RU2257343C2 - Method of production of globular carbon adsorbent - Google Patents
Method of production of globular carbon adsorbent Download PDFInfo
- Publication number
- RU2257343C2 RU2257343C2 RU2003106844/15A RU2003106844A RU2257343C2 RU 2257343 C2 RU2257343 C2 RU 2257343C2 RU 2003106844/15 A RU2003106844/15 A RU 2003106844/15A RU 2003106844 A RU2003106844 A RU 2003106844A RU 2257343 C2 RU2257343 C2 RU 2257343C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oil
- temperature
- spherical granules
- carbonization
- granules
- Prior art date
Links
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к производству активных углей, в том числе медицинского назначения для получения лекарственных препаратов и особо чистых веществ, а также для глубокой очистки газовых и жидких сред от низко-, средне- и высокомолекулярных примесей, и может быть использовано в гидрометаллургии благородных и цветных металлов, в частности для извлечения золота в процессах “сорбент в пульпе”.The invention relates to the production of activated carbons, including for medical purposes, for the production of drugs and highly pure substances, as well as for deep purification of gas and liquid media from low, medium and high molecular weight impurities, and can be used in hydrometallurgy of precious and non-ferrous metals , in particular for the extraction of gold in the processes of “sorbent in the pulp”.
Известен способ получения сферических активных углей из органических ионообменных гелей путем их сушки, термоокисления при температуре до 400°С, карбонизации в инертной атмосфере при 600-800°С, активации в окислительной среде (Н2О, СО2, O2) при температуре от 800 до 900°С (см. пат. GB №2280898, класс С 01 В 31/08, опубл. 09.08.94).A known method of producing spherical active carbons from organic ion-exchange gels by drying, thermooxidation at temperatures up to 400 ° C, carbonization in an inert atmosphere at 600-800 ° C, activation in an oxidizing environment (H 2 O, CO 2 , O 2 ) at a temperature from 800 to 900 ° C (see US Pat. GB No. 2280898, class C 01 B 31/08, publ. 09.08.94).
Недостатком известного способа является практическое отсутствие в активном угле развитого объема микропор, что существенно снижает его адсорбционные свойства по низко- и среднемолекулярным веществам при адсорбции из жидких фаз.The disadvantage of this method is the practical absence in the activated carbon of the developed volume of micropores, which significantly reduces its adsorption properties for low and medium molecular weight substances during adsorption from liquid phases.
Известен способ получения сферических углеродных адсорбентов из дивинилбензольных полимеров путем сульфирования полимера серной кислотой при 200-250°С в течение 20-90 минут. Причем соотношение серная кислота : полимер составляет (1,4-3,0):1,0, сульфированный продукт охлаждают и карбонизируют в четыре стадии: до 250°С со скоростью нагрева 5-15°С в минуту, затем до 330°С со скоростью нагрева 2-10°С в минуту и далее до 750°С и 900°С со скоростью нагрева 50°С в минуту. Причем пиролиз идет в атмосфере CO2 (см. з-ку DE №19930732, класс С 01 В 31/08, опубл. 18.01.2001).A known method of producing spherical carbon adsorbents from divinylbenzene polymers by sulfonation of the polymer with sulfuric acid at 200-250 ° C for 20-90 minutes. Moreover, the ratio of sulfuric acid: polymer is (1.4-3.0): 1.0, the sulfonated product is cooled and carbonized in four stages: up to 250 ° C with a heating rate of 5-15 ° C per minute, then up to 330 ° C with a heating rate of 2-10 ° C per minute and further up to 750 ° C and 900 ° C with a heating rate of 50 ° C per minute. Moreover, the pyrolysis is carried out in an atmosphere of CO 2 (see section DE No. 19930732, class C 01 B 31/08, publ. 01/18/2001).
Недостатком способа является низкая экологичность процесса, приводящая к выделению большого объема серосодержащих газов в атмосферу при многостадийном пиролизе, а также дороговизна продукта ввиду использования ионообменных смол; они обладают низкой адсорбционной способностью по высокомолекулярным веществам в жидкой фазе.The disadvantage of this method is the low environmental friendliness of the process, leading to the release of a large volume of sulfur-containing gases into the atmosphere during multi-stage pyrolysis, as well as the high cost of the product due to the use of ion-exchange resins; they have low adsorption ability on high molecular weight substances in the liquid phase.
