RU2235062C1 - Method for preparing activated carbon - Google Patents
Method for preparing activated carbon Download PDFInfo
- Publication number
- RU2235062C1 RU2235062C1 RU2003116213/15A RU2003116213A RU2235062C1 RU 2235062 C1 RU2235062 C1 RU 2235062C1 RU 2003116213/15 A RU2003116213/15 A RU 2003116213/15A RU 2003116213 A RU2003116213 A RU 2003116213A RU 2235062 C1 RU2235062 C1 RU 2235062C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- activated carbon
- preparing
- adsorption capacity
- peat
- granules
- Prior art date
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000003415 peat Substances 0.000 claims description 16
- DPLVEEXVKBWGHE-UHFFFAOYSA-N potassium sulfide Chemical compound [S-2].[K+].[K+] DPLVEEXVKBWGHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 4
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 claims description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 23
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 238000009835 boiling Methods 0.000 abstract description 5
- 238000001994 activation Methods 0.000 abstract description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 abstract description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 abstract 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 abstract 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области сорбционной техники и может быть использовано для получения активных углей, применяемых в газоочистке, рекуперации летучих растворителей, водоподготовке и водоочистке, очистке почв, противогазовой технике, а также в других отраслях народного хозяйства.The invention relates to the field of sorption technology and can be used to produce activated carbons used in gas purification, recovery of volatile solvents, water treatment and water purification, soil cleaning, gas mask technology, as well as in other sectors of the national economy.
Известен способ получения активного угля из торфа, включающий гранулирование сырья, сушку, обработку гранул 0,5-20%-ным водным раствором соляной кислоты при температуре 70-160°С в течение 0,1-72 ч при весовом соотношении торф:раствор 1(2-200), карбонизацию и активацию (А.с. № 610791 от 01.04.76 г., кл. С 01 В 31/08).A known method of producing activated carbon from peat, including granulating raw materials, drying, processing granules with 0.5-20% aqueous hydrochloric acid at a temperature of 70-160 ° C for 0.1-72 hours with a weight ratio of peat: solution 1 (2-200), carbonization and activation (A.S. No. 610791 of 04/01/76, class C 01 B 31/08).
Недостатком известного способа является низкая адсорбционная способность единицы объема полученного угля по парам органических веществ с температурой кипения 60-100°С.The disadvantage of this method is the low adsorption capacity per unit volume of coal obtained in pairs of organic substances with a boiling point of 60-100 ° C.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности и количеству совпадающих признаков является способ получения активного угля из торфа, включающий измельчение исходного сырья, введение в измельченное сырье каменного угля в количестве 10-40 мас.%, гранулирование, сушку, карбонизацию и активацию гранул (Пат. РФ №2102318 от 30.12.96 г., кл. С 01 В 31/08, В 01 J 20/34).The closest to the proposed technical essence and the number of matching features is a method of producing activated carbon from peat, including grinding the feedstock, introducing 10-40 wt.% Coal into the crushed raw materials, granulating, drying, carbonizing and activating granules (Pat. RF No. 2102318 dated December 30, 1996, class C 01 B 31/08, B 01 J 20/34).
Недостатком указанного способа является низкая адсорбционная способность единицы объема активного угля по парам органических веществ с температурой кипения 60-100°С.The disadvantage of this method is the low adsorption capacity per unit volume of active carbon in pairs of organic substances with a boiling point of 60-100 ° C.
Заявляемое изобретение направлено на решение следующей задачи: повышение адсорбционной способности единицы объема полученного активного угля по парам органических веществ с температурой кипения 60-100°С, что достигается предложенным способом, включающим измельчение исходного сырья, введение в измельченное сырье каменного угля в количестве 10-40 мас.%, гранулирование, сушку, карбонизацию и активацию гранул.The invention is aimed at solving the following problem: increasing the adsorption capacity of a unit volume of activated carbon in pairs of organic substances with a boiling point of 60-100 ° C, which is achieved by the proposed method, including grinding the feedstock, introducing into the crushed raw material coal in an amount of 10-40 wt.%, granulation, drying, carbonization and activation of granules.
Отличие предложенного способа от известного заключается в том, что в качестве исходного сырья берут торф со степенью разложения 25-33%.The difference of the proposed method from the known one is that peat with a decomposition degree of 25-33% is taken as a feedstock.
