Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

способ получения сорбента органических соединений

Классы МПК:C01B31/08 активированный уголь 
B01J31/08 ионообменные смолы
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2011-02-14
публикация патента:

Изобретение относится к способам получения углеродных сорбентов. Способ включает пиролиз изношенных шин с получением углеродного остатка, его активацию водяным паром, охлаждение, дополнительную активацию за счет периодической подачи в пиролизную камеру воды в несколько ступеней. Процесс осуществляют при периодическом изменении давления в пиролизной камере на 10-30% от номинального давления с периодом, равным 0,5-3,0 минуты. При каждом нагнетании парогазовой смеси из нагнетательного цилиндра в верхнюю часть пиролизной камеры и при неподвижном состоянии поршня нагнетательного цилиндра после такта нагнетания непрерывно измеряют и регистрируют разность давлений сверху и снизу углеродного остатка, и по времени снижения разности давлений от максимального до минимального значения оценивают газопроницаемость углеродного остатка. При этом подключают дифманометр с электрической дистанционной передачей сигнала на вторичный показывающий и записывающий прибор одной полостью выше, а другой полостью ниже углеродного остатка в пиролизной камере. Технический результат заключается в возможности повышения эффективности сорбента за счет обеспечения оценки его плотности и газопроницаемости при активации углеродного остатка пиролиза изношенных шин. 1 ил.

Рисунки к патенту РФ 2455231

способ получения сорбента органических соединений, патент № 2455231

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 углеродного остатка, образующегося в процессе пиролиза резиносодержащих отходов, в том числе изношенных шин (патент РФ № 2396208 С1, кл. С01В 31/08, опубл. 10.08.2010, бюл. № 22), включающий активацию углеродного остатка водяным паром, подаваемым в пиролизную камеру снизу от стороннего источника в течение не менее 10 мин, охлаждение углеродного остатка от температуры 450-500°С до температуры 150-200°C с дополнительной его активацией за счет периодической подачи сверху в пиролизную камеру воды в несколько ступеней в количестве не менее 0,12 л на 1,0 кг остатка, с перерывами между ступенями не менее 7 минут и суммарном количестве охлаждающей воды на всех ступенях охлаждения, не превышающем 0,5 л на 1 кг углеродного остатка, процесс активации и охлаждения углеродного остатка осуществляют в пиролизной камере, внутреннее пространство которой связано трубопроводом с одной из полостей нагнетательного пневмоцилиндра, вторая полость этого пневмоцилиндра связана с атмосферой, а поршень со штоком которого жестко соединены со штоком и поршнем силового пневмоцилиндра двухстороннего действия, при этом процесс осуществляют при периодическом изменении давления в пиролизной камере на 10-30% от номинального давления с периодом, равным 0,5-3,0 минуты.

Однако этот способ имеет низкую эффективность оценки газопроницаемости углеродного остатка при активации и охлаждении его водой в пиролизной камере.