Известен способ получения сферических углеродных адсорбентов из смеси смолы, полимера и сополимера в количестве 0,5-8%. Причем смола имеет точку размягчения 50-350°С и состоит из 80-97% углерода и содержит нитробензольной нерастворимой фракции менее 60%. Диспергирование смеси осуществляют в водном растворе, содержащем взвешенный агент для получения микросфер указанной смеси при температуре от 50 до 200°С. Сформированные микросферы подвергаются карбонизации и активации (см. пат. US №4228037, класс С 01 В 031/08, 10, B 01 J 021/18, опубл. 14.10.1980).A known method of producing spherical carbon adsorbents from a mixture of resin, polymer and copolymer in an amount of 0.5-8%. Moreover, the resin has a softening point of 50-350 ° C and consists of 80-97% carbon and contains a nitrobenzene insoluble fraction of less than 60%. Dispersion of the mixture is carried out in an aqueous solution containing a suspended agent to obtain microspheres of the mixture at a temperature of from 50 to 200 ° C. Formed microspheres undergo carbonization and activation (see US Pat. No. 4228037, class C 01 B 031/08, 10, B 01 J 021/18, publ. 10/14/1980).
Недостатком известного способа является низкая экологичность процесса ввиду образования большого количества загрязненной смолой воды, а также малый объем микропор и, как следствие этого, слабые адсорбционные свойства по низко- и среднемолекулярным веществам при адсорбции их из жидкой фазы, а также мелкий размер частиц ввиду неэффективной стадии гранулирования.The disadvantage of this method is the low environmental friendliness of the process due to the formation of a large amount of water contaminated with resin, as well as the small volume of micropores and, as a result, weak adsorption properties for low and medium molecular weight substances upon adsorption from the liquid phase, as well as the small particle size due to the inefficient stage granulation.
Известен также способ получения сферического углеродного адсорбента, в котором увеличение адсорбционной емкости при адсорбции из жидких фаз обеспечивают за счет использования в качестве фурфуролсодержащего сырья кубового остатка фурфурольного производства, содержащего 5-20 мас.% смолы. Процесс смешивания фурфуролсодержащего сырья с серной кислотой ведут при соотношении 3-5:1 при температуре 20-50°С (патент RU №2019503).There is also known a method for producing a spherical carbon adsorbent, in which an increase in the adsorption capacity during adsorption from the liquid phases is ensured by the use of a cubic residue of furfural production containing 5-20 wt.% Resin as furfural-containing raw materials. The process of mixing furfural-containing raw materials with sulfuric acid is carried out at a ratio of 3-5: 1 at a temperature of 20-50 ° C (patent RU No.2015050).
Однако этот способ не позволяет эксплуатировать получаемые мелкодисперсные гранулы в газоочистных процессах ввиду их высокого гидравлического сопротивления; их адсорбционная способность по низкомолекулярным веществам также мала.However, this method does not allow to operate the resulting fine granules in gas cleaning processes due to their high hydraulic resistance; their adsorption capacity for low molecular weight substances is also small.
Известен способ получения сферического углеродного адсорбента (см. пат. РФ №2085486), в котором увеличение адсорбционной способности на единицу слоя сорбента и производительности выпуска адсорбента обеспечивают за счет интенсификации процесса отверждения гранул после их формования, т.е. оптимизируют процесс вылеживания продукта под слоем масла путем нагрева суспензии гранул в формующей жидкости до 70-300°С со скоростью подъема температуры 50-100 град./ч при объемном соотношении гранул и жидкости 1:1-20 с последующей выдержкой (вылеживанием) гранул до полного отверждения. Время отверждения гранул при нагреве до 70-300°С по этому способу сокращается до нескольких часов. Таким образом обеспечивается увеличение производительности. Увеличение адсорбционной способности достигается за счет улучшения диффузии молекул активатора в объем гранул. Улучшение же сферичности обеспечивается за счет оптимизации соотношения объема гранул к объему масла, что уменьшает давление на незатвердевшие гранулы.A known method for producing a spherical carbon adsorbent (see US Pat. RF No. 2085486), in which an increase in the adsorption capacity per unit layer of the sorbent and the output of the adsorbent is provided by the intensification of the curing process of the granules after their formation, i.e. optimize the product aging process under a layer of oil by heating the suspension of granules in the forming fluid to 70-300 ° C with a temperature rise rate of 50-100 deg./h with a volume ratio of granules and liquid of 1: 1-20 with subsequent exposure (aging) of the granules to full cure. The curing time of the granules when heated to 70-300 ° C by this method is reduced to several hours. This provides an increase in productivity. An increase in adsorption capacity is achieved by improving the diffusion of activator molecules into the volume of the granules. Improving the sphericity is ensured by optimizing the ratio of the volume of granules to the volume of oil, which reduces the pressure on the uncured granules.
Недостатком данного способа является низкая адсорбционная способность полученного активного угля при адсорбции среднемолекулярных (м.в. 200-500) и высокомолекулярных (м.в. 1500-3000) веществ из жидких сред.The disadvantage of this method is the low adsorption ability of the obtained activated carbon upon adsorption of medium molecular weight (mv 200-500) and high molecular weight (mv 1500-3000) substances from liquid media.
Другим аналогом является способ получения сферического углеродного адсорбента, в котором повышение адсорбционной способности адсорбента по отношению к низкомолекулярным веществам из газовой фазы, воды и крови обеспечивают за счет увеличения объема микропор. Увеличение объема микропор получают путем добавления в смесь термореактивного мономера, фурфурола и катализатора отверждения, ацетона и/или жидких, совмещающихся с мономером смол (патент RU №2073642).Another analogue is a method for producing a spherical carbon adsorbent, in which an increase in the adsorption capacity of the adsorbent with respect to low molecular weight substances from the gas phase, water and blood is provided by increasing the volume of micropores. The increase in micropore volume is obtained by adding to the mixture a thermosetting monomer, furfural and a curing catalyst, acetone and / or liquid resins combined with the monomer (patent RU No. 2073642).
Недостатком этого способа является малая адсорбционная способность по высокомолекулярным веществам.The disadvantage of this method is the low adsorption capacity for high molecular weight substances.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности аналогом является способ получения сферического углеродного адсорбента по патенту RU №2026813. Этот способ включает смешивание термоактивных органических жидкостей, добавление к этой смеси катализатора отверждения, формование сферических гранул из полученной смеси диспергированием ее в слой минерального масла, например компрессорного, имеющего вязкость 7-30 ССТ и нагретого до температуры 90-120°С, отверждение гранул и отделение их от масла, карбонизацию гранул при температуре 650-800°С, их парогазовую активацию при температуре 850°С и рассев.Closest to the analogue proposed in technical essence is a method for producing a spherical carbon adsorbent according to patent RU No. 2026813. This method involves mixing thermoactive organic liquids, adding a curing catalyst to this mixture, forming spherical granules from the resulting mixture by dispersing it into a layer of mineral oil, for example, a compressor having a viscosity of 7-30 CST and heated to a temperature of 90-120 ° C, curing the granules and their separation from oil, carbonization of granules at a temperature of 650-800 ° C, their gas-vapor activation at a temperature of 850 ° C and sieving.
Недостатком прототипа является низкая адсорбционная способность активных углей в газовой и жидкой фазе в результате высокого внутридиффузионного сопротивления тонких пор (10-12 ангстрем) при адсорбции средне- и высокомолекулярных веществ и недостаточная адсорбционная способность при адсорбции некоторых низкомолекулярных веществ, таких как ионы благородных металлов из растворов, и гидрофильных органических веществ типа ацетона.The disadvantage of the prototype is the low adsorption capacity of active carbons in the gas and liquid phase as a result of the high intra-diffusion resistance of thin pores (10-12 angstroms) during the adsorption of medium and high molecular weight substances and the insufficient adsorption capacity for adsorption of some low molecular weight substances, such as noble metal ions from solutions and hydrophilic organic substances such as acetone.
Предлагаемое изобретение решает следующую техническую задачу: повышение адсорбционной способности активных углей по отношению к низко-, средне- и высокомолекулярным примесям при их адсорбции из газовых и жидких сред.The present invention solves the following technical problem: increasing the adsorption capacity of active carbons with respect to low, medium, and high molecular weight impurities during their adsorption from gas and liquid media.
При этом достигается следующий технический результат: возможность регулирования параметрами микро-, мезо- и макроструктуры активных углей. Варьируя этими параметрами, можно получать активные угли, обладающие высокой адсорбционной способностью по отношению к широкому кругу примесей, содержащихся как в газовых, так и в жидких средах.The following technical result is achieved: the ability to control the parameters of the micro-, meso- and macrostructure of activated carbons. By varying these parameters, it is possible to obtain activated carbons with a high adsorption capacity with respect to a wide range of impurities contained in both gas and liquid media.
Для этого в заявляемом способе получения сферического углеродного адсорбента осуществляют смешивание фурфурола, эпоксидной смолы и катализатора отверждения, формирование сферических гранул из полученной смеси диспергированием ее в слой минерального масла с вязкостью 10-30 ССТ, нагретого до температуры 90-120°С, отверждение сферических гранул и отделение их от масла, карбонизацию гранул в среде CO2, их парогазовую активацию и рассев. При этом время пребывания сферических гранул в нагретом масле, за которое они проходят стадии желатинизации и поликонденсации, составляет 10-32 с. После этого сферические гранулы выдерживают под слоем масла до полного отверждения, при этом время выдержки составляет от 2 до 10 ч. Карбонизацию ведут в среде диоксида углерода при температуре от 650 до 850°С со скоростью подъема температуры 6-10°С/мин, а парогазовую активацию проводят при температуре от 850 до 950°С. При этом активацию проводят в среде водяного пара и диоксида углерода.To this end, in the inventive method for producing a spherical carbon adsorbent, furfural, epoxy resin and a curing catalyst are mixed, spherical granules are formed from the resulting mixture by dispersing it into a layer of mineral oil with a viscosity of 10-30 CST, heated to a temperature of 90-120 ° C, curing spherical granules and separating them from oil, carbonization of the granules in a CO 2 medium, their vapor-gas activation and sieving. In this case, the residence time of spherical granules in the heated oil, during which they pass the gelation and polycondensation stages, is 10-32 s. After that, spherical granules are kept under a layer of oil until completely cured, while the exposure time is from 2 to 10 hours. Carbonization is carried out in carbon dioxide at a temperature of 650 to 850 ° C with a temperature rise rate of 6-10 ° C / min, and gas-vapor activation is carried out at a temperature of from 850 to 950 ° C. The activation is carried out in a medium of water vapor and carbon dioxide.
Таким образом, сущность изобретения заключается в следующем: сорбция любого типа веществ как из газовых, так и из жидких сред определяется характеристиками основных параметров пористой структуры - размером, объемом и соотношением основных типов пор: микро- и мезопор, в то время как макропоры ответственны за кинетику процесса.Thus, the essence of the invention is as follows: the sorption of any type of substances from both gas and liquid media is determined by the characteristics of the main parameters of the porous structure - the size, volume and ratio of the main types of pores: micro- and mesopores, while macropores are responsible for kinetics of the process.
В предлагаемом изобретении управление временем пребывания сфер в реакторе позволяет формировать требуемую первичную структуру гранул. В процессе карбонизации гранул в среде диоксида углерода и парогазового активирования происходит вскрытие микропор, увеличение их объема и размеров. Варьируя указанными параметрами, можно регулировать микро-, мезо- и макропористую структуру и получать активные угли, проявляющие высокую активность при адсорбции низко-, средне- и высокомолекулярных веществ из любых газовых или жидких сред.In the present invention, the control of the residence time of the spheres in the reactor allows you to form the desired primary structure of the granules. In the process of carbonization of granules in a medium of carbon dioxide and gas-vapor activation, micropores are opened, their volume and size increase. Varying the indicated parameters, it is possible to regulate the micro-, meso- and macroporous structure and obtain activated carbons, which are highly active in the adsorption of low-, medium- and high-molecular substances from any gas or liquid media.
Чтобы обеспечить высокую активность адсорбции требуемой примеси из газовой или жидкой среды, необходимо контролировать термические параметры процесса - температуру окончания карбонизации и скорость ее подъема на этой стадии, а также и температуру парогазовой активации. При низких температурах карбонизации (650-750°С) и медленном подъеме температуры формируются тонкие входы в микропоры, эффективно работающие при адсорбции примесей из газовой фазы за счет их высокого адсорбционного потенциала. При высоких температурах карбонизации (750-850°С) и высокой скорости подъема температуры во входах в поры формируются функциональные группы, блокирующие молекулы растворителей (ввиду их гидрофобности) и поглощающие молекулы примесей. Это повышает адсорбцию примесей из жидкой фазы.In order to ensure a high activity of adsorption of the desired impurity from a gas or liquid medium, it is necessary to control the thermal parameters of the process — the temperature at which carbonization ends and its rate of rise at this stage, as well as the temperature of gas-vapor activation. At low carbonization temperatures (650–750 ° C) and a slow rise in temperature, thin entrances to micropores are formed, which effectively work during the adsorption of impurities from the gas phase due to their high adsorption potential. At high carbonization temperatures (750-850 ° С) and a high rate of temperature rise, functional groups blocking solvent molecules (due to their hydrophobicity) and absorbing impurity molecules form in the pore inlets. This increases the adsorption of impurities from the liquid phase.
