close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY2060

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 2060
(13)
C1
6
(51) C 01B 31/08,
(12)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
(19)
B 01J 20/20,
B 01J 20/30,
B 01J 20/32
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОДНОГО СОРБЕНТА
(21) Номер заявки: 2589
(22) 07.12.1994
(46) 30.03.1998
(71)
Заявитель: Белорусский
государственный
технологический университет (BY)
(72) Авторы: Селивёрстова Т.С., Глыбин В.П.,
Матусевич Л.Г., Нестеренко В.П., Жарская
Т.А. (BY)
(73) Патентообладатель: Белоруский
государственный технологический университет (BY)
(57)
Способ получения углеродного сорбента путем обработки лигноцеллюлозного сырья активирующим
реагентом, отличающийся тем, что используют лигносодержащее сырье влажностью 10-20 мас.%, а обработку ведут в адиабатически изолированной системе с повышением температуры сырья до 165-185°С и выдержки его при этой температуре в течение 15-60 мин.
(56)
1. Кинле Х., Бадер Э. Активные угли и их промышленное применение. - Л.: Химия, 1984. - С. 43.
2. А.с. СССР 632648, МКИ C01B 31/16, В01J 1/22, 1978.
Изобретение относится к способу получения углеродного сорбента на основе лигноцеллюлозных отходов
переработки сельскохозяйственных культур и деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано для получения из этих отходов высокоэффективных сорбентов с дальнейшим их применением для
очистки промышленных сточных вод, обесцвечивания продуктов пищевой и фармацевтической промышленности и концентрирования ионов металлов.
Известны способы получения углеродных сорбентов, которые подразделяют на химические и физические (парогазовые). При химическом активировании исходные углеродсодержащие материалы обрабатывают дегидратирующими реагентами при высоких температурах в интервале 400-900°С. В качестве
активирующих реагентов применяют хлорид цинка, сульфид калия, роданид калия, фосфорную и серную
кислоты. Известно также использование в качестве активирующих реагентов хлорида алюминия, хлорида и
других солей железа, азотной кислоты, гидроксидов и оксидов калия, натрия и кальция, аммиака, серы, хлора, хлорида аммония, солей никеля и др. [1]. Химическую активацию проводят обычно импрегнированием
указанными веществами из водных растворов, а сушку и прокалку проводят в восстановительной атмосфере
при температурах 600-700°C (для хлорида цинка), 400-600°С (для фосфорной кислоты) и 800-900°С (для
сульфида калия).
Недостатками данных способов является необходимость использования высоких температур, обязательное создание восстановительной атмосферы, что существенно усложняет и удорожает процесс получения
сорбента. При этом образуются сорбенты с невысокими ионообменными свойствами.
Наиболее близким к предлагаемому способу получения углеродного сорбента по технической сущности
и достигаемому результату является способ, включающий обработку сухого лигнина серным ангидридом,
термообработку полученного продукта при 100-300°С, его выгрузку, промывку и сушку [2].
BY 2060 C1
Сравнительная характеристика сорбционных свойств сорбентов, получаемых по предлагаемому способу и согласно прототипу
Условия обработки
№ примера
1
Сырье
Реагент
Время,мин
Влажность%
Температура°С
Зольность%
древесные
опилки
60
15
175
<0,2
15
20
185
<0,2
5,0
145
52
0,2
5,0
147
52
2
-»-
РО с добавкой инициатора (сильная протонная
кислота)
-»-
3
-»-
-»-
35
10
165
4
5
6
7
8
-»-»-»-»льняная
костра
-»-»-»-»смесь POCl3 и ZnCl2
мольн. соотн. 1:1 (аддукты)
-»-
10
70
15
20
40
15
20
9
22-25
15
170
190
140
170
175
60
20
180
SO3
60
абс. сухой
200
9
-»-
10 (прототип)
лигнин гидролизный
по
0,1н
NaOH
мгэкв/г
5,1
Характеристика сорбентов
Сорбционная емкость
по метиле- по иопо
по
новому го- ду, %
Pb2+,
Сd2+,
лубому
мгмгмг/г
экв/г
экв/г
мг/г
мг/г
151
53
0,47
0,39
48,7
21,9
непровар
низкий выход конечного продукта
непровар
непровар
1,2
5,1
150
53
1,0
5,2
данные отсутствуют
3
155
56
72
35
по Сr3+,
мгэкв/г
мг/г
0,40
6,9
по Сr6+,
мг/г
16,3
0,46
47,7
0,46
47,7
0,38
21,4
0,38
21,4
0,37
6,4
0,36
6,2
0,47
48,7
0,38
21,4
0,39
6,6
16,3
0,49
50,8
0,23
23,8
0,39
21,9
-
0,40
6,9
-
16,5
-
16,0
15,9
BY 2060 C1
Недостатками данного способа являются: необходимость предварительной подготовки исходного сырья
(высушивание) и невысокие ионообменные свойства полученного сорбента. Кроме того, в связи с тем, что
сухой лигнин обладает высокой горючестью, требуется применять дополнительные меры пожарной безопасности.