Технический результат изобретения - повышение эффективности оценки газопроницаемости углеродного остатка при активации и охлаждении его водой в пиролизной камере за счет того, что при каждом нагнетании парогазовой смеси из нагнетательного цилиндра в верхнюю часть пиролизной камеры и при неподвижном состоянии поршня нагнетательного цилиндра после этого такта нагнетания непрерывно измеряют и регистрируют разность давлений сверху и снизу углеродного остатка, и по времени снижения этой разности давлений от максимального до минимального значения ведут оценку газопроницаемости углеродного остатка на данный момент времени и изменения ее во времени в процессе обработки и охлаждения углеродного остатка водой путем подключения дифманометра с электрической дистанционной передачей сигнала на вторичный показывающий и записывающий прибор одной полостью выше, а другой полостью ниже углеродного остатка в пиролизной камере.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения сорбента органических соединений, включающем пиролиз резиносодержащих отходов, в том числе изношенных шин, с получением углеродного остатка, активацию углеродного остатка водяным паром, подаваемым в пиролизную камеру снизу от стороннего источника в течение не менее 10 мин, охлаждение углеродного остатка от температуры 450-500°С до температуры 150-200°C с дополнительной его активацией за счет периодической подачи сверху в пиролизную камеру воды в несколько ступеней в количестве не менее 0,12 л на 1,0 кг остатка, с перерывами между ступенями не менее 7 минут и суммарном количестве охлаждающей воды на всех ступенях охлаждения, не превышающем 0,5 л на 1 кг углеродного остатка, процесс активации и охлаждения углеродного остатка осуществляют в пиролизной камере, внутреннее пространство которой связано трубопроводом с одной из полостей нагнетательного пневмоцилиндра, вторая полость этого пневмоцилиндра связана с атмосферой, поршень со штоком которого жестко соединены со штоком и поршнем силового пневмоцилиндра двухстороннего действия. При этом процесс осуществляют при периодическом изменении давления в пиролизной камере на 10-30% от номинального давления с периодом, равным 0,5-3,0 минуты, при каждом нагнетании парогазовой смеси из нагнетательного цилиндра в верхнюю часть пиролизной камеры и при неподвижном состоянии поршня нагнетательного цилиндра после этого такта нагнетания непрерывно измеряют и регистрируют разность давлений сверху и снизу углеродного остатка и по времени снижения этой разности давлений от максимального до минимального значения ведут оценку газопроницаемости углеродного остатка на данный момент времени и изменения ее во времени в процессе обработки и охлаждения углеродного остатка водой, путем подключения дифманометра с электрической дистанционной передачей сигнала на вторичный показывающий и записывающий прибор одной полостью выше, а другой полостью ниже углеродного остатка в пиролизной камере.

На чертеже схематично изображена установка для проведения способа получения сорбента органических соединений из углеродного остатка, образующегося в процессе пиролиза резиносодержащих отходов, в том числе изношенных шин.

Установка содержит пиролизную камеру 1, в которую по каналу 2 через затвор 3 поступают разрезанные на куски изношенные шины 4. После завершения процесса пиролиза изношенных шин в пиролизную камеру 1 подают воду через вентиль 5, а водяной пар - через вентиль 6. Активированный углеродный остаток 4 из пиролизной камеры 1 удаляют через затвор 7 по каналу 8.

Внутреннее парогазовое пространство пиролизной камеры 1 соединено трубопроводом 9 с одной полостью нагнетательного пневмоцилиндра 10, а другая полость этого пнемоцилиндра соединена с атмосферой. Поршень 11 со штоком 12 нагнетательного пневмоцилиндра 10 жестко соединены со штоком 13 и поршнем 14 силового пневмоцилиндра 15.

Дифманометр 16 с электрической дистанционной передачей сигнала на вторичный показывающий и записывающий прибор 17 одной (плюсовой) камерой соединен трубопроводом 18 с парогазовым пространством в пиролизной камере 1 выше углеродного остатка 4, а другой (минусовой) камерой трубопроводом 19 соединен с пространством в пиролизной камере 1 ниже углеродного остатка 4. Трубопроводы 18 и 19 соединены между собою обратным клапаном 20, который пропускает парогазовую смесь из пространства ниже углеродного остатка 4 в пространство пиролизной камеры 1 выше углеродного остатка 4.

Способ осуществляется следующим образом.

Сырье подают в пиролизную камеру 1 по каналу 2 после открытия затвора 3, затем осуществляется процесс пиролиза. Получившийся углеродный остаток 4 охлаждают в пиролизной камере 1 от температуры 450-500°С до 150-200°С путем подачи воды через вентиль 5 и активируют водяным паром, подаваемым через вентиль 6. При этом перед подачей охлаждающей воды углеродный остаток 4 подвергают активации водяным паром, подаваемым от стороннего источника через вентиль 6 в течение не менее 10 мин, а подачу охлаждающей воды через вентиль 5 осуществляют в несколько ступеней из расчета не менее 0,12 л на 1,0 кг остатка, при этом перерывы между ступенями составляют не менее 7 мин, в течение которых осуществляется постепенная активация углеродного остатка паром, образовавшимся на предыдущих ступенях охлаждения. Суммарное количество охлаждающей воды на всех ступенях охлаждения, приходящееся на 1 кг углеродного остатка, не должно превышать 0,5 л.