Наконец, температура активации влияет на характер доступности микропористой структуры, иначе говоря, определяет ее объем. То есть этот параметр обеспечивает массу поглощаемого вещества.Finally, the activation temperature affects the accessibility of the microporous structure, in other words, determines its volume. That is, this parameter provides the mass of the absorbed substance.
Выдерживание сфер в масле позволяет увеличить прочностные свойства продукта и его выход на последующей стадии карбонизации.The aging of the spheres in the oil allows to increase the strength properties of the product and its yield at the subsequent stage of carbonization.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Берут фурфурол и смешивают его в смесителе с мешалкой с термореактивной смолой. В смесь добавляю серную кислоту, перемешивают и диспергируют через металлические фильеры с диаметром отверстий 0,5-2 мм в колонку с нагретым до 90-120°С минеральным маслом с вязкостью 10-30 ССТ. В процессе прохождения сферических капель смеси через масло в течение 10-32 с формируется отвержденный сферический продукт, который за это время проходит стадии желатинизации и поликонденсации. Управлять временем пребывания сфер в нагретом масле можно за счет вязкости масла и размеров реакционного аппарата (колонки). Затем полученные сферы подвергают вылеживанию под слоем масла в течение 2-10 ч до полного отверждения. После отделения от масла (центрифугированием или на нутчфильтрах) продукт подвергают карбонизации во вращающихся печах при температуре 650-850°С в среде диоксида углерода. Процесс ведут с контролем температуры и скорости ее подъема в печи. Подача диоксида углерода в печи осуществляется в направлении, противоположном движению угля. Скорость подъема температуры в печи составляет 5-10°С в минуту. Активацию ведут при температуре 850-950°С водяным паром и диоксидом углерода в печах любого типа (вращающихся, кипящего слоя, вихревых, камерных) до развития суммарного объема пор 0,8-2,0 см3/г, определяемого временем активации. После охлаждения активные сферические гранулы подвергаются рассеву с целью получения фракции - 1,0÷2,5 мм, которую упаковывают и направляют потребителю.Take furfural and mix it in a mixer with an agitator with a thermosetting resin. I add sulfuric acid to the mixture, mix and disperse through metal dies with a hole diameter of 0.5-2 mm into a column with mineral oil heated to 90-120 ° C with a viscosity of 10-30 CST. During the passage of spherical drops of the mixture through the oil for 10-32 s, a cured spherical product is formed, which during this time passes through the gelation and polycondensation stages. You can control the residence time of the spheres in heated oil due to the viscosity of the oil and the size of the reaction apparatus (column). Then, the resulting spheres are subjected to aging under a layer of oil for 2-10 hours until completely cured. After separation from the oil (by centrifugation or on suction filters), the product is carbonized in rotary kilns at a temperature of 650-850 ° C in a medium of carbon dioxide. The process is conducted with control of the temperature and speed of its rise in the furnace. Carbon dioxide is supplied in the furnace in the opposite direction to the movement of coal. The rate of temperature rise in the furnace is 5-10 ° C per minute. Activation is carried out at a temperature of 850-950 ° C with water vapor and carbon dioxide in any type of furnace (rotating, fluidized bed, vortex, chamber) until the development of a total pore volume of 0.8-2.0 cm 3 / g, determined by the activation time. After cooling, the active spherical granules are screened in order to obtain a fraction of 1.0 ÷ 2.5 mm, which is packaged and sent to the consumer.