Задачей предлагаемого изобретения является получение сорбента с более высокими ионообменными характеристиками, а также существенное удешевление и упрощение процесса.
Для осуществления поставленных задач предлагается способ получения углеродного сорбента путем обработки лигноцеллюлозного сырья активирующим реагентом, при котором обработку активирующим реагентом осуществляют в адиабатически изолированной системе с повышением температуры сырья до 165185°C и выдержке его при этой температуре в течение 15-60 мин, причем используют лигноцеллюлозное
сырье влажностью 10-20 мас.%.
Отличительной особенностью предлагаемого способа является осуществление процесса получения сорбента в адиабатических условиях, не требующее подвода теплоэнергии извне, с использованием сырья с
влажностью 10-20%. Для поддержания необходимой температуры используется тепло, выделяющееся за
счет протекающих реакций. Заданный интервал температур регулируется соотношением количества лигноцеллюлозного материала и активирующего реагента. В качестве реагентов используются вещества, обладающие ярко выраженными конденсирующе-дегидратирующими свойствами: (Р2О5, метафосфорная
кислота, SO3, серная кислота, хлорсульфоновая кислота, хлориды цинка (II), алюминия (III), титана (IV) и их
смеси).
К преимуществам заявляемого способа следует отнести:
1) получение сорбента с более высокими ионообменными характеристиками;
2) существенное упрощение процесса (одностадийность);
3) экономия тепловой энергии;
4) возможность регенерации активирующего реагента.
Способ получения углеродного сорбента с использованием адиабатических условий обработки лигноцеллюлозного сырья активирующим реагентом предлагается впервые.
Изобретение поясняется выполнением конкретных примеров.
Пример 1. 200 г древесных опилок влажностью 15% вносят в сосуд Дьюара из нержавеющей стали с
внутренней вставкой из тефлона или другого кислото- и термостойкого материала, снабженный лопастной
мешалкой и термопарой. Затем вносят при перемешивании 200 г Р2О5 и 100 мл концентрированной серной
кислоты. Закрывают сосуд теплоизолирующей крышкой. Ход процесса контролируют по показанию термопары. С момента достижения максимальной температуры (175°С) мешалку останавливают и смесь выдерживают в течение 60 мин для протекания процесса "созревания". После окончания процесса смесь
выгружают, охлаждают в естественных условиях до комнатной температуры, промывают дистиллированной
водой до отрицательной реакции по метилоранжу и высушивают при температуре 100-120°С до постоянной
массы.
Остальные примеры выполнены аналогично и отличаются от примера 1 параметрами обработки, которые
приведены в таблице.
Из примеров и данных таблицы видно, что полученные углеродные сорбенты имеют значительно более
высокие ионообменные характеристики по сравнению с прототипом по отношению к ионам тяжелых металлов и металлов переменной валентности.
Составитель А.Ф. Фильченкова
Редактор В.Н. Позняк
Корректор С.А. Тикач
Заказ 3426
Тираж 20 экз.
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
2
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
126 Кб
Теги
by2060, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа