Способ получения сорбента органических соединений - RU2757446C2

Чертежи

Описание

Изобретение относится к получению сорбентов органических соединений из углеродного остатка, образующегося в процессе пиролиза резиносодержащих отходов.

Известно изобретение, относящееся к способам получения сорбентов органических соединений из углеродного остатка, образующегося в процессе пиролиза резиносодержащих отходов, в том числе изношенных автомобильных шин. После завершения процесса пиролиза непосредственно в пиролизную камеру подают вначале пар от стороннего источника по крайней мере в течение 10 мин, а затем в несколько ступеней с перерывами не менее 10 мин - охлаждающую воду 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. В течение каждого перерыва между ступенями осуществляется постепенная активация углеродистого остатка паром, образовавшимся на предыдущей ступени охлаждения. Суммарное количество охлаждающей воды на всех ступенях охлаждения, приходящееся на 1 кг углеродного остатка, не превышает 0,5 л. (Патент РФ №2287484).

Сорбент не обладает достаточно высокой эффективностью.

Наиболее близким решением технической задачи к заявленному объекту является способ получения сорбента из углеродного остатка, образующегося в процессе пиролиза резиносодержащих отходов, предусматривающий 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°С 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 10 мин и суммарном количестве охлаждающей воды на всех ступенях охлаждения, не превышающем 0,5 л на 1 кг углеродного остатка, при этом процесс осуществляют при периодическом изменении давления в пиролизной камере, внутреннее пространство которой связано трубопроводом с одной из полостей нагнетательного пневмоцилиндра, вторая полость которого связана с атмосферой, а поршень со штоком которого жестко соединены со штоком и поршнем силового пневмоцилиндра двухстороннего действия, на 10-30% от номинального давления с периодом, равным 0,5-3,0 мин(патент №2396208).

Сорбент не обладает достаточно высокой эффективностью.

Задачей изобретения является повышение эффективности очистки сточных вод от трудноизвлекаемых органических веществ.

Способ получения сорбента органических соединений, включающий пиролиз резиносодержащих отходов с получением углеродного остатка, активацию углеродного остатка водяным паром, подаваемым в пиролизную камеру, охлаждение углеродного остатка с дополнительной его активацией за счет периодической подачи охлаждающей воды, отличающейся тем, что пиролиз проводят при температуре 510-520°С в течение 4 часов, после чего в пиролизную камеру вводят водяной пар через вентиль в количестве 0,1 т на 1 т углеродного остатка для активации углеродного остатка. Далее продолжают пиролиз при той же температуре в течение 2 часов, после чего углеродный остаток охлаждают до температуры 200-220°С водным раствором гидроксида натрия с рН=9-10 расходом 50 л на 1 т углеродного остатка и перманганата калия в концентрации 8-10 г на 1 л раствора в течение 2 часов, затем пиролизную камеру соединяют с атмосферой, охлаждают естественным путем, извлекают пиролизный остаток, дробят и рассеивают на фракции.

На фиг. 1 представлено устройство для реализации способа.

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 подают воду через вентиль 5, а водяной пар - через вентиль 6. Активированный углеродный остаток из пиролизной камеры удаляют через затвор 7 по каналу 8.

Способ осуществляется следующим образом.

Сырье подают в пиролизную камеру 1 по каналу 2 после открытия затвора 3, затем осуществляется процесс пиролиза. Пиролиз проводят при температуре 510-520°С в течение 4 часов, после чего в пиролизную камеру вводят водяной пар через вентиль 6 в количестве 0,1 т на 1 т углеродного остатка для активации углеродного остатка. Далее продолжают пиролиз при той же температуре в течение 2 часов, после чего углеродный остаток охлаждают до температуры 200-220°С водным раствором гидроксида натрия с рН=9-10 расходом 50 л на 1 т углеродного остатка и перманганата калия в концентрации 8-10 г на 1 л раствора в течение 2 часов.

Щелочной реагент и перманганат калия увеличивают сорбционную активность полученного сорбента.

Пиролизную камеру соединяют с атмосферой, охлаждают естественным путем, извлекают пиролизный остаток, дробят и рассеивают на фракции.

Пример 1. Проводили определение сорбционной активности углеродного остатка по ГОСТ 4453-74 по метиленовому голубому.

Опыты проводились по оптимизации концентрации NaOH в охлаждающей воде. Результаты приведены в таблице 1.

Из таблицы 1 следует, что оптимальным значением является рН 9,0-10,0, так как при меньшем значении падает сорбционная активность, а при большем значении увеличивается расход реагента при низком приросте активности.

Пример 2. Опыты проводили по оптимизации концентрации KMnO₄ в охлаждающей воде. Результаты приведены в таблице 2.

Из таблице 2 следует, что оптимальным значением является концентрация KMnO₄, равная 8-10 г/л.

Пример 3. Опыты проводили по определению сорбционной активности углеродного остатка по прототипу и изобретению. Результаты приведены в таблице 3.

Из таблице 3 следует, что сорбционная активность углеродного остатка по изобретению выше 2,28 раз, чем по прототипу (среднее значение).

Реферат

Изобретение относится к получению сорбентов органических соединений из углеродного остатка, образующегося в процессе пиролиза резиносодержащих отходов. Способ получения сорбента органических соединений включает пиролиз резиносодержащих отходов с получением углеродного остатка, активацию углеродного остатка водяным паром, подаваемым в пиролизную камеру, и охлаждение углеродного остатка с дополнительной его активацией за счет периодической подачи охлаждающей воды. При этом пиролиз проводят при температуре 510-520°С в течение 4 часов, после чего в пиролизную камеру вводят водяной пар через вентиль в количестве 0,1 т на 1 т углеродного остатка для активации углеродного остатка. Далее продолжают пиролиз при той же температуре в течение 2 часов, после чего углеродный остаток охлаждают до температуры 200-220°С водным раствором гидроксида натрия с рН=9-10 расходом 50 л на 1 т углеродного остатка и перманганата калия в концентрации 8-10 г на 1 л раствора в течение 2 часов. Затем пиролизную камеру соединяют с атмосферой, охлаждают естественным путем, извлекают пиролизный остаток, дробят и рассеивают на фракции. Обеспечивается увеличение сорбционной активности углеродного сорбента. 1 ил., 3 табл., 3 пр.

Формула