ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Краткие сведения об активированном угле из "Рекуперация паров летучих растворителей в производстве" Еще в XV веке было известно, что древесный уголь способен извлекать красящие частицы из окрашенных растворов. Первые теоретические и практические работы по адсорбции были опубликованы в Петербурге русским химиком Ловицом в 1785 году. Ему же принадлежит первое практическое применение твердых адсорбентов, углей, для очистки растворов от примесей, при получении чистых кристаллов виннокаменной кислоты. [c.44] Теоретические работы в области адсорбции крупнейших русских ученых-химиков Н. А. Шилова, А. Титова, М. М. Дубинина и многих других явились толчком в использовании адсорбционных свойств твердых адсорбентов для практических целей. Всем известно огромное историческое значение изобретения И. Д. Зелинским и В. С. Садиковым в 1915 году первого в мире противогаза с твердым адсорбентом для поглощения газообразных адсорбтивов. И. Д. Зелинский применил не обычный древесный уголь, а уголь, подверженный специальной обработке — активации, для повышения поглотительной способности угля, назвав его активированным или активным. Он впервые разработал способ активирования угля водяным паром и органическими агентами и дал технологическую схему производства активного угля. [c.44] Активный уголь нашел широкое применение в различных промышленных процессах, например, в свеклосахарной для фильтрования сахарного сиропа и получения высококачественного рафинада. Уголь здесь обесцвечивает сироп, удаляет растворенные в нем соли и уничтожает щелочность. [c.44] В жировой промышленности уголь применяется для обесцвечивания хлопкового, орехового и льняного масел, рыбьего жира и пр. В нефтяной — для обесцвечивания нефтяных продуктов, углеводородов, продуктов крекинг-процесса, минеральных масел и др. в винокуренной и в винодельной — для удаления сивушных масел (смесь амилового, бутилового и пропилового спиртов) из спирта сырца, а также для удаления окраски и посторонних запахов из вин. Большое значение активированный уголь имеет при очистке воды. [c.44] Активированный уголь нашел применение как катализатор при окислении спирта в уксусную кислоту, а также при получении соляной кислоты из водорода и хлора или хлора и паров воды при разложении фосгена на четыреххлористый углерод и углекислый газ. [c.45] Широко используют активированный уголь в противогазовом деле, в промышленной рекуперации летучих растворителей из воздуха и извлечении легкокипящих фракций из природного газа. [c.45] Конденсационные угли в промышленном масштабе изготовляются из древесины и древесного угля сырца, торфа и торфяного полукокса, каменного угля, скорлупы орехов и косточек плодов. [c.45] В результате термического разложения органических веществ, входящих в состав сырья, образуется практически неактивный уголь с весьма малой адсорбционной способностью. Профессор Т. Г. Плаченов объясняет это тем, что высокомолекулярные углеводороды и смолы сорбируются поверхностью угля, забивают поры, капилляры, уменьшая тем самым адсорбционную поверхность угля. С повышением конечной температуры обугливания тяжелые углеводороды и смолы разлагаются с образованием смоляного кокса с насыщенными атомами углерода, что также приводит к перекрытию микропор и уменьшению активной удельной поверхности угля. [c.45] Увеличить адсорбционную способность угля можно или изменением химизма термического разложения органического вещества путем введения в исходное вещество активирующего реагента, или термической обработкой угля-сырца в присутствии газообразных активирующих веществ. [c.45] Сущность процесса заключается в том, что при взаимодействии активирующего агента с углем происходит, во-первых, окисление высокомолекулярных углеводородов и смол, отложившихся в порах и по поверхности угля при термическом разложении исходного органического вещества, во-вторых, окисление элементарных кристаллов углерода и уменьшение их размеров и, в-третьих, разрыхление начальных стенок пор угля, увеличение доступной активной поверхности, увеличение общего объема пор и изменение пористости. [c.46] В настоящее время при активации угля-сырца наибольшее распространение получили водяной пар и смесь двуокиси углерода с водяным паром и кислородом воздуха. Процесс