химический каталог




Активные угли и их промышленное применение

Автор X.Кинле, Э.Бадер

вающих кислородных связей, тогда как образование моноксида и диоксида углерода можно объяснить деполимеризующим эффектом с разрывом С—С-свя-зей.

4.2.5. Бурые угли

Черные бурые угли (черный лигнит) — сорт углей, занимающий промежуточное положение между лигнитом и бурыми углями, с одной стороны, и каменными углями, с другой,— мож-

40

но также подготовить к активированию кислотной обработкой, применяемой для каменных углей среднего сорта [10—11]. При использовании для этих целей концентрированных кислот стадию осушки можно исключить [14]. Кроме того, в противоположность каменным углям, черные бурые угли не требуют карбонизации после гранулирования.

Активирование бурых углей газами во вращающихся печах используется в промышленном масштабе в США. Получаемый в ФРГ в промышленном процессе полукокс из бурого угля можно активировать газом без предварительной обработки.

К недостаткам почти всех сортов бурых углей следует отнести сравнительно высокое содержание серы. После активирования она присутствует в основном в форме сульфида, в результате чего даже в слабокислой среде может появиться неприятный запах. Во многих случаях использования угля этот запах необходимо удалить. Это можно осуществить кислотной обработкой с последующим промыванием. Другая возможность заключается в обработке активного угля в присутствии воздуха водой, нагретой до 60—90 °С; таким образом сера с более низкой валентностью окисляется (вероятно,при каталитическом действии активата) и почти полностью переходит в раствор [15].

Высокое содержание золы часто можно снизить уже перед карбонизацией или активированием, например, посредством инвертирования фаз в смеси масло — вода: уголь остается в масле, зола переходит в водную фазу. При этом содержание золы снижается в 5—10 раз против исходного.

4.2.6. Нефтепродукты, асфальт, сажа

С использованием этих продуктов для производства активных углей связан ряд публикаций. В США выпускаются гранулированные активные угли на основе жидких нефтяных фракций. Полученный из тяжелых углеводородных масел кокс можно активировать водяным паром при температурах около 850 °С; в этом случае реакция продолжается до степени газификации кокса по меньше мере 55% [16]. При активировании в кипящем слое при температуре 870 °С на этот процесс требуется 10—13 ч. Вместо водяного пара в качестве активирующего агента можно использовать диоксид углерода или воздух. Площадь поверхности активированного кокса составляет 400—650 м2/г, т. е. находится на нижней границе интервала значений, характерных для обычных активных углей. В' качестве перспективной области применения таких углей можно рассматривать очистку сточных вод.

Активные угли с большой площадью поверхности могут быть получены из солей ароматических кислот— продуктов окисления нефтяного кокса азотной кислотой. Для производства активного угля можно также использовать нефтяные остатки и кислотный

4)

8124

гудрон. Формованный активный уголь с высокой механической прочностью можно изготовить из смеси асфальта и серы [17]. Для этого смесь нагревают до образования неплавящегося продукта, который измельчают в порошок и формуют с асфальтом в качестве связующего. После прокаливания при 260— 400° С гранулят активируется паром или диоксидом углерода.

Уголь с очень узким распределением пор можно получить в процессе брикетирования сажи [18]. Для этого используется печная сажа, поверхность которой покрывается тонким слоем полимера, выполняющего функцию связующего после карбонизации.

4.2.7. Синтетические материалы и резина

Текстильные материалы на основе полиакрилонитрила и сополимеров акрилонитрила выпускаются в большом объеме. Из отходов при производстве этих продуктов можно получать активные угли, содержащие азот и поэтому отличающиеся высокой адсорбционной способностью по отношению к меркаптану [19]. Вначале они карбонизируются в присутствии воздуха при 50 °С, а затем активируются водяным паром при 950°С. (В1 противоположность этим активным углям, углеродные волокна, полученные из полиакрилонитрила при очень высокой температуре в атмосфере инертного газа, отличаются очень незначительным содержанием азота.)

