design parameters of the cushion are mainly as follows:
- длина - 0,38-0,42 м;  - length - 0.38-0.42 m;
- ширина - 0,38-0,42 м;  - width - 0.38-0.42 m;
- высота - 0,06-0,08 м.  - height - 0.06-0.08 m.
Дополнительно существует возможность выполнения подушки с односторонней (внутренний слой) полиэтиленовой пленкой, которая предназначена для предупреждения протекания вещества, собранного под оборудованием, что постоянно протекает.  Additionally, there is the possibility of making a pillow with a one-sided (inner layer) plastic wrap, which is designed to prevent the flow of a substance collected under the equipment that constantly leaks.
Количество необходимых сорбционных бонов и подушек зависит от характера, места и количества химической жидкости, что впитывается.  The amount of sorption booms and pillows required depends on the nature, location and amount of chemical fluid that is absorbed.
Поскольку наполнитель, а именно адсорбент углеродный, имеет мелкозернистую структуру, то предложенное сорбционное средство практически мгновенно впитывает разлитые вещества (до 1 мин.). Это имеет существенное значение при ликвидации аварийных разливов, которые должны быть устранены в кратчайшие сроки, особенно на поверхности водоемов. Благодаря мелкозернистой структуре адсорбента углеродного также предложенные сорбционные средства эффективны при сборе с поверхности воды тонких маслянистых пленок.  Since the filler, namely, carbon adsorbent, has a fine-grained structure, the proposed sorption means almost instantly absorbs the spilled substances (up to 1 minute). This is essential for the response to accidental spills, which should be eliminated as soon as possible, especially on the surface of water bodies. Due to the fine-grained structure of the carbon adsorbent, the proposed sorption tools are also effective in collecting thin oily films from the water surface.
Гидрофобность адсорбента углеродного (98%) обеспечивает высокий показатель плавучести сорбционных средств, благодаря чему они не тонут даже в состоянии полного насыщения поглощенным веществом в течение длительного времени (до 21 суток).  The hydrophobicity of the carbon adsorbent (98%) provides a high rate of buoyancy of sorption means, so that they do not sink even in a state of complete saturation with the absorbed substance for a long time (up to 21 days).
Высокая удерживающая способность адсорбента (99%) не позволяет адсорбированным веществам высвобождаться в окружающую среду, гидрофобность обеспечивает защиту от вымывания впитанных веществ. Благодаря этому не возникает угроза вторичного загрязнения среды.  The high retention capacity of the adsorbent (99%) does not allow adsorbed substances to be released into the environment, hydrophobicity provides protection against leaching of absorbed substances. Due to this, there is no threat of secondary pollution.
Относительно потребительских качеств сорбционного средства на основе адсорбента углеродного, новым является расширение возможностей и способов обращения с использованным сорбентом - использование в качестве топлива и регенерация адсорбента с одновременной десорбцией нефтесодержащих веществ. Regarding the consumer qualities of the sorption agent based on carbon adsorbent, the new one is the expansion of the possibilities and methods of handling the used sorbent - use as fuel and regeneration of the adsorbent with simultaneous desorption of oily substances.
Предложенный способ регенерации использованного адсорбента углеродного, который является третьим объектом предлагаемого изобретения, осуществляют с помощью установки по переработке отработанного углеродного адсорбента, которая состоит из следующих участков (технологических узлов):  The proposed method of regeneration of the used carbon adsorbent, which is the third object of the present invention, is carried out using an installation for processing the spent carbon adsorbent, which consists of the following sections (process units):
- участок десорбции сорбированной нефти, нефтяных шламов и/или смесей нефтепродуктов отработанных;  - desorption site of sorbed oil, oil sludge and / or mixtures of waste oil products;
- участок окончательной регенерации и подготовки адсорбента углеродного;  - site of final regeneration and preparation of carbon adsorbent;
- участка термической активации твердого технического углерода в потоке воздуха с добавлением перегретого водяного пара;  - the site of thermal activation of solid carbon black in the air stream with the addition of superheated steam;
