способ получения активированного угля

Формула изобретения

Способ получения активированного угля из углеродосодержащего материала путем его обработки активационным агентом с температурой 850-900°С, содержащим водяной пар и диоксид углерода, в реакторе, размещенном в нагревательной камере, отличающийся тем, что продукты сгорания углеводородного топлива через нагревательную камеру подают в верхнюю часть реактора, а в его нижнюю часть подают насыщенный водяной пар.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области производства активированных углей из древесного угля и может быть использовано при утилизации неликвидной древесины.

Известен способ получения активного угля из древесного угля-сырца, включающий термическую обработку воздухом при 280-420°С, активацию водяным паром при 800-900°С при соотношении угля-сырца и пара, равном 1:2-3, SU 1401277.

Недостатком этого способа является низкая прочность получаемых углей и интенсивное пылевыделение.

Известен способ получения активного угля из древесного угля-сырца, включающий термическую обработку, активацию и дробление, отличающийся тем, что термическую обработку ведут до 800-850°С без доступа воздуха со скоростью подъема температуры 40-60 град./мин, а активацию осуществляют водяным паром при соотношении угля-сырца и пара, равном 1:(5-8), RU 2114057 С1.

Недостатком этого способа является необходимость нагрева водяного пара до температуры 800-850°С в специальном дорогостоящем устройстве, которое в связи с условиями его работы довольно быстро выходит из строя.

Известен способ получения активированного угля из углеродосодержащего материала путем его обработки активационным агентом с температурой 850-900°С, содержащим водяной пар и диоксид углерода, в огнеупорном корпусе печи, размещенном в нагревательной камере, см. описание RU 2182112 С1.

Данное техническое решение принято за прототип настоящего изобретения.

Недостатком способа-прототипа является необходимость наличия отдельного источника подачи диоксида углерода (СО ₂). Это усложняет и удорожает процесс. Вместе с тем, СО ₂, образующийся при сгорании углеводородного топлива (газа), используется только как теплоноситель и не участвует в процессе активации углеродосодержащего материала, что негативно сказывается на экономичности технологии в целом.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение возможности использования СО ₂, образующегося при сгорании газа, в процессе активации древесного угля, тем самым исключения необходимости наличия отдельного источника СО₂ и удешевления процесса.

Согласно изобретению в способе получения активированного угля из углеродосодержащего материала путем его обработки активационным агентом с температурой 850-900°С, содержащим водяной пар и диоксид углерода, в реакторе, размещенном в нагревательной камере, продукты сгорания углеводородного топлива через нагревательную камеру подают в верхнюю часть реактора, а в его нижнюю часть подают насыщенный водяной пар.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».

Реализация отличительных признаков изобретения обусловливает новое свойство объекта: СО ₂, образующийся при сгорании углеводородного топлива, участвует в процессе активации угля. Заявителем не выявлены источники информации, в которых содержались бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат, что обусловливает, по мнению заявителя, соответствие изобретения критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображена схема, иллюстрирующая заявленный способ.

В конкретном примере способ реализуют следующим образом.

Подготовленный и фракционированный углеродосодержащий материал, в частности древесный уголь, подают в бункер 1. В горелку 2 подают топливо - природный газ и воздух, которые смешиваются и сгорают. Продукты сгорания с температурой 850-900°С, включающие водяной пар и СО₂, поступают в нагревательную камеру 3, проходят через нее и через отверстия 4 подаются в полость реактора 5. При этом они проходят через находящийся в реакторе 5 древесный уголь, нагревают его до температуры 800-850°С и вступают с ним в известные реакции, активируя древесный уголь: С+Н₂O=СО+Н₂, С+СО₂=2СО. При этом уголь активируется, то есть формируется система сорбирующих микропор и мезопор. Затем водяной пар и СО₂ входят через отверстия 4 в противоположной стенке реактора 5 в верхнюю часть нагревательной камеры 3. От источника подачи водяного пара, например парового коллектора, подают насыщенный водяной пар с температурой около 105°С в камеру 6; водяной пар через отверстия 7 проходит в реактор 5 и охлаждает уголь в его нижней части перед выгрузкой. При этом водяной пар нагревается до температуры 650-700°С, поднимается вверх и смешивается с газами в верхней части реактора, обогащая их состав. Активированный уголь выводят через устройство 8 для выгрузки с затвором 9.

Для снижения температуры продуктов горения до требуемых 850-900°С в камеру 3 сгорания подают водяной пар с температурой 105°С.

Продукты реакции удаляются через газоотводную трубу 10.

Таким образом, СО₂, образующийся при сгорании газа, выступает не только в качестве теплоносителя, но и используется в качестве реагента, что принципиально отличает заявленный способ от известных аналогов. При этом исключается необходимость наличия отдельного источника СО₂, что существенно повышает экономичность процесса.

Для реализации способа используются известные и широко применяемые оборудование и материалы, что обусловливает, по мнению заявителя, соответствие настоящего изобретения критерию «промышленная применимость».