Адсорбционная способность полученных активных углей определялась по адсорбции из водных растворов ионов золота (из цианистого раствора) в щелочной среде (рН 9-10) при концентрации золота - 1 мг/л, а также органических веществ - ацетона (м.в. 58), метиленового голубого (м.в. 320) и полиэтиленгликоля (м.в. 2000), являющихся эталонными веществами для групп веществ с низким, средним и высоким молекулярным весом. Концентрация ацетона в растворе составила 100 мг/л, полиэтиленгликоля (ПЭГ) - 20 мг/л и метиленового голубого - 1500 мг/л (0,15% вес). При указанных условиях опыта адсорбционная способность полученных углеродных адсорбентов составила 26-28 мг/г по золоту, 14-17 мг/г - по ацетону, 230-320 мг/г - по метиленовому голубому и 80-100 мг/г - по ПЭГ.The adsorption capacity of the obtained active carbons was determined by adsorption from aqueous solutions of gold ions (from a cyanide solution) in an alkaline medium (pH 9-10) at a gold concentration of 1 mg / l, as well as organic substances - acetone (m.v. 58), methylene blue (mv 320) and polyethylene glycol (mv 2000), which are the reference substances for groups of substances with low, medium and high molecular weight. The concentration of acetone in the solution was 100 mg / l, polyethylene glycol (PEG) - 20 mg / l and methylene blue - 1500 mg / l (0.15% weight). Under these experimental conditions, the adsorption capacity of the obtained carbon adsorbents was 26–28 mg / g for gold, 14–17 mg / g for acetone, 230–320 mg / g for methylene blue and 80–100 mg / g for PEG.
Адсорбционная способность (время защитного действия) из газовой фазы полученных активных углей определялась по плохо сорбирующемуся веществу - хлористому этилу (в соответствии с ГОСТ 18262-79) и хорошо сорбирующемуся веществу - бензолу (в соответствии с ГОСТ 17218-71) и составила 60-75 мин по бензолу и 65-75 мин при адсорбции хлористого этила.The adsorption capacity (time of protective action) from the gas phase of the obtained activated carbons was determined by a poorly sorbed substance - ethyl chloride (in accordance with GOST 18262-79) and a well-sorbed substance - benzene (in accordance with GOST 17218-71) and amounted to 60-75 min for benzene and 65-75 min for adsorption of ethyl chloride.
Пример 1. Готовят смесь 100 объемных частей фурфурола, 20 объемных частей эпоксидной смолы ЭД-20 и 12 объемных частей серной кислоты. Смесь подают в фильеры с диаметром отверстий 2 мм со скоростью 5 мл/мин в колонку с нагретым до 102°С минеральным маслом, имеющим вязкость 10 ССТ. При указанной вязкости и высоте колонки 1,5 м время нахождения сфер в нагретой зоне составляет 10 с. Сферы выдерживают под слоем масла в течение 8 часов, после чего отделяют от масла путем центрифугирования. Карбонизацию ведут во вращающейся печи со скорости подъема температуры 7°С/мин до конечной температуры 840°С. Активацию проводят при температуре 900°С, в той же печи, смесью водяного пара и диоксида углерода до суммарной пористости 0,9 см3/г. Объем микропор при этом составляет 0,55 см3/г. Адсорбционная способность полученного адсорбента при сорбции из водного раствора метиленового голубого составляет 320 мг/г, ПЭГ - 100 мг/г, ацетона 14 мг/г, золота - 27 мг/г. При адсорбции паров бензола и хлористого этила из газовой фазы время защитного действия полученного адсорбента составило 75 и 65 минут соответственно.Example 1. Prepare a mixture of 100 volume parts of furfural, 20 volume parts of epoxy resin ED-20 and 12 volume parts of sulfuric acid. The mixture is fed into dies with a hole diameter of 2 mm at a speed of 5 ml / min into a column with mineral oil heated to 102 ° C and having a viscosity of 10 CST. At the indicated viscosity and column height of 1.5 m, the time spent by the spheres in the heated zone is 10 s. The spheres are kept under a layer of oil for 8 hours, after which they are separated from the oil by centrifugation. Carbonization is carried out in a rotary kiln from a rate of temperature rise of 7 ° C / min to a final temperature of 840 ° C. Activation is carried out at a temperature of 900 ° C, in the same furnace, with a mixture of water vapor and carbon dioxide to a total porosity of 0.9 cm 3 / g. The micropore volume in this case is 0.55 cm 3 / g. The adsorption capacity of the obtained adsorbent during sorption from an aqueous solution of methylene blue is 320 mg / g, PEG - 100 mg / g, acetone 14 mg / g, gold - 27 mg / g. During the adsorption of benzene and ethyl chloride vapors from the gas phase, the protective action time of the obtained adsorbent was 75 and 65 minutes, respectively.