- резервуарный парк для углеводородного конденсата;  - reservoir park for hydrocarbon condensate;
- склад готовой твердой продукции.  - a warehouse of finished solid products.
Основные технико-экономические показатели процесса регенерации использованного адсорбента углеродного:  The main technical and economic indicators of the regeneration process of the used carbon adsorbent:
- расчетная годовая производительность участка с десорбции сорбированных нефтепродуктов с поверхности адсорбента составляет 6 600 т в год;  - the estimated annual capacity of the site with desorption of sorbed oil from the surface of the adsorbent is 6,600 tons per year;
- расчетное время работы реактора - 330 рабочих дней в году;  - the estimated operating time of the reactor - 330 working days per year;
- суточная производительность по исходному сырью адсорбента углеродного с сорбированными нефтью или нефтепродуктами - 20 т в сутки;  - daily output of carbon adsorbent feedstock with sorbed oil or oil products - 20 tons per day;
- суточная производительность установки по выходу продукции: - daily capacity of the plant for output:
- по десорбированных нефти или нефтепродуктах - не менее 5 т;- for desorbed oil or oil products - at least 5 tons;
- по углеродному адсорбенту - не более 2,0 т. - carbon adsorbent - not more than 2.0 tons
Процесс переработки начинается с отгрузки использованного адсорбента углеродного с площадки временного хранения отходов на пиролизную установку. В качестве входного вещества для процесса регенерации используют адсорбент углеродный, содержащий в себе сорбированное вещество, которое было удалено из сорбционного средства, например сорбционных бонов после их использования. The recycling process begins with the shipment of the used carbon adsorbent from the temporary waste storage site to the pyrolysis unit. As an input to the process regeneration uses a carbon adsorbent containing a sorbed substance that has been removed from the sorption agent, for example sorption booms after their use.
1 тонну смеси загружают в реторту, которую помещают в пиролизную установку и нагревают до температуры 750 градусов. В процессе проведения пиролиза происходит десорбция поглощенных веществ в виде углеводородной фракции, которая после конденсации приобретает жидкое состояние общей массой до 800 кг, и которая может быть использована повторно. В пиролизной установке происходит десорбция сорбированного нефтепродукта с поверхности адсорбента углеродного путем нагревания последнего до температуры 400 °С и конденсации паров нефтепродукта в условиях атмосферного давления в течение 4 часов.  1 ton of the mixture is loaded into the retort, which is placed in the pyrolysis unit and heated to a temperature of 750 degrees. In the process of pyrolysis, desorption of the absorbed substances occurs in the form of a hydrocarbon fraction, which after condensation acquires a liquid state with a total mass of up to 800 kg, and which can be reused. In the pyrolysis unit, desorption of the sorbed oil product from the surface of the carbon adsorbent occurs by heating the latter to a temperature of 400 ° C and condensing the oil product vapor under atmospheric pressure for 4 hours.
В результате процесса переработки смеси использованного адсорбента с нефтепродуктом путем пиролиза получают:  As a result of the process of processing a mixture of used adsorbent with oil by pyrolysis, the following is obtained:
- парогазовую смесь, которая после конденсации разделяется на жидкие нефтепродукты, пригодные для дальнейшей переработки и смесь неконденсированных горючих газов, используемых для работы пиролизной установки;  - steam-gas mixture, which after condensation is divided into liquid petroleum products, suitable for further processing and a mixture of non-condensed combustible gases used to operate the pyrolysis unit;
- газ углеводородный фракции С2-С4, образующийся из нефтепродукта, поглощенного сорбентом при нагревании в пиролизной установке. Полученный газ через газораспределительную систему попадает в печи установки, где сжигается для поддержания ее температурного режима, обеспечивая энергоэффективность регенерационного процесса;  - hydrocarbon gas fraction C2-C4, formed from petroleum product absorbed by the sorbent when heated in a pyrolysis unit. The resulting gas through the gas distribution system enters the furnace installation, where it is burned to maintain its temperature, providing energy efficiency of the regeneration process;