При каждом нагнетании парогазовой смеси из нагнетательного цилиндра 10 в верхнюю часть пиролизной камеры 1 и при неподвижном состоянии поршня нагнетательного цилиндра 11, после этого такта нагнетания, непрерывно измеряют дифманометром 16 и регистрируют вторичным прибором 17 разность давлений сверху и снизу углеродного остатка 4. В этом случае парогазовая смесь через обратный клапан 20 не проходит, он закрыт.

Разность давлений между точкам выше углеродного остатка 4 и ниже его в пиролизной камере 1 постепенно понижается потому, что парогазовая смесь из верхней парогазовой части пиролизной камеры 1 проходит во всю толщину углеродного остатка 4, в том числе и ниже его, и давление во всех точках пиролизной камеры 1 выравнивается, то есть разность давлений снижается фактически до нулевого значения. Углеродный остаток - это мелкодисперсная масса с микропорами, через которые, как через микродроссели, проходит парогазовая смесь.

По времени снижения этой разности давлений от максимального до минимального значения ведут оценку газопроницаемости углеродного остатка на данный момент времени и изменения ее во времени в процессе обработки и охлаждения углеродного остатка водой.

Оценка газопроницаемости углеродного остатка - это косвенная оценка, очень важная оценка таких параметров, как плотность и изменение плотности углеродного остатка в процессе его производства при активации и охлаждении в пиролизной камере.

Принимая диаметр пиролизной камеры равным 1,5 м, высоту (максимальную высоту) углеродного остатка в пиролизной камере равной 1,0 м, учитывая литературные данные по микропористости и гранулометрическому составу углеродного остатка после пиролиза изношенных шин, расчетами установлено, что необходимый перепад давлений на углеродном остатке высотой 1 м должен составлять 394,0 Па (39,4 мм вод. ст.), чтобы частицы газа могли пройти с верхней части углеродного остатка в его нижнюю часть. Время выравнивания этого перепада давления на углеродном остатке толщиной 1 м составляет 28,57 секунды после совершения нагнетания парогазовой смеси нагнетательным цилиндром в пиролизную камеру.

В качестве дифманометра 16 использован дифманометр типа ДМ-3583М на перепад давлений 0-1600 Па (160 мм вод. ст.). В книге (Кремлевский, П.П. Расходомеры и счетчики количества: Справочник. - 4-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение. 1989. - 701) на стр.184 отмечается, что «Дифманометры типа ДМ-3583М изготовляются на давление до 16 МПа и на все пределы измерения по нормальному ряду от 1,6 до 630 кПа». «Номинальное значение взаимной индуктивности между первичной обмоткой и выходной цепью при способ получения сорбента органических соединений, патент № 2455231 рmах равно 10 мГ», то есть выходной сигнал для этого дифманометра изменяется в пределах 0-10 мГн.

В качестве вторичного показывающего и регистрирующего прибора 17 использован КСД-250 на перепад давлений 0-1600 Па. В книге-каталоге (Вторичные приборы. Функциональная аппаратура. Тематический каталог № 5. Выпуск 1. Промышленная группа «Метран». Челябинск: ООО «Фартекс», 2006. - 113 с.) на стр.81 отмечается, что показывающий и регистрирующий прибор КСД-250 предназначен для измерения и регистрации «сигналов от дифференциально-трансформаторных датчиков давления, уровня, напора (типа ДМ и т.п.). Для этого прибора «Входные сигналы: 0способ получения сорбента органических соединений, патент № 2455231 10 или - 10способ получения сорбента органических соединений, патент № 2455231 0способ получения сорбента органических соединений, патент № 2455231 10 мГн».

