способ получения сорбента органических соединений

Формула изобретения

Способ получения сорбента органических соединений из углеродного остатка, образующегося в процессе пиролиза резиносодержащих отходов, в том числе изношенных шин, включающий охлаждение углеродного остатка от температуры 450-500°С до 150-200°С путем подачи воды, его активацию водяным паром, отличающийся тем, что перед подачей охлаждающей воды углеродный остаток подвергают активации водяным паром, подаваемым от стороннего источника в течение по крайней мере 10 мин, а подачу охлаждающей воды осуществляют в несколько ступеней из расчета по крайней мере 0,12 л на 1,0 кг остатка, при этом перерывы между ступенями составляют не менее 10 мин, в течение которых осуществляется постепенная активация углеродного остатка паром, образовавшимся на предыдущих ступенях охлаждения, при этом суммарное количество охлаждающей воды на всех ступенях охлаждения, приходящееся на 1 кг углеродного остатка, не должно превышать 0,5 л.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам получения сорбентов органических соединений из углеродного остатка, образующегося в процессе пиролиза резиносодержащих отходов, в том числе изношенных автомобильных шин.

Известен способ получения сорбента органических соединений из твердого углеродного остатка, образующегося в пиролизной камере от разложения сырья, который опускается по мере образования в нижнюю часть пиролизной камеры, путем охлаждения в среде инертных газов до безопасной температуры и дальнейшей обработки измельчением, гранулированием, карбонизацией и активацией.

Полученный таким образом активированный уголь применяют для очистки промстоков от нефтепродуктов (Б.Н.Оладов и др. Пиролиз резиносодержащих отходов и изношенных шин. - журнал НТИС "Промышленность СК...", 1985, №10, 13 с.).

Известен также способ получения сорбента органических соединений, образующихся в пиролизной камере от термического разложения шин путем охлаждения остатка в нижней части пиролизной камеры от температуры пиролиза 450-500 до 150-200°С подачей воды, его выгрузки и дальнейшей обработки грануляцией со связующими (в качестве связующего используется смесь фусов с пековым дистиллятом и смолой карбонизации), карбонизацией гранулированного продукта без доступа воздуха при температурах 300-800°С для удаления влаги и смолы карбонизации, активацией водяным паром и топочными газами (см. Соколов Э.М. и др. Переработка изношенных шин. - Тула ПЛР №060231 от 20.10.97. 100-105 с.).

Однако известные способы сложны и многостадийны, так как требуют после выгрузки из пиролизной камеры значительных дополнительных затрат на такую обработку углеродного остатка для получения эффективного адсорбента, как грануляция, карбонизация и активация.

Задачей настоящего изобретения является упрощение способа получения сорбента без изменения его качественных показателей путем исключения таких приемов обработки, как грануляция, карбонизация, активация на специальных установках.

Для достижения названного технического результата предлагается способ получения сорбента органических соединений из углеродного остатка, включающий, как и известный способ, охлаждение остатка от температуры пиролиза 450-500 до 150-200°С путем подачи воды в пиролизную камеру, его активацию водяным паром.

В отличие от известного в предлагаемом способе перед подачей охлаждающей воды углеродный остаток подвергают активации паром, подаваемым в пиролизную камеру от стороннего источника в течение по крайней мере 10 минут, а подачу охлаждающей воды осуществляют в несколько ступеней из расчета по крайней мере 0,12 л на 1,0 кг остатка, при этом перерывы между ступенями составляют не менее 10 минут, в течение которых осуществляется постепенная активация углеродного остатка паром, образовавшимся на предыдущих ступенях охлаждения, при этом суммарное количество охлаждающей воды на всех ступенях охлаждения, приходящееся на 1 кг углеродного остатка, не должно превышать 0,5 л.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. После завершения процесса пиролиза, при котором одновременно с термодеструкцией полимерного слоя происходит карбонизация первичной структуры углеродного остатка, что ведет к образованию межчастичной пористости, в пиролизную камеру через устройство, позволяющее производить впрыск небольшими порциями и максимально охватывать поверхность углеродного остатка, подаются, вначале пар по крайней мере в течение 10 мин, а затем в несколько ступеней с перерывами не менее 10 мин охлаждающая вода из расчета не более 0,12 л на 1 кг углеродного остатка.

Поданный пар подвергает углеродный остаток предварительной активации, а порционная подача охлаждающей воды одновременно выполняет две функции: увеличение пористой структуры углеродного остатка и постепенное понижение температуры в пиролизной камере до 150-200°С.

Углеродный остаток, подвергнутый активации непосредственно в пиролизной камере предлагаемым способом, не требует дополнительной обработки, т.к. имеет развитую пористую структуру за счет выпаривания смолистых веществ, которые при резком охлаждении конденсируются на поверхности и в порах.

После выгрузки углеродный остаток подвергают фракционированию на виброситах от 0,5 до 3 мм.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать сорбенты с хорошими адсорбционными показателями непосредственно в пиролизной камере, не требующие таких дополнительных приемов обработки, как грануляция, карбонизация и активация на специальных установках.

Пример

После завершения процесса пиролиза в пиролизную камеру, содержащую 240 кг углеродного остатка, подавали пар от стороннего источника в течение 15 минут, затем через 10 минут подавали охлаждающую воду в количестве 24 л, через 10 минут повторяли подачу охлаждающей воды в количестве 24 л, а затем с интервалами 15 минут осуществляли подачу воды в 3 ступени по 22 л. Количество воды, поданной на всех ступенях охлаждения, приходящееся на 1 кг углеродного остатка составило 0,47 кг. Процесс прекратили, когда по показаниям приборов температура в пиролизной камере снизилась до 150°С. Затем открыли реактор, выгрузили углеродный остаток и подвергли его фракционированию.

Показатели испытания сорбента, полученного предлагаемым способом, при ликвидации аварийных разливов нефти на водной поверхности в ОАО "Татнефть" в сравнении с применяемым в настоящее время сорбентом "Сорбойл" представлены в таблице.

Таблица
Наименование показателя	"Сорбойл"	Сорбент, полученный предлагаемым способом
Нефтесорбционная способность, кг/кг сорбента	До 2	2,5
Скорость поглощения, кг/кг мин	Удовл.	Удовл.
Водопоглощение, кг/кг сорбента	0,2	Отсутст.
Гарантийный срок хранение, год	5	Не огранич.
Кратность применения сорбента, раз	1	5

Как видно из результатов, сорбент органических соединений, полученный предлагаемым способом, характеризуется отсутствием водопоглощения, вследствие чего срок его хранения не ограничен. По нефтесорбционной способности сорбенты практически равноценны. Сорбент после применения можно повторно регенерировать в пиролизной камере.

Экономический эффект обеспечивается применением для активации преимущественно пара, образующегося при охлаждении углеродного остатка в пиролизной камере, а также исключения из цикла таких приемов обработки, как грануляция, карбонизация, требующих дополнительных затрат, средств и времени.