химический каталог




Активные угли и их промышленное применение

Автор X.Кинле, Э.Бадер

тучих продуктов полимеризации и поликонденсации адсорбата. Такие продукты невозможно удалить даже нагреванием до 900 °С. Хорошие результаты обычно достигаются обработкой угля в условиях реактивирования, например, водяным паром при 700—900 °С. Во всех случаях важно подбирать условия реактивирования в соответствии с реакционной способностью активного угля, чтобы избежать чрезмерного разрушения углеродной структуры.

Условия реактивирования зависят как от предыстории активного угля, так и от вида удаляемого остаточного вещества. Например, угли, активированные водяным паром при 800— 1000 °С, обладают меньшей реакционной способностью по сравнению с углеродсодержащими необратимо адсорбированными веществами и в соответствующих условиях реактивирования водяным паром последние будут разлагаться в первую очередь. При этом низколетучие продукты вначале обугливаются, а затем углерод удаляется в виде газа в соответствии с Уравнениями:

С + о2

СО,;

с + со2

2CO

регенерационными процессами; в таком случае эффектов активного угля снижается. Обычно подобные отложения разлагаются в условиях активирования. В этом случае говорят реактивировании.

166

Возможно даже некоторое повышение активности углей по ^Равнению с первоначальной. Это объясняется развитием в

ность -*> угле дополнительной

пористости или активацией углеродсодер-

*ащих примесей. Однако присутствие больших количеств Кислорода при реактивировании активного угля, в отличие от неорганических адсорбентов, например оксида алюминия, весьма

167

нежелательно, поскольку возникает опасность частичной газификации угля.

При одинаковом исходном сырье или одинаковых способах получения способность активных углей к реактивированию пропорциональна площади внутренней поверхности по БЭТ. Опыт также показывает, что широкопористые активные угли отличаются большей скоростью реактивирования, чем тонкопористые угли.

10.2. УСЛОВИЯ РЕАКТИВИРОВАНИЯ.

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ И ИЗМЕРЕНИЙ

Оптимальные условия реактивирования, гарантирующие возможно меньшую потерю продукта, определяются в каждом отдельном случае опытным путем. При этом важную роль играют три переменные: температура печи, время выдержки в реактивационном режиме и степень насыщения угля. Два первых параметра легко контролируются и регулируются. Следует, однако, заметить, что установление необходимой температуры реактивирования в больших печах — процесс длительный, часто требующий нескольких часов.

В процессах реактивирования активные угли, полученные из каменного угля, требуют большей энергии активации по сравнению с активными углями из скорлупы кокосового ореха или древесины. Это различие влияет на степень выгорания активных углей разной природы в зависимости от температуры реактивирования. На рис. 10.1 [11 представлены кривые потери массы предварительно отмытых водой и высушенных активных углей из различных исходных материалов после 15-минутного реактивирования в кипящем слое [содержание водяного пара в реактивирующем газе 40% (об.), температура 700—900°С]. Активный уголь из каменноугольного сырья отличается наименьшим выгоранием, продукт из бурого угля имеет такую же степень выгорания только до 800 °С, а при дальнейшем повышении температуры степень выгорания у него возрастает. У древесного угля эта величина с самого начала выше. Дополнитель-

Температура'С Время, мин

Рис. 10.1. Зависимость потери массы активного угля из различного исходного сырья пр" выгорании от температуры реактивирования:

/ — древесный уголь; 2 — бурый уголь; 3 — каменный уголь.

Рис. 10.2. Потеря массы в процессе выгорания древесного угля при 840 С в кипятем слое.