Таким образом, заявляемый способ получения сорбента органических соединений из углеродного остатка, образующегося в процессе пиролиза резиносодержащих отходов, в том числе изношенных шин, повышает эффективность оценки газопроницаемости углеродного остатка при активации и охлаждении его водой в пиролизной камере.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ получения сорбента органических соединений, включающий пиролиз резиносодержащих отходов, в том числе изношенных шин, с получением углеродного остатка, активацию углеродного остатка водяным паром, подаваемым в пиролизную камеру снизу от стороннего источника в течение не менее 10 мин, охлаждение углеродного остатка от температуры 450-500°С до температуры 150-200°C с дополнительной его активацией за счет периодической подачи сверху в пиролизную камеру воды в несколько ступеней в количестве не менее 0,12 л на 1,0 кг остатка, с перерывами между ступенями не менее 7 мин и суммарном количестве охлаждающей воды на всех ступенях охлаждения, не превышающем 0,5 л на 1 кг углеродного остатка, при этом процесс осуществляют в пиролизной камере, внутреннее пространство которой связано трубопроводом с одной из полостей нагнетательного пневмоцилиндра, вторая полость этого пневмоцилиндра связана с атмосферой, а поршень со штоком которого жестко соединены со штоком и поршнем силового пневмоцилиндра двухстороннего действия, при этом процесс осуществляют при периодическом изменении давления в пиролизной камере на 10-30% от номинального давления с периодом, равным 0,5-3,0 мин, отличающийся тем, что при каждом нагнетании парогазовой смеси из нагнетательного цилиндра в верхнюю часть пиролизной камеры и при неподвижном состоянии поршня нагнетательного цилиндра после этого такта нагнетания непрерывно измеряют и регистрируют разность давлений сверху и снизу углеродного остатка, и по времени снижения этой разности давлений от максимального до минимального значения ведут оценку газопроницаемости углеродного остатка на данный момент времени и изменении ее во времени в процессе обработки и охлаждения углеродного остатка водой путем подключения дифманометра с электрической дистанционной передачей сигнала на вторичный показывающий и записывающий прибор одной полостью выше, а другой полостью ниже углеродного остатка в пиролизной камере.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2455231

patent-2455231.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C01B31/08 активированный уголь 

Патенты РФ в классе C01B31/08:
способ получения модифицированного активного угля -  патент 2529233 (27.09.2014)
способ функционализации углеродных наноматериалов -  патент 2529217 (27.09.2014)
способ получения активного угля из растительных отходов -  патент 2527221 (27.08.2014)
пористые угреродные композиционные материалы и способ их получения, а также адсорбенты, косметические средства, средства очистки и композиционные фотокаталитические материалы, содержащие их -  патент 2521384 (27.06.2014)
способ получения активного угля на основе антрацита -  патент 2518964 (10.06.2014)
способ получения углеродного адсорбента -  патент 2518579 (10.06.2014)
магнитоуправляемый сорбент для удаления эндо- и экзотоксинов из организма человека -  патент 2516961 (20.05.2014)
способ дообработки питьевой воды -  патент 2510887 (10.04.2014)
способ получения хемосорбента -  патент 2510868 (10.04.2014)
способ получения активных углей из шихт коксохимического производства -  патент 2507153 (20.02.2014)

Класс B01J31/08 ионообменные смолы

Патенты РФ в классе B01J31/08:
способ получения силанов типа rnsih4-n диспропорционированием гидридалкоксисиланов типа rnsih(or')3-n (где n=0; 1; r=me; r'=me, et) и катализаторы для его осуществления -  патент 2479350 (20.04.2013)
твердый катализатор, используемый для превращения алкиленоксида в алкиленгликоль -  патент 2470706 (27.12.2012)
способ удаления йодидного соединения из органической кислоты -  патент 2440968 (27.01.2012)
способ получения адсорбента -  патент 2417835 (10.05.2011)
способ получения (мет)акриловых сложных эфиров -  патент 2353611 (27.04.2009)
способ регенерации основных анионитных катализаторов -  патент 2322295 (20.04.2008)
гетерогенный катализатор окисления органических соединений -  патент 2288033 (27.11.2006)
способ получения алкиленгликолей и каталитическая композиция для их получения -  патент 2233261 (27.07.2004)
способ гидролиза алкиленоксидов с использованием добавки, стабилизирующей катализатор -  патент 2230728 (20.06.2004)
способ получения алкиленгликолей -  патент 2222522 (27.01.2004)

Наверх