- десорбированный нефтепродукт с газопаровой фазы, который конденсируется в системе газораспределения, состоящей из холодильника и системы трубопроводов; - регенерированный твердый углерод, который остается в реторте установки и после прекращения конденсации нефтепродукта подается дальше на переработку. - desorbed oil product from the gas-vapor phase, which is condensed in the gas distribution system, consisting of a refrigerator and a pipeline system; - regenerated solid carbon, which remains in the retort of the installation and after the termination of condensation of the oil product is fed further for processing.
С целью улучшения качества технического углерода, а именно увеличения пористости его структуры, далее проводят его активацию перегретым водяным паром в пиролизной камере.  In order to improve the quality of carbon black, namely to increase the porosity of its structure, then it is activated by superheated water vapor in the pyrolysis chamber.
Далее регенерированный твердый технический углерод подается на стадию термической активации, которую осуществляют в потоке воздуха с добавлением перегретого водяного пара в течение 30 мин. при температуре 150-400 °С в пиролизной камере в условиях повышенного давления (например, 2-2,5 бар).  Next, the regenerated solid carbon black is fed to the thermal activation stage, which is carried out in an air stream with the addition of superheated water vapor for 30 minutes. at a temperature of 150-400 ° C in a pyrolysis chamber under conditions of high pressure (for example, 2-2.5 bar).
Далее твердый углерод подается на конвекционную сушилку барабанного типа с целью дегидратации, где при температуре до 200 °С в течение 1 часа из него удаляют влагу и остатки ароматических углеводородов.  Next, solid carbon is fed to a drum-type convection dryer for the purpose of dehydration, where at a temperature of up to 200 ° C for 1 hour moisture and residual aromatic hydrocarbons are removed.
Дегидратированный технический углерод в условиях повышенного давления (2-2,5 бар) подают на линию производства сорбента, где при температуре окружающей среды проводят его измельчение и одновременное его смешивание с целлюлозной примесью, которой является вторичная целлюлозная фибра, дозировка которой составляет 20- 30% мае. от общей массы смеси (адсорбента) при температуре окружающей среды; продолжительность смешивания составляет 20-30 минут. После этого, уже готовый углеродный адсорбент фасуют в полиэтиленовые мешки вместимостью 10-20 кг или в другую тару (полипропиленовые мешки или биг-бэги).  Dehydrated carbon at elevated pressure (2-2.5 bar) is fed to the sorbent production line, where it is crushed at ambient temperature and mixed simultaneously with a cellulosic impurity, which is a secondary cellulose fiber, the dosage of which is 20-30% May from the total mass of the mixture (adsorbent) at ambient temperature; mixing time is 20-30 minutes. After that, the ready-made carbon adsorbent is packed in plastic bags with a capacity of 10-20 kg or in another container (polypropylene bags or big bags).
В результате процесса переработки смеси использованного адсорбента с нефтепродуктом путем пиролиза получают: газ, который сжигают в печи установки для поддержания его температурного режима, твердый углерод и десорбированный нефтепродукт с газопаровой фазы. В зависимости от состояния смеси (загрязнение почвой, влажность, продолжительность времени хранения после сбора и другие факторы) возможно вернуть до 70% нефтепродуктов относительно количества нефти, которая была собрана сорбентом и находилась в почве на месте разлива. Полученный в таком процессе нефтепродукт - это дистиллят широкого фракционного состава (синтетическая нефть). As a result of the processing of the mixture of the used adsorbent with oil by pyrolysis, the following is obtained: gas that is burned in the furnace of the installation to maintain its temperature, solid carbon and desorbed oil from the gas vapor phase. Depending on the state of the mixture (soil contamination, humidity, length of storage time after collection, and other factors) it is possible to return up to 70% of petroleum products relative to the amount of oil that was collected by the sorbent and was in the soil at the spill site. The oil product obtained in this process is a distillate of a wide fractional composition (synthetic oil).