В качестве эталонного органического вещества с температурой кипения 60-100°С при исследовании адсорбционных процессов выбран бензол.Benzene was chosen as a reference organic substance with a boiling point of 60-100 ° C in the study of adsorption processes.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Перемешивают молотый торф, имеющий степень разложения 25-33%, с пылью каменного угля и раствором сернистого калия до получения однородной пасты с влажностью не более 50%. Полученную пасту гранулируют посредством прессования через фильеры с диаметром отверстий 1-5 мм на гидравлическом прессе при давлении 150-200 атм. Сформованные гранулы сушат при температуре 120-170°С в течение 30-50 мин. Подсушенные до содержания влаги не более 20% гранулы карбонизуют при температуре 500-700°С в течение 2-3 ч, активируют при температуре 750-870°С в течение 4-5 ч и охлаждают до температуры 50-70°С. Охлажденные гранулы промывают растворами сернистого калия, соляной кислоты и водой. Отмытые гранулы выдерживают 6-8 ч, высушивают при температуре не более 600°С в течение 0,5 ч и подвергают дополнительной термической обработке с водяным паром при температуре 600-870°С в течение 1 ч. Адсорбционная способность единицы объема активного угля, полученного по предлагаемому способу, составила 100-140 мг/см3; адсорбционная способность единицы объема активного угля, полученного по известному способу, составила 65-80 мг/см3.Ground peat with a decomposition degree of 25-33% is mixed with coal dust and potassium sulphide solution until a homogeneous paste with a moisture content of not more than 50% is obtained. The resulting paste is granulated by pressing through dies with a hole diameter of 1-5 mm on a hydraulic press at a pressure of 150-200 bar. The formed granules are dried at a temperature of 120-170 ° C for 30-50 minutes. The granules dried to a moisture content of not more than 20% are carbonized at a temperature of 500-700 ° C for 2-3 hours, activated at a temperature of 750-870 ° C for 4-5 hours and cooled to a temperature of 50-70 ° C. The cooled granules are washed with solutions of potassium sulphide, hydrochloric acid and water. The washed granules are held for 6-8 hours, dried at a temperature of no more than 600 ° C for 0.5 hours and subjected to additional heat treatment with water vapor at a temperature of 600-870 ° C for 1 hour. Adsorption capacity per unit volume of activated carbon obtained by the proposed method, amounted to 100-140 mg / cm 3 ; the adsorption capacity of a unit volume of activated carbon obtained by a known method was 65-80 mg / cm 3 .
Пример 1.Example 1
Берут 4 кг молотого торфа, имеющего степень разложения 25%, с влажностью 50%, добавляют 0,33 кг пыли каменного угля и при перемешивании добавляют 1,9 л раствора, содержащего 350 г/л калия и 175 г/л серы. Перемешивание ведут в смесителе с паровой рубашкой при температуре 55°С в течение 40 мин до получение пластичной однородной пасты с влажностью 50%. Полученную пасту гранулируют посредством прессования на гидравлическом прессе при давлении 170 атм. Гранулы сушат при температуре 150°С в течение 40 мин, карбонизуют при температуре 600°С в течение 2,5 ч и активируют при температуре 850°С в течение 4,5 ч. После активации гранулы охлаждают до температуры 60°С и промывают растворами сернистого калия, соляной кислоты и водой. Отмытые гранулы выдерживают 6 ч, сушат при температуре 500°С в течение 0,5 ч и подвергают дополнительной термообработке с водяным паром при температуре 850°С в течение 1 ч. Адсорбционная способность единицы объема полученного активного угля составила 100 мг/см3.Take 4 kg of ground peat, having a decomposition degree of 25%, with a humidity of 50%, add 0.33 kg of coal dust and 1.9 l of a solution containing 350 g / l of potassium and 175 g / l of sulfur are added with stirring. Stirring is carried out in a mixer with a steam jacket at a temperature of 55 ° C for 40 minutes until a plastic homogeneous paste with a humidity of 50% is obtained. The resulting paste is granulated by pressing on a hydraulic press at a pressure of 170 atm. The granules are dried at a temperature of 150 ° C for 40 minutes, carbonized at a temperature of 600 ° C for 2.5 hours and activated at a temperature of 850 ° C for 4.5 hours. After activation, the granules are cooled to a temperature of 60 ° C and washed with solutions potassium sulphide, hydrochloric acid and water. The washed granules are kept for 6 hours, dried at a temperature of 500 ° C for 0.5 hours and subjected to additional heat treatment with water vapor at a temperature of 850 ° C for 1 hour. The adsorption capacity of a unit volume of active carbon obtained is 100 mg / cm 3 .
Пример 2.Example 2
Ведение процесса как в примере 1, за исключением степени разложения торфа, которая составила 30%. Адсорбционная способность полученного активного угля составила 122 мг/см3.The process as in example 1, with the exception of the degree of decomposition of peat, which amounted to 30%. The adsorption capacity of the obtained activated carbon was 122 mg / cm 3 .
Пример 3.Example 3
Ведение процесса как в примере 1, за исключением степени разложения торфа, которая составила 33%. Адсорбционная способность полученного активного угля составила 130 мг/см3.The process as in example 1, with the exception of the degree of decomposition of peat, which amounted to 33%. The adsorption capacity of the obtained activated carbon was 130 mg / cm 3 .
