способ десорбции растворителя из активированного угля

Формула изобретения

СПОСОБ ДЕСОРБЦИИ РАСТВОРИТЕЛЯ ИЗ АКТИВИРОВАННОГО УГЛЯ, включающий нагрев угля электромагнитным полем сверхвысокой частоты в импульсном режиме и одновременное пропускание через него азота в импульсном режиме, отличающийся тем, что используют предварительно ионизированный азот.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии десорбции поглощенных веществ из активированного угля, применяемой в химической, медицинской и пищевой отраслях промышленности и позволяющей сократить время извлечения поглощенных веществ и увеличить степень десорбции.

Известен способ десорбции поглощенных веществ путем пропускания электрического тока через уголь [1]. Для этого способа характерны значительные энергозатраты, недостаточно высокая степень и большое время извлечения поглощенных веществ, что приводит к их пиролизу и уменьшает выход целевых продуктов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигнутому результату является способ десорбции растворителя, включающий нагрев угля электромагнитным полем сверхвысокой частоты (СВЧ) в импульсном режиме и одновременное пропускание через него азота в импульсном режиме [2]. Снижение энергоемкости процесса по сравнению с описанным выше аналогом достигнуто за счет использования энергии СВЧ-поля. Однако степень десорбции при оптимальных режимах довольно низкая, а время десорбции значительно.

Целью изобретения является повышение степени и сокращение времени извлечения растворителя.

Способ осуществляют следующим образом.

Десорбцию растворителя из активированного угля проводят в импульсном режиме при частотах повторения импульсов 20-100 Гц, интенсивности нагрева 1-10 Вт/г угля и температуре нагрева не более 120-150^оС. При этом газовый носитель (ионизированный азот) также подается в импульсном режиме с амплитудой 1-5 атм синхронно с импульсами нагрева для предотвращения искровых разрядов между гранулами сорбента. Степень десорбции 95% достигается при удельных энергозатратах 1,55-2,95 кВт/кг продукта.

Способ осуществляется в аппаратуре, включающей сорбционную колонну, заполненную активированным углем, насыщенным растворителем в результате адсорбции, генератор импульсов СВЧ, ионизатор, состоящий из коронирующего устройства с напряженностью поля 5,4 кВ/см, через который пропускают газообразный азот, конденсатор паров десорбата с приемником жидкого регенерированного продукта.

П р и м е р. Пары растворителя (толуола) с концентрацией 0,2-1,0 г/м³ подают в нижнюю часть сорбционной колонны, заполненной сепарированным углем АР-В плотностью 495 г/дм³. Диаметр колонны 60 мм, высота слоя сорбента 300 мм. После насыщения активированного угля толуолом массой 50 г сорбент нагревают длительными импульсами энергии СВЧ частотой 2,45 ГГЦ и удельной мощностью 10 Вт/ч в течение 2 мин до 150^оС. Одновременно через колонку пропускают ионизированный азот. Азот ионизируется в коронарном разряде и далее поступает в колонну как ионизированный сушильный агент. Ионатор представляет собой металлическую трубу, имеющую коронирующий электрод из медной проволоки диаметром 0,12 мм. Верхний конец трубы ионатора заходит в нижнюю часть сорбционной колонны. Расстояние между электродом и стенкой трубы 0,65 см.

Опыты проводились при положительной и отрицательной короне. Ионизированный азот подавался импульсами давления 5 атм. Такой режим обеспечивает предотвращение образования искровых разрядов между гранулами сорбента. Далее длительность импульсов СВЧ снижали в 10 раз с целью предотвращения перегрева угля свыше 150^оС и воздействовали на сорбент в течение 30 мин. В результате воздействия происходит 95%-ная десорбция растворителя, т. е. из 50 г поглощенного толуола удается десорбировать 47,5 г толуола. Десорбированный толуол током азота направлялся в водяной холодильник, где практически весь конденсировался.

В соответствии с приведенной методикой выполнены эксперименты по десорбции толуола, данные о которых в сопоставлении с данными прототипа приведены в таблице. Из таблицы следует, что в предлагаемом способе наименьшие энергозатраты 1,55 кВт/кг толуола, обеспечивающие степень десорбции, равную 95% , достигаются при частоте повторения импульсов 50 Гц при отрицательной короне в ионизаторе в течение 30 мин, в то время, как в известном способе степень десорбции 90% достигается за 60 мин при тех же энергозатратах.