Полученный в результате конденсации нефтепродукт отгружается в резервуарный парк, откуда происходит его отгрузка потребителю. Полученный десорбированный дистиллят нефти используется как углеводородное сырье для дальнейшей переработки на нефтеперерабатывающих предприятиях.  The oil product obtained as a result of condensation is shipped to the tank farm, from where it is shipped to the consumer. The obtained desorbed distillate oil is used as a hydrocarbon feedstock for further processing at refineries.
После регенерации получают адсорбент углеродный и нефтяной десорбированный дистиллят с показателями, что указанные в Таблице 1.  After regeneration, an adsorbent of carbon and petroleum desorbed distillate is obtained with the indices that are listed in Table 1.
Таблица 1. Физико-химическая характеристика продуктов регенерации использованного адсорбента углеродного  Table 1. Physico-chemical characteristics of the products of regeneration of the used carbon adsorbent
Figure imgf000027_0001
Предложенный способ получения адсорбента углеродного позволяет получить продукт, который является основным адсорбирующим материалом высокоэффективного экологически чистого адсорбента углеродного, и полученный в результате утилизации использованных автопокрышек. Кроме того, использование при его изготовлении вторичного сырья (автопокрышек) делает способ получения адсорбента углеродного более экологически и экономически выгодным.
Figure imgf000027_0001
The proposed method for producing a carbon adsorbent allows to obtain a product that is the main adsorbent material of a highly efficient, environmentally friendly carbon adsorbent, and obtained as a result of the utilization of used tire covers. In addition, the use in its manufacture of secondary raw materials (tires) makes the method of obtaining carbon adsorbent more environmentally and economically viable.
Предложенные сорбционные средства могут успешно применяться нефтедобывающими организациями и нефтеперерабатывающими заводами, на промышленных предприятиях, автосервисах, АЗС, нефтебазах, в авиа- и морских портах, морских и речных судах, на наливных станциях нефти и нефтепродуктов и других предприятиях. Достоинствами и характерными чертами предложенных средств являются: высокая адсорбционная способность и скорость впитывания, гидрофобность, высокая способность к удержанию поглощенного вещества, плавучесть даже в состоянии полного насыщения, способность к поглощению широкого спектра веществ, возможность принудительной десорбции и экологичность.  The proposed sorption tools can be successfully applied by oil producing organizations and oil refineries, at industrial enterprises, car services, gas stations, tank farms, in air and sea ports, sea and river vessels, at bulk stations of oil and oil products and other enterprises. The advantages and characteristics of the proposed means are: high adsorption capacity and absorption rate, hydrophobicity, high ability to retain the absorbed substance, buoyancy even in a state of full saturation, the ability to absorb a wide range of substances, the possibility of forced desorption and environmental friendliness.
Предложенный способ регенерации использованного адсорбента углеродного с выделением жидкой углеводородной фракции приносит пользователю экономическую выгоду, и создает предпосылки для экологического ведения хозяйственной деятельности - сохранение природных энергетических ресурсов за счет использования продуктов переработки.  The proposed method of regeneration of the used carbon adsorbent with the release of the liquid hydrocarbon fraction brings the user economic benefits, and creates the prerequisites for the environmental management of economic activity - the preservation of natural energy resources through the use of processed products.
Несмотря на то, что настоящее изобретение подробно описано, включая отдельные варианты его осуществления, специалисту в данной области техники очевидно, что в него могут быть внесены изменения по форме и в деталях, не выходя за рамки сути и объема этого изобретения.  Despite the fact that the present invention is described in detail, including some variants of its implementation, it is obvious to a person skilled in the art that changes in form and detail can be made without departing from the scope and scope of this invention.

