Способы получения активного угля

Автор: Пользователь скрыл имя, 07 Января 2012 в 21:58, курсовая работа

Описание работы

Активированный уголь нашел свое применение в качестве сорбента во многих областях жизни человека – в промышленности, медицине, сельском хозяйстве и др. Со временем стали появляется все более новые и улучшенные способы получения активного угля. При этом в качестве сырья уже использовался не только древесный уголь, но и вторсырье – фруктовые косточки, скорлупа орехов.
Успешному развитию современной адсорбционной техники в значительной степени способствует постоянное повышение качества этого продукта, обусловленное усовершенствованием способов его производства.[1]
Целью данной работы является обзор существующих способов получения модифицированных активный углей, обладающих высокими качественными показателями.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………….3

1 АКТИВНЫЙ УГОЛЬ….......................................................................................4

2 ПРОИЗВОДСТВО АКТИВНОГО УГЛЯ……………………………………...5

3 ПОСОБЫ МОДИФИКАЦИИ АКТИВНОГО УГЛЯ…………………………9

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….14

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………………....15

Работа содержит 1 файл

сема.doc

— 80.00 Кб (Скачать)

       В качестве модификатора используют кверцетин (Quercetin), альгиновую кислоту или ее соли щелочных металлов, поскольку  в процессе экспериментальных исследований большого количества органических веществ было выявлено, что кверцетин (Quercetin), альгиновая кислота или ее соли щелочных металлов в силу высокой поляризуемости заряда радикалов, удерживающих катионы, дают наиболее высокую ионообменную емкость. В синтезе используют активный уголь с отношением объема микропор к суммарному объему пор 0,3 - 0,4, а пропитку ведут водным раствором модификатора при соотношении объемов пропитки и угля 0,8 - 1,0, поскольку было выявлено, что необходимо выдерживать определенное соотношение объемов пропитки и угля, так как при малом значении этой величины недостаточно модификатора для покрытия всей поверхности транспортных пор, а при большом соотношении имеет место блокировка модификатором пористой структуры угля и снижение сорбционной составляющей. В обоих случаях эффективность работы модифицированного активного угля по тяжелым металлам снижается.

       Таким образом, предложенный способ позволяет  получать модифицированный активный уголь, обладающий высокой эффективностью очистки воды от тяжелых металлов.

       В отношении очистки воздушных  и жидких сред от высокотоксичных химических веществ Чебыкин, В.В., Смирнов В.Ф. и др. [10] улучшили в результате проведенной работы существовавшие ранее методы подобной модификации активного угля[11] [12] [13]. Адсорбент, получаемый по предлагаемому способу, обладает высокими адсорбционными свойствами, позволяющими использовать его для адсорбции высокотоксичных химических веществ, ацетона и др.,  высокой прочностью при эксплуатации в воздушных и жидких средах, не выделяет пыли, что исключает унос адсорбируемых токсичных веществ с ней в окружающую среду.

       Способ  получения модифицированного угля включает в себя пропитку углей с суммарным объемом пор 0,4-1,8 см3/г водой или раствором соляной кислоты концентрации 1-4 вес.% при соотношении суммарного объема пор угля и воды или раствора кислоты 1,0:(0,7-1,0), а затем 9-15%-ным раствором термореактивной смолы в фурфуроле при весовом соотношении угля и раствора 1,0:(0,35-0,68), выдерживание до сыпучести и термообработку со скоростью подъема температуры 450-900 град/ч до 700-900oС с последующей выдержкой при этой температуре в течение 0,2-0,5 ч.

         Данный метод позволяет значительно  расширить область применения  активных углей, используемых  для очистки газов и жидкостей  от вредных примесей в индустриальных и природоохранительных целях.

       Существует  производство адсорбентов, используемых в рекуперационной технике, для  очистки газовых промышленных выбросов, содержащих водяной пар. В данной области также проводятся разработки специального гидрофобного активного угля.

       Известен  гидрофобный активный уголь, на поверхности  которого находится политетрафторэтилен  в виде частиц размером от одного до сотен микрон. Этот активный уголь, обладая гидрофобными свойствами, сохраняет способность к поглощению четыреххлористого углерода и во влажной атмосфере. Сложность контроля за распределением полимера и его стоимость ограничивают возможность использования данного активного угля. Другой подход к получению гидрофобных активных углей основан на снижении концентрации первичных адсорбционных центров, роль которых могут играть поверхностные кислотные группы или молекулы хемосорбиpованной воды. Известно, что при гидрофобизации активного угля путем высокотемпературной обработки в инертной атмосфере удается снизить количество первичных адсорбционных центров, но при длительном хранении образцов происходит их старение.