Результаты исследования влияния степени разложения торфа на адсорбционную способность единицы объема полученного активного угля приведены в таблице.The results of the study of the effect of the degree of decomposition of peat on the adsorption capacity of a unit volume of activated carbon are shown in the table.
Как следует из результатов, приведенных в таблице, наибольшая адсорбционная способность единицы объема полученного активного угля наблюдается при использовании в качестве исходного сырья торфа со степенью разложения 25-33%. При уменьшении степени разложения торфа ниже 25% адсорбционная способность единицы объема активного угля понижается. При повышении степени разложения торфа выше 33% также имеет место снижение адсорбционной способности активного угля.As follows from the results given in the table, the greatest adsorption capacity per unit volume of activated carbon obtained is observed when using peat as a feedstock with a decomposition degree of 25-33%. With a decrease in the degree of decomposition of peat below 25%, the adsorption capacity of a unit volume of activated carbon decreases. With an increase in the degree of decomposition of peat above 33%, there is also a decrease in the adsorption capacity of activated carbon.
Сущность предложенного способа заключается в следующем.The essence of the proposed method is as follows.
Увеличение адсорбционной способности единицы объема активного угля обусловливается прежде всего высоким адсорбционным потенциалом сорбирующих пор (микропор), и, кроме того, достаточно высоким значением насыпной плотности активного угля. Именно оптимальное сочетание этих параметров и обеспечивает высокие адсорбционные свойства единицы объема активного угля.An increase in the adsorption capacity per unit volume of activated carbon is primarily due to the high adsorption potential of sorbing pores (micropores), and, in addition, to a sufficiently high bulk density of activated carbon. It is the optimal combination of these parameters that provides high adsorption properties per unit volume of activated carbon.
При использовании в качестве исходного сырья торфа со степенью разложения менее 25% развитие требуемого объема сорбирующих пор происходит на фоне чрезмерного снижения насыпной плотности активного угля, что и приводит, в конечном итоге, к снижению адсорбционной способности единицы объема. С другой стороны, при использовании в качестве исходного сырья торфа со степенью разложения более 33% происходит увеличение среднего размера микропор, а следовательно, снижение их адсорбционного потенциала, что и является причиной снижения адсорбционной способности, хотя при этом насыпная плотность активного угля остается достаточно высокой.When using peat as a feedstock with a decomposition degree of less than 25%, the development of the required volume of sorbing pores occurs against the background of an excessive decrease in the bulk density of activated carbon, which ultimately leads to a decrease in the adsorption capacity of a unit volume. On the other hand, when peat with a decomposition degree of more than 33% is used as a feedstock, the average micropore size increases and, consequently, their adsorption potential decreases, which is the reason for the decrease in adsorption capacity, although the bulk density of activated carbon remains quite high.
Таким образом, предложенный способ позволяет в значительной степени повысить адсорбционную способность единицы объема активного угля.Thus, the proposed method can significantly increase the adsorption capacity per unit volume of activated carbon.
Реализация предложенного способа позволит значительно расширить область применения активного угля в процессах газоочистки, рекуперации летучих растворителей, водоподготовки и водоочистки, очистки почв, что даст возможность эффективно решить широкий круг экологических и технологических проблем.The implementation of the proposed method will significantly expand the scope of active carbon in the processes of gas purification, recovery of volatile solvents, water treatment and water purification, soil treatment, which will make it possible to effectively solve a wide range of environmental and technological problems.