Claims

Формула Formula
1. Способ получения адсорбента углеродного, включающий стадии измельчения резинового сырья, проведения пиролиза для получения твердого технического углерода, смешивания полученного твердого углерода с гидрофобным материалом, отличающийся тем, что твердый технический углерод получают на установке пиролиза для переработки резинового сырья в условиях атмосферного давления и температуры 450-750°С в присутствии модифицированного катализатора, носителем которого являются материалы цеолитной группы, далее из полученного твердого углерода с помощью магнитного сепаратора удаляют металлические части корда, после чего осуществляют термическую активацию твердого технического углерода в потоке воздуха с добавлением перегретого водяного пара в течение 30 мин при температуре 150-400°С в пиролизной камере в условиях повышенного давления, далее обработанный углерод подают в сушильную камеру, при этом процесс удаления влаги осуществляют при температуре до 350°С в течение 1 часа, после чего подготовленный на предыдущих стадиях твердый углерод в условиях повышенного давления подают на линию производства сорбента, где при температуре окружающей среды проводят его измельчение и одновременное смешивание с гидрофобным материалом, а именно с вторичной целлюлозной фиброй, дозировка которой составляет 20-30% от общей массы смеси, при этом продолжительность смешивания составляет 20-30 минут. 1. A method of producing a carbon adsorbent, which includes grinding rubber raw materials, carrying out pyrolysis to produce solid carbon black, mixing the obtained solid carbon with a hydrophobic material, characterized in that solid carbon black is produced at a pyrolysis unit for processing rubber raw materials at atmospheric pressure and temperature 450-750 ° C in the presence of a modified catalyst, the carrier of which are materials of the zeolite group, then from the obtained solid carbon with using a magnetic separator, the metal parts of the cord are removed, after which thermal activation of solid carbon black is carried out in an air stream with the addition of superheated water vapor for 30 minutes at a temperature of 150-400 ° C in a pyrolysis chamber under pressurized conditions, then the treated carbon is fed into a drying chamber , while the process of removing moisture is carried out at a temperature of up to 350 ° C for 1 hour, after which solid carbon prepared in the previous stages is fed under high pressure to l In the production of the sorbent, where at ambient temperature, it is crushed and simultaneously mixed with a hydrophobic material, namely, a secondary cellulose fiber, the dosage of which is 20-30% of the total mass of the mixture, while the duration of mixing is 20-30 minutes.
2. Сорбционное средство, состоящее из оболочки и наполнителя, отличающееся тем, что оболочка выполнена из нетканого материала, а в качестве наполнителя использован адсорбент углеродный, который изготовлен способом по п.1 формулы.  2. A sorption agent consisting of a shell and a filler, characterized in that the shell is made of nonwoven material, and the carbon adsorbent used in the method, which is made by the method according to claim 1, of the formula.
3. Сорбционное средство по п.2, отличающееся тем, что нетканым материалом является текстиль вторичный, плотностью 50-75 мк. 3. Sorption tool according to claim 2, characterized in that the nonwoven fabric is a secondary textile, density of 50-75 microns.
4. Сорбционное средство по п.2, отличающееся тем, что адсорбент углеродный является гидрофобным композитным материалом, который содержит в % мае.: 4. Sorption agent according to claim 2, characterized in that the carbon adsorbent is a hydrophobic composite material, which contains in% May .:
Вторичную целлюлозную фибру 20-30;  Secondary cellulose fiber 20-30;
Технический углерод 70-80. Technical carbon 70-80.
5. Сорбционное средство по пп.3-4, отличающееся тем, что оболочка выполнена в виде рукава, вокруг которого выполнена дополнительная защитная оболочка из текстильной сетки, а концы указанного рукава оснащены тросом и по меньшей мере одним соединительным элементом. 5. Sorption tool according to claims 3-4, characterized in that the shell is made in the form of a sleeve, around which an additional protective sheath is made of textile mesh, and the ends of the said sleeve are equipped with a cable and at least one connecting element.
6. Сорбционное средство по п.5, отличающееся тем, что соединительным элементом является карабин.  6. Sorption tool according to claim 5, characterized in that the connecting element is a carbine.
7. Сорбционное средство по п.5, отличающееся тем, что рукав выполнен диаметром 0,13-0,15 м и длиной 3,0-3, 5 м.  7. Sorption tool according to claim 5, characterized in that the sleeve is made with a diameter of 0.13-0.15 m and a length of 3.0-3, 5 m.