При активировании поливинилхлоридных отходов вначале удаляют соляную кислоту нагреванием до 360 °С в присутствии воздуха, а затем проводят активирование паром при 800—1000 °С [20]. Получают активный уголь с максимальной удельной поверхностью 1300 м2/г и хорошей адсорбционной способностью по метиленовому голубому. Сведения о техническом применении этого процесса в литературе отсутствуют.

Адсорбенты на основе карбонизованных автопокрышек также пока не производят промышленностью, несмотря на многочисленные патенты с описанием эффективных способов получения активных углей из этого сырья.

4.2.8. Прочие материалы

Активные угли из шламовых суспензий, содержащих органические компоненты, могут быть особенно полезны для извлечения оксидов тяжелых металлов и прочих вредных веществ из тех же шламов.

Смеси галогенсодержащих углеводородов можно нагревать в присутствии катализаторов типа кислот Льюиса (например, хлорида алюминия) до 200—500 °С. Полученные продукты можно использовать в качестве адсорбентов в таком виде или после активирования.

42

Хлорирование карбидов кремния, титана, циркония, алюминия, бора и удаление летучих хлоридов металлов и металлоидов также позволяет получать активные угли.

4.3. ХИМИЧЕСКОЕ АКТИВИРОВАНИЕ

При химическом активировании используются главным образом некарбонизованные исходные материалы, к которым относятся торф и древесные опилки. Можно также использовать шламовые отходы осветляющих процессов. Превращение такого сырья в активный уголь происходит под воздействием дегидратирующих агентов при высоких температурах. В этом случае кислород и водород избирательно и полностью удаляются из углеродсодержащего материала, при этом происходит одновременно карбонизация и активация (обычно при температурах ниже 650 °С).

Карбонизованные материалы отличаются пониженным содержанием кислорода и водорода, поэтому они активируются неорганическими химическими агентами не так легко, как некарбонизованные. Древесина, один из пригодных для этих целей уг-леродсодержащих материалов, содержит, например, около 49 % кислорода и около 6 % водорода в пересчете на массу сухого обеззоленного продукта; бурые угли содержат соответственно 25 и 5 %• В качестве активирующих агентов в технике в основном используются фосфорная кислота, хлорид цинка и сульфид калия. Кроме того, можно использовать химические вещества, оказывающие дегидратирующее действие — роданид калия, серную кислоту и другие химические соединения, которые в настоящее время пока не получили широкого распространения. Ниже перечислены эти вещества, частично оказывающие также и каталическое действие: металлический натрий, металлический калий, оксид натрия, гидроксид натрия, гидроксид калия, карбонат калия, оксид кальция, гидроксид кальция, аммиак, хлорид аммония, хлорид алюминия, соли железа, соли никеля, сера, хлор, хлористый водород, бромистый водород, азотная кислота, нитрозные газы (иногда вместе с диоксидом серы), оксид фосфора (V), оксид мышьяка (V), бораты, борная кислота, перманганат калия.

Активирование фосфорной кислотой можно в принципе осуществить следующим образом: тонкоизмельченное сырье смешивается с раствором фосфорной кислоты, смесь осушается и нагревается во вращающейся печи до 400—600 °С. Известны процессы, которые проводятся при более высокой температуре (до 1100 °С). Для получения широкопористых углей, используемых преимущественно для осветления, требуется значительно большее количество фосфорной кислоты, чем в производстве углей для очистки газа или водоподготовки. При активировании хлоридом цинка 0,4—5 ч. ZnCh в виде концентрированного

43

Рис. 4.2. Технологическая схема химического активирования хлоридом цинка:

/ — пропитка; 2 — кальцинирование; 3 — выщелачивание; 4 — экстракция; 5 — отмывка; 6 —мокрый помол; 7 — фильтрование; 8 — сушка; 9 — упаковка.

раствора смешивают с 1 ч. сырья и смесь нагревают д

страница 11
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58

Скачать книгу "Активные угли и их промышленное применение" (2.76Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
курсы по обслуживанию вентиляционных установок
хороший дом по новой риге дешево
обучение педикюру и маникюру в москве западный округ
аренда микроавтобуса на 15 человек москва

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(04.12.2016)