Пример 2. Способ осуществляют аналогично Примеру 1, за исключением того, что используют минеральное масло с вязкостью 30 ССТ. При этом время нахождения сфер в нагретой зоне составляет 32 с, карбонизацию проводят до температуры 850°С со скоростью подъема температуры 10°С/мин, а активацию осуществляют при 950°С. Адсорбционная способность полученного активного угля при сорбции из водного раствора метиленового голубого составляет 230 мг/г, ПЭГ - 90 мг/г, ацетона - 15 мг/г и золота - 26 мг/г. При адсорбции паров бензола и хлористого этила время защитного действия составило 69 и 70 минут соответственно.Example 2. The method is carried out similarly to Example 1, except that they use mineral oil with a viscosity of 30 CST. In this case, the time spent by the spheres in the heated zone is 32 s, carbonization is carried out to a temperature of 850 ° C at a rate of temperature rise of 10 ° C / min, and activation is carried out at 950 ° C. The adsorption capacity of the obtained activated carbon during sorption from an aqueous solution of methylene blue is 230 mg / g, PEG - 90 mg / g, acetone - 15 mg / g and gold - 26 mg / g. During the adsorption of benzene and ethyl chloride vapors, the protective action time was 69 and 70 minutes, respectively.
Пример 3. Способ осуществляют аналогично Примеру 1, за исключением того, что используют минеральное масло с вязкостью 19 ССТ. При этом время нахождения сфер в нагретой зоне составляет 20 с, карбонизацию проводят до температуры 825°С со скоростью подъема температуры 5°С/мин, а активацию осуществляют при 850°С до суммарной пористости 0,8 см3/г. Объем микропор при этом составляет 0,40 см3/г. Адсорбционная способность полученного активного угля при сорбции из водного раствора метиленового голубого составляет 300 мг/г, ПЭГ - 80 мг/г, ацетона - 17 мг/г и золота - 28 мг/г. При адсорбции паров бензола и хлористого этила из газовой фазы время защитного действия составило 65 и 75 минут соответственно.Example 3. The method is carried out similarly to Example 1, except that they use mineral oil with a viscosity of 19 CST. In this case, the time spent by the spheres in the heated zone is 20 s, carbonization is carried out to a temperature of 825 ° C with a temperature rise rate of 5 ° C / min, and activation is carried out at 850 ° C to a total porosity of 0.8 cm 3 / g. The volume of micropores in this case is 0.40 cm 3 / g. The adsorption capacity of the obtained activated carbon during sorption from an aqueous solution of methylene blue is 300 mg / g, PEG - 80 mg / g, acetone - 17 mg / g and gold - 28 mg / g. When benzene and ethyl chloride vapors were adsorbed from the gas phase, the protective action time was 65 and 75 minutes, respectively.
Адсорбционная способность активного угля, полученного по известному способу - прототипу (пaт. RU №2026813), составляла по метиленовому голубому 200÷220 мг/г, по ПЭГ - 60÷65 мг/г, по ацетону 12÷13 мг/г и по золоту - 18÷20 мг/г. При адсорбции паров бензола и хлористого этила из газовой фазы время защитного действия составило 58 и 55 минут соответственно.The adsorption capacity of activated carbon obtained by the known method - prototype (Pat. RU No. 2026813) was 200–220 mg / g for methylene blue, 60–65 mg / g for PEG, 12–13 mg / g for acetone, and gold - 18 ÷ 20 mg / g. When benzene and ethyl chloride vapors were adsorbed from the gas phase, the protective action time was 58 and 55 minutes, respectively.
Таким образом, предложенный способ позволяет на 20-40% повысить адсорбционную способность сферического углеродного адсорбента по веществам с различной молекулярной массой.Thus, the proposed method allows to increase the adsorption capacity of a spherical carbon adsorbent for substances with different molecular weights by 20-40%.
Кроме этого, предложенный способ позволяет управлять параметрами микро-, мезо- и макропористой структуры и тем самым получать активные угли для сорбции любых низко-, средне- и высокомолекулярных веществ из любых газовых и жидких сред.In addition, the proposed method allows you to control the parameters of the micro-, meso- and macroporous structures and thereby obtain activated carbons for sorption of any low, medium and high molecular weight substances from any gas and liquid media.