Из изложенного следует, что каждый из признаков заявленной совокупности в большей или меньшей степени влияет на решение поставленной задачи, а именно на увеличение адсорбционной способности единицы объема активного угля; а вся совокупность является достаточной для характеристики заявленного технического решения.From the above it follows that each of the signs of the claimed combination to a greater or lesser extent affects the solution of the problem, namely, to increase the adsorption capacity of a unit volume of activated carbon; and the totality is sufficient to characterize the claimed technical solution.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003116213/15A RU2235062C1 (en) | 2003-06-02 | 2003-06-02 | Method for preparing activated carbon |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003116213/15A RU2235062C1 (en) | 2003-06-02 | 2003-06-02 | Method for preparing activated carbon |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2235062C1 true RU2235062C1 (en) | 2004-08-27 |
| RU2003116213A RU2003116213A (en) | 2004-12-20 |
Family
ID=33414529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003116213/15A RU2235062C1 (en) | 2003-06-02 | 2003-06-02 | Method for preparing activated carbon |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2235062C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2062780C1 (en) * | 1993-04-14 | 1996-06-27 | Сибирский научно-исследовательский институт торфа | Method of production of enterosorbent from peat |
| RU2102318C1 (en) * | 1996-12-30 | 1998-01-20 | Открытое акционерное общество "Электростальский химико-механический завод" | Method of preparing activated carbon |
| RU2105558C1 (en) * | 1995-08-09 | 1998-02-27 | Сибирский научно-исследовательский институт торфа | Method for producing enterosorbent from peat |
| RU2172645C1 (en) * | 2000-02-29 | 2001-08-27 | Тверской государственный технический университет | Method of preparing peat sorbent for removal petroleum products from water |
| RU2191066C1 (en) * | 2001-04-20 | 2002-10-20 | Хохлов Антон Львович | Method of preparing sorbent for cleaning solid surfaces from crude oil and petroleum products |
| RU2191067C1 (en) * | 2001-04-20 | 2002-10-20 | Хохлов Антон Львович | Method of preparing sorbent for cleaning solid surfaces from crude oil and petroleum products |
-
2003
- 2003-06-02 RU RU2003116213/15A patent/RU2235062C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2062780C1 (en) * | 1993-04-14 | 1996-06-27 | Сибирский научно-исследовательский институт торфа | Method of production of enterosorbent from peat |
| RU2105558C1 (en) * | 1995-08-09 | 1998-02-27 | Сибирский научно-исследовательский институт торфа | Method for producing enterosorbent from peat |
| RU2102318C1 (en) * | 1996-12-30 | 1998-01-20 | Открытое акционерное общество "Электростальский химико-механический завод" | Method of preparing activated carbon |
| RU2172645C1 (en) * | 2000-02-29 | 2001-08-27 | Тверской государственный технический университет | Method of preparing peat sorbent for removal petroleum products from water |
| RU2191066C1 (en) * | 2001-04-20 | 2002-10-20 | Хохлов Антон Львович | Method of preparing sorbent for cleaning solid surfaces from crude oil and petroleum products |
| RU2191067C1 (en) * | 2001-04-20 | 2002-10-20 | Хохлов Антон Львович | Method of preparing sorbent for cleaning solid surfaces from crude oil and petroleum products |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hou et al. | Hydrothermal conversion of bamboo shoot shell to biochar: Preliminary studies of adsorption equilibrium and kinetics for rhodamine B removal | |
| Zhang et al. | Behavior of phenol adsorption on thermal modified activated carbon | |
| Yang et al. | Preparation of activated carbons from walnut shells via vacuum chemical activation and their application for methylene blue removal | |
| Hesas et al. | Comparison of oil palm shell-based activated carbons produced by microwave and conventional heating methods using zinc chloride activation | |
| EP3400198B1 (en) | Method for the production of low ash activated charcoal | |
| Deng et al. | Preparation and characterization of activated carbon from cotton stalk by microwave assisted chemical activation—application in methylene blue adsorption from aqueous solution | |
| Tan et al. | Adsorption of basic dye on high-surface-area activated carbon prepared from coconut husk: Equilibrium, kinetic and thermodynamic studies | |
| Paraskeva et al. | Production of activated carbon from agricultural by‐products | |
| CA2134160C (en) | Highly microporous carbons and process of manufacture | |
| Kazmierczak-Razna et al. | Thermal and physicochemical properties of phosphorus-containing activated carbons obtained from biomass | |
| Naushad et al. | Removal of BrO3− from drinking water samples using newly developed agricultural waste-based activated carbon and its determination by ultra-performance liquid chromatography-mass spectrometry | |
| JP2003502263A (en) | Method for producing shaped activated carbon | |
| CN107902655A (en) | A kind of method for preparing nitrating activated carbon using discarded activated carbon | |
| CN101041436A (en) | Special activated charcoal for gasoline vapor adsorption and preparation method thereof | |
| Ahmad et al. | Production of Activated Carbon from Raw Date Palm Fronds by ZnCl 2 Activation. | |
| CN113952928A (en) | Carbon-based adsorbent and preparation method thereof | |
| CN105314632A (en) | Processing technology for active carbon | |
| Akl et al. | Enhanced removal of some cationic dyes from environmental samples using sulphuric acid modified pistachio shells derived activated carbon | |
| KR100259546B1 (en) | The preparation of activated carbon from coffee waste | |
| RU2567311C1 (en) | Method of producing carbon-mineral sorbent from common reed for purification of aqueous media from organic and inorganic compounds | |
| RU2235062C1 (en) | Method for preparing activated carbon | |
| RU2372287C1 (en) | Method of producing carbonaceous adsorbent | |
| CN118403608B (en) | Hierarchical porous biochar loaded with nano calcium carbonate as well as preparation method and application thereof | |
| RU2102318C1 (en) | Method of preparing activated carbon | |
| WO2012006973A1 (en) | Method for producing carbon foams |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050603 |