Спосіб одержання вуглецево-мінерального матеріалу для газоводоочистки

Спосіб одержання вуглецево-мінерального матеріалу для газоводоочистки, який включає диспергування неорганічних та органічних проводять при наступному їх ВМІСТІ, мас % Винахід відноситься до хімічної технології і конкретно стосується способів одержання матеріалів, які використовуються в екологічних процесах очистки газів та води Відомий вуглецево-мінеральний матеріал І спосіб його одержання (ас 1327957, ВОІ J 20/20, "Углерод минеральный сорбент и способ его получения", Чесноков В В та ІНШІ) Проте, цей матеріал одержується з дорогих реагентів, а технологія одержання є складною і енергоємкою Найближчим до запропонованого винаходу є спосіб одержання вуглецево-мінерального сорбента (а, с 1421395 ВОІ J 20/12, 20/20 "Способ получения углеродно-минерального сорбента" Ковалев В В, та Інші), який включає змішування глини з органовмісним продуктом, піроліз суміші у ВІДНОВНІЙ атмосфері при додатковій подачі на змішування шламу електрокоагуляційної очистки стічних вод, а в якості органовмісного продукту