8. Сорбционное средство по п.5, отличающееся тем, что дополнительно под оболочкой содержится вкладыш из восстановленного органического материала.  8. Sorption tool according to claim 5, characterized in that in addition under the shell contains a liner of recovered organic material.
9. Сорбционное средство по пп.3-4, отличающееся тем, что выполнено длиной 0,38-0,42 м, шириной 0,38-0,42 м и высотой 0,06-0,08 м.  9. Sorption tool for PP.3-4, characterized in that it is made 0.38-0.42 m long, 0.38-0.42 m wide and 0.06-0.08 m high.
10. Сорбционное средство по п.9, отличающееся тем, что дополнительно под оболочкой содержится вкладыш из восстановленного органического материала.  10. Sorption tool according to claim 9, characterized in that in addition under the shell contains a liner of recovered organic material.
11. Способ регенерации использованного адсорбента углеродного, включающий десорбцию собранного нефтепродукта с поверхности использованного адсорбента углеродного и получения твердого технического углерода, который затем подвергают на стадии нагревания, измельчения и смешивания с целлюлозной примесью, отличающийся тем, что десорбцию собранного нефтепродукта с поверхности использованного адсорбента углеродного осуществляют в пиролизной установке путем нагревания указанного адсорбента углеродного до температуры 750°С и конденсации паров нефтепродукта в условиях атмосферного давления в течении 4 часов, далее полученный регенерированный твердый технический углерод подают на стадию термической активации, которую осуществляют в потоке воздуха с добавлением перегретого водяного пара в течение 30 мин при температуре 150-400°С в пиролизной камере в условиях повышенного давления, после этого твердый технический углерод подают на конвекционную сушилку барабанного типа, где при температуре до 200°С, в течение 1 часа из него удаляют влагу, дальше полученный твердый углерод подают на линию производства адсорбента, где проводят его измельчение и одновременное смешивание вместе с вторичной целлюлозной фиброй, дозировка которой составляет 20-30% от общей массы смеси при температуре окружающей среды, причем продолжительность смешивания составляет не менее 20-30 минут, а после этого, готовый углеродный адсорбент фасуют в полиэтиленовые мешки вместимостью 10-20 кг или в другую тару. 11. The method of regeneration of the used carbon adsorbent, including desorption of the collected oil from the surface of the used carbon adsorbent and obtaining solid carbon black, which is then subjected to heating, grinding and mixing with cellulosic impurity at the stage, wherein desorption of the collected oil from the surface of the used carbon adsorbent is carried out in the pyrolysis installation by heating the specified carbon adsorbent to a temperature of 750 ° C and condensation oil product vapor at atmospheric pressure for 4 hours, next, the obtained regenerated solid carbon black is fed to the thermal activation stage, which is carried out in an air stream with the addition of superheated water vapor for 30 minutes at a temperature of 150-400 ° C in a pyrolysis chamber under pressurized conditions, then solid carbon black is fed to a convection dryer drum type, where at a temperature of up to 200 ° C, moisture is removed from it for 1 hour, then the solid carbon obtained is fed to the adsorbent production line, where it is ground and one temporary mixing together with recycled cellulose fiber, the dosage of which is 20-30% of the total mass of the mixture at ambient temperature, and the duration of mixing is at least 20-30 minutes, and after that, the finished carbon adsorbent is packaged in plastic bags with a capacity of 10-20 kg or other container.
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что в процессе десорбции в реакторе пиролизной установки образуется парогазовая смесь и твердый регенерированный углеродный адсорбент.  12. The method according to claim 11, characterized in that during the desorption process in the pyrolysis reactor installation, a vapor-gas mixture and a solid regenerated carbon adsorbent is formed.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что парогазовая смесь разделяется на смесь неконденсированных горючих газов, используемых для работы пиролизной установки, и сконденсированные жидкие нефтепродукты, что пригодные для дальнейшей переработки.  13. The method according to p. 12, characterized in that the gas-vapor mixture is divided into a mixture of non-condensed combustible gases used for the operation of the pyrolysis unit, and condensed liquid petroleum products, which are suitable for further processing.
PCT/UA2018/000025 2018-01-26 2018-03-23 Method for producing a carbon adsorbent and method for regenerating same WO2019147211A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA201800732A UA122415C2 (en) 2018-01-26 2018-01-26 METHOD OF PREPARATION OF CARBON ADSORPENT, SORPTION AGENT AND METHOD OF REGENERATION OF USED CARBON ADSORPT
UAA201800732 2018-01-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019147211A1 true WO2019147211A1 (en) 2019-08-01