Предлагаемый способ экологичен, в процессе его не образуются ни жидкие, ни твердые отходы, являющиеся источниками загрязнения окружающей среды. Кроме того, в качестве исходного компонента в способе используется дешевое сырье, крупнотоннажное производство которого налажено в России в результате переработки недорогого пентозансодержащего растительного сырья.The proposed method is environmentally friendly, in the process it does not form either liquid or solid waste, which are sources of environmental pollution. In addition, as a starting component in the method, cheap raw materials are used, large-capacity production of which is established in Russia as a result of processing of inexpensive pentosan-containing plant materials.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003106844/15A RU2257343C2 (en) | 2003-03-14 | 2003-03-14 | Method of production of globular carbon adsorbent |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003106844/15A RU2257343C2 (en) | 2003-03-14 | 2003-03-14 | Method of production of globular carbon adsorbent |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003106844A RU2003106844A (en) | 2004-09-27 |
| RU2257343C2 true RU2257343C2 (en) | 2005-07-27 |
Family
ID=35746236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003106844/15A RU2257343C2 (en) | 2003-03-14 | 2003-03-14 | Method of production of globular carbon adsorbent |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2257343C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2501732C2 (en) * | 2009-07-10 | 2013-12-20 | Блюхер Гмбх | Installation and method of obtaining activated coal |
-
2003
- 2003-03-14 RU RU2003106844/15A patent/RU2257343C2/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2501732C2 (en) * | 2009-07-10 | 2013-12-20 | Блюхер Гмбх | Installation and method of obtaining activated coal |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003106844A (en) | 2004-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tang et al. | Development of activated carbon pellets using a facile low-cost binder for effective malachite green dye removal | |
| Valizadeh et al. | Highly mesoporous K2CO3 and KOH/activated carbon for SDBS removal from water samples: batch and fixed-bed column adsorption process | |
| US4045368A (en) | Process for production of activated carbon spheres | |
| Qi et al. | Synthesis of porous carbon beads with controllable pore structure for volatile organic compounds removal | |
| CN106944005B (en) | Resin-based nano composite adsorbent for deeply removing trace fluorine in water and preparation method and application thereof | |
| Yang et al. | Preparation and properties of phenolic resin-based activated carbon spheres with controlled pore size distribution | |
| EP0401285B1 (en) | Carbon dioxide removal using aminated carbon molecular sieves | |
| US6787029B2 (en) | Material for chromatography | |
| JPH01230414A (en) | Activated carbon and production thereof | |
| Luo et al. | Highly enhanced adsorption of methyl blue on weakly cross-linked ammonium-functionalized hollow polymer particles | |
| CN101274269A (en) | Adsorption resin with centralized pore diameter and large Micropore specific surface area and method for producing the same | |
| JP4391198B2 (en) | Activated carbon precursor, activated carbon, method for producing activated carbon, and polarizable electrode for electric double layer capacitor | |
| CN106040178A (en) | Carbon-based adsorbing material and preparation method thereof | |
| EP1183211B1 (en) | Method for producing shaped high-performance adsorbing materials | |
| CN112892483B (en) | Nitrogen-doped carbon aerogel nano-microsphere as well as preparation method and application thereof | |
| RU2257343C2 (en) | Method of production of globular carbon adsorbent | |
| RU2362733C1 (en) | Method for processing of carbon mesoporous hemosorbent | |
| WO2020242969A1 (en) | Chromatographic media and methods of making and using same | |
| CN113600150B (en) | Method for preparing magnetic super-crosslinked polymer from vacuum residue | |
| Shao et al. | Calcium-based catalyst for ozone catalytic oxidation for advanced treatment of high salt organic wastewater | |
| Zhu et al. | Microfluidic synthesis of renewable biosorbent with highly comprehensive adsorption performance for copper (II) | |
| RU2411080C1 (en) | Method of producing granulated adsorbent from sunflower shells | |
| Sun et al. | Adsorption of phenol from aqueous solution by aminated hypercrosslinked polymers | |
| CN114643077A (en) | Microporous polymer with photocatalytic activity and preparation method thereof | |
| CN109052397B (en) | Preparation method of asphalt-based spherical activated carbon with hierarchical pore structure |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20041119 |
|
| TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 21-2005 |
|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20051222 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20070426 |
|
| QZ4A | Changes in the licence of a patent |
Effective date: 20070426 |
|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20100514 |