168

ное определение йодного числа в соответствии с DIN 53582, характеризующего площадь внутренней поверхности (активности) углей, показало также определенное увеличение степени выгорания у бурых и древесных углей, причем у продукта на основе древесины она опять оказалась наибольшей

Основа активного угля Каменный Бурый Древесный

уголь уголь уголь

Йодное число

исходное значение 1150 1170 1020

после прокаливания угля при 700 °С

1080 1270 1150

при 800°С 1090 1290 1160

при 900°С 1170 1330 1270

Увеличение йодного числа, 1,7 13,6 24,5

%

Определение потери массы при выгорании неотработанных активных углей в зависимости от продолжительности прокаливания (при высокой температуре) показывает, что начальная скорость выгорания больше, чем в конце прокаливания. Рис. 10.2. показывает эту зависимость на примере древесного активного угля; три различных образца нагревались в течение 10, 15 и 30 мин в кипящем слое до 840 °С; содержание водяного пара в реактивирующем газе составило 40% (об.) [2].

При насыщении адсорбтом и последующем реактивировании активного угля для достижения его активности, близкой к исходной, необходимы температуры 750—850 °С, часто достаточно 800°С. При таких температурах обычно не приходится опасаться существенного ухудшения механических свойств угля, например, изменения размеров и прочности зерен.

Активные угли следует оценивать не только по способности к выгоранию, но и по адсорбционной способности после реактивирования, так как адсорбционная емкость реактивированного угля с большим выгоранием при реактивировании часто превышает адсорбционную емкость угля, реактивированного с меньшим выгоранием. Удобным параметром, характеризующим общую реактивационную способность угля, является выход Угля после реактивирования (в %), умноженный на его активность, выраженную в процентах к исходной активности и иногда превышающую 100 %.

В качестве стандартных веществ для оценки активности Углей после реактивирования, особенно водоочистных активных Углей, предлагались: меласса, фенол, додецилбензолсутьфонат, феназон (хлоразон), таннин. Обычно при испытании зерненых и гранулированных углей точное количество раствора стандартного вещества с известной концентрацией пропускают через ^Лой определенной высоты предварительно подготовленной навеки угля и в полученном фильтрате оценивают остаточную Концентрацию. При испытании порошковых углей точно взвешенное количество угля добавляют к стандартному раствору и

169

остаточную концентрацию определяют через заданное врем контакта.

При сложных условиях эксплуатации испытания угля цедр, сообразно проводить после его отработки и реактивирования в условиях, наиболее близких к реальным. Во многих случаях например при очистке промышленных сточных вод, адсорбцион-ную емкость и скорость адсорбции рекомендуется определять не на свежих, а на реактивированных углях. На полезность такого подхода указывает изменение катионообменной способности водоочистных углей после их реактивирования. Адсорбционные свойства этих углей по отношению к полярным органическим соединениям в большинстве случаев также улучшаются. Это можно объяснить повышением кислотности и полярности поверхности отработанных активных углей вследствие адсорбции растворенного кислорода [3].

Выбор методов испытаний зависит от целей применени:! угля. Например, при очистке сточных вод необходимо опреде лять: общее содержание органического углерода, общее содержание азота, общее потребление кислорода, химическое потребление кислорода, биологическое потребление кислорода, поглощение УФ-излучения при 220 и 278 нм. В некоторых случаях, например при регенерации активного угля, насыщенного фенолом или жидкими отходами коксохимического производства [4]. увеличение остаточного содержания адсорбированного вещества требует более жестких условий реактивирования.

При использовании водяного пара с небольшим содержанием кислорода выгорание адсорбированных органических веществ протекает быстрее, чем в случае реактивирования чистым водяным паром, так как пар повышает эффективность кислорода при разложении удаляемых веществ. Кроме того, пар участвует в восстановлении активности тонких пор. Чистый кислород в качестве окисляющего газа реактивирования (при строгом соблюдении определенных условий) позволяет за сравнительно короткое время получить крупные п

страница 44
< 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
взять ноутбук напрокат
Компания Ренессанс: лестницы внешние - всегда надежно, оперативно и качественно!
стул барный jola
услуги по хранению вещей 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
(10.12.2016)