парогазовой активации угля производится практически при температурах 800—900° С. Нагревание исходного сырья в токе водяного пара или смеси газов при указанной температуре позволяет получить уголь хорошего качества. [c.46] Активирование углей неорганическими веществами заключается в пропитывании исходного материала неорганическими растворами. Практическое применение для активации по этому методу получили раствор хлористого цинка, фосфорная кислота, серная кислота, щелочи. Наиболее часто для активации угля употребляют раствор хлористого цинка и фосфорную кислоту. [c.46] По смешанному методу производят активацию угля с применением неорганических веществ и парогазовой активации. [c.46] Пропитку обугливаемого исходного материала до карбонизации при получении активных углей кислотами и солями кислот производят с двоякой целью во-первых, кислоты и соли ускоряют процесс карбонизации дегидратацией (расщеплением с отделением воды), так как кислоты хорошо дегидрируют спирты, альдегиды и кетоноспирты во-вторых, фосфорная кислота и хлористый цинк предохраняют частично образующийся в процессе карбонизации активный уголь от его выгорания, путем образования предохранительной пленки. [c.46] Активированный уголь представляет собой твердое вещество с очень большим количеством пор и капилляров, обладающих исключительным свойством задерживать на себе частицы (молекулы) газов и паров растворителей при пропускании паровоздушной смеси через слой угля и отдавать их обратно при повышенной температуре. Это свойство активного угля и нашло широкое применение в технике рекуперации летучих растворителей. [c.46] В рекуперации нашли применение косточковый активированный уголь (КАУ) в виде раздробленных зерен и уголь, полученный из антрацитовой пыли (АР) в виде гранул. Многолетний опыт работы рекуперационных установок, улавливающих пары растворителей бензола, бензина, спирта, эфира и др. показал, что наиболее приемлем активированный уголь марки АР-3. В исключительных случаях вместо него можно допустить применение углей других марок, например, косточкового активированного угля. [c.47] Косточковый активированный уголь получается из косточёК . плодов, раздробленных и отсортированных, которые загружают Ь специальные печи (рис. 10, 11), где их подвергают активации паром или газом. После активации уголь промывают водой, а затем слабой соляной кислотой. Для удаления золы уголь промывают повторно, затем сушат и упаковывают в тару. [c.47] Г ранулированный активированный уголь для рекуперации получается из антрацитовой пыли. Мелко-раз Дробленный антрацит загружают в чаны и обрабатывают раствором фосфорной кислоты. Иногда добавляют каменноугольную смолу, свободную от парафинов. Содержимое чана тщательно перемешивают до образования тестообразной массы. Эту массу пропускают через пресс, из которого выдавливаются шнуры, разрезаемые на цилиндрики-гранулы определенного размера. Гранулы загружаются в печи, где их подвергают сначала нагреванию при температуре 300—350°, а затем прокаливанию при температуре около 1000° С. После прокаливания уголь промывают водой. Для удаления следов фосфорной кислоты и золы уголь промывают слабой соляной кислотой, а затем снова водой. После повторной промывки водой уголь сушат во вращающихся барабанных сушилках с сетчатыми стенками, через которые поступают газы, подогретые до температуры 400° С. Перед упаковкой уголь подвергается испытанию на статическую и динамическую активность, гравиметрическую плотность, механическую прочность, содержание влаги. Хранение угля должно производиться в закрытом сухом помещении. [c.48] Температура процесса и точность ее регулирования диктуют выбор способа обогрева или охлаждения аппарата. Из существующих способов обогрева (водяным паром, горячей водой, топочными газами, электричеством и др.) в условиях угольной рекуперации летучих веществ преимущественно применяется паровой обогрев, как наиболее удобный и безопасный. Легкость и точность регулирования температуры, хорошая теплоотдача — основные достоинства этого способа. [c.49] В качестве охлаждающего агента на РУ применяется вода — речная или артезианская. Речная вода в зависимости от времени года имеет температуру от 1° до 25°. Температура артезианской воды более постоянна и равняется 8—10° С. [c.49] Вернуться к основной статье