       Поляков Н.С., Петухов Г.А., Шевченко А.О., Олонцев В.Ф. [14] разработали активный уголь, на поверхности которого количество кислых кислородсодержащих групп составляет от 2˙10-2 до 9˙10-2 мг-экв/ г и степень заполнения водой микропор при относительном давлении паров воды (Р/Рs) 0,5 не превышает 10%. Отличительными признаками предлагаемого АУ являются низкая концентрация кислородсодержащих групп на его поверхности и малая степень заполнения водой микропор. 
Предлагаемый адсорбент получали, проводя модификацию АУ путем термообработки при 900-1200оС в инертной атмосфере, при этом к АУ подводили переменный потенциал с частотой 50 Гц и процесс вели 2-3 ч. Затем АУ охлаждали до комнатной температуры и хранили в обычной герметически закрытой таре.

 

        ЗАКЛЮЧЕНИЕ

       Данная  работа посвящена одному из самых  распространенных адсорбентов –  активному углю. Он находит применение в нефтехимической, химической промышленности, в медицине, в сельском хозяйстве и во многих других областях человеческой деятельности.

       В работе представлен обзор по основным способам получения активного угля в настоящее время, как из древесного угля, так и из вторсырья (фруктовые  косточки, скорлупа орехов). Также рассмотрена высоко популярная тема научных разработок в сфере получения модифицированных активных углей, обладающих высокой избирательной адсорбционной емкостью. Все изобретения, касающиеся данной области, необходимы для развития технологии производств различных продуктов, на стадиях которых используют адсорбенты.

       Проводимые  исследования по получению модифицированных активных углей дают возможность  эффективно решать широкий круг экологических  и технологических проблем, а  использование в качестве исходного сырья фруктовых косточек или скорлупы ореха позволяет осуществлять практически безотходное производство активного угля.  

 

        СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

  1. Получение активного угля из скорлупы кедрового ореха / В.Л. Ивасенко [и др.] // Химия растительного сырья. – 2003. – №4. – С. 61-64.
  2. Пат. 2105714 Российская Федерация, МПК С 01 В 31/10. Способ получения дробленого активного угля / В.М. Мухин, И.Д. Зубова, Д.С. Жуков, Н.В. Михайлов, В.А. Карев, В.В. Чебыкин, В.П. Чумаков. – № 97103886/25 ; заявл. 12.03.1997 ; опубл. 27.02.1998
  3. Пат. Японии  56-28846, кл. С 01 В 31/10, В 01 J 20/20, 1981
  4. Пат. США 4616001, кл.  С 01 В 31/10, В 01 J 20/20,1979
  5. Пат. 2196732 Российская Федерация, МПК С 01 В 31/08. Способ получения активного угля из скорлупы кедрового ореха / В.Л. Ивасенко, В.Т. Новиков, Ю.Р. Савельева. – № 2001130504/12 ; заявл. 12.11.2001 ; опубл. 20.01.2003
  6. Пат. России 2105714, кл. С 01 В 31/10, В 01 J 27/02, 1998
  7. Пат. 2089496 Российская Федерация, МПК С 01 В 31/08. Способ получения модифицированного активного угля / В.В. Сергеев, А.И. Лоскутов, А.А. Янковский [и др.].– № 95108026/25 ; заявл. 10.05.1995 ; опубл. 10.09.1997
  8. Пат. 2088522 Российская Федерация, МПК С 01 В 31/08. Способ получения модифицированного активного угля / В.В. Сергеев, А.И. Лоскутов, А.А. Янковский [и др.].– № 95108024/25 ; заявл. 10.05.1995 ; опубл. 27.08.1997
  9. Пат. 2104927 Российская Федерация, МПК С 01 В 31/16. Способ получения модифицированного активного угля / С.И. Бучнев, М.М. Гольдин, В.Е. Казаринов [и др.].– № 96124758/25 ; заявл. 31.12.1996 ; опубл. 20.12.1998
  10. Пат. 217588 Российская Федерация, МПК С 01 В 31/08. Способ получения модифицированного активного угля / В.В. Чебыкин, В.Ф. Смирнов, В.А. Каратаев [и др.].– № 2000131025/12 ; заявл. 13.12.2000 ; опубл. 20.11.2001
  11. авт. св. СССР N 1350111, кл. С 01 В 31/08, заявл. 13.01.84
  12. СССР, авт.св. N 97160, кл. С 01 В 31/08, заявл. 25.08.84
  13. Россия, п. 2085486, кл. С 01 В 31/08 заявл. 01.01.94
  14. Пат. 2058935 Российская Федерация, МПК С 01 В 31/08. Гидрофобный активный уголь / Н.С. Поляков, Г.А. Петухова, А.О. Шевченко, В.Ф. Олонцев.– № 2000131025/12 ; заявл. 13.12.2000 ; опубл. 20.11.2001
 

 

 

 

Информация о работе Способы получения активного угля