Family

ID=67395593

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/UA2018/000025 WO2019147211A1 (en) 2018-01-26 2018-03-23 Method for producing a carbon adsorbent and method for regenerating same

Country Status (2)

Country Link
UA (1) UA122415C2 (en)
WO (1) WO2019147211A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111558359A (en) * 2020-04-27 2020-08-21 北京泷涛环境科技有限公司 Production line for producing adsorbing materials

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4831010A (en) * 1988-04-12 1989-05-16 Karl Herringer Absorbent sack for cleaning up and containing liquid spills
RU2050972C1 (en) * 1993-06-08 1995-12-27 Владимир Николаевич Аполлонов Sorbent for treatment of water polluted with oil and oil products, and water treatment device
RU2619322C1 (en) * 2016-04-21 2017-05-15 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) Method for composite carbon-fluoroplastic sorbent production for sewage treatment from oil products and organic pollutants

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4831010A (en) * 1988-04-12 1989-05-16 Karl Herringer Absorbent sack for cleaning up and containing liquid spills
RU2050972C1 (en) * 1993-06-08 1995-12-27 Владимир Николаевич Аполлонов Sorbent for treatment of water polluted with oil and oil products, and water treatment device
RU2619322C1 (en) * 2016-04-21 2017-05-15 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) Method for composite carbon-fluoroplastic sorbent production for sewage treatment from oil products and organic pollutants

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MAKAREVICH E.A. ET AL.: "Razrabotka protsessov podgotovki i oblagorazhivaniya tverdogo uglerodsoderzhaschego ostatka piroliza avtoshin", VESTNIK KUZBASSKOGO GOSUDARSTVENNOGO UNIVERSITETA, 2017, pages 153 - 160 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111558359A (en) * 2020-04-27 2020-08-21 北京泷涛环境科技有限公司 Production line for producing adsorbing materials

Also Published As

Publication number Publication date
UA122415C2 (en) 2020-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Miandad et al. Effect of advanced catalysts on tire waste pyrolysis oil
Bayat et al. Oil spill cleanup from sea water by sorbent materials
CN1777665B (en) Method for purifying a liquid medium
CN106694519B (en) Life-garbage comprehensive treatment technology
CN102585918B (en) Technology and system for deep removal of tar in biomass gas by coupling adsorption
Kwon et al. Valorization of synthetic textile waste using CO2 as a raw material in the catalytic pyrolysis process
CN1109654C (en) Process for using petro-chemical mud to prepare adsorbent used to recover oil on water surface
Sirotkina et al. Materials for adsorption purification of water from petroleum and oil products
CN102585917A (en) Technology and system for cooling-absorbing coupling deep-removing tar from biomass gas
Ejeromedoghene et al. Multifunctional metal-organic frameworks in oil spills and associated organic pollutant remediation
CN1699515A (en) Process for producing gasoline, diesel oil and active carbon by using waste rubbers
CN107011934B (en) Coal blending coking method doped with waste activated carbon and coking method thereof
Dawodu et al. REMOVAL OF CRUDE OIL FROM AQUEOUS SOLUTION BY ZINC CHLORIDE MODIFIED DIOSCOREA ROTUNDATA PEEL CARBON: EQUILIBRIUM, KINETIC AND INTRAPARTICLE DIFFUSIVITY.
WO2019147211A1 (en) Method for producing a carbon adsorbent and method for regenerating same
Sadegh et al. Adsorption of Volatile Organic Compounds on Biochar: A Review
Capodaglio et al. Properties and beneficial uses of biochar from sewage sludge pyrolysis
Li et al. Biochar-assisted catalytic pyrolysis of oily sludge to attain harmless disposal and residue utilization for soil reclamation
Choi et al. Sustainable valorization of styrofoam and CO2 into syngas
Anjum et al. Impact of surface modification of activated carbon on BTEX removal from aqueous solutions: a review
Lin et al. Pyrolytic product characteristics of biosludge from the wastewater treatment plant of a petrochemical industry
Bamdad A theoretical and experimental study on biochar as an adsorbent for removal of acid gases (CO₂ and H₂S)
CN104437374B (en) A kind of Sediments of Dian Chi Lake prepares method and the application of adsorbent
Usman et al. Catalytic degradation of water sachet waste (LPDE) using mesoporous silica KIT-6 modified with 12-Tungstophosphoric Acid
Dasanayaka Applications of activated carbon in waste water treatment as a low cost media
RU2225754C2 (en) Sorbent for treating oil-containing industrial effluents and a method for preparation thereof

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18902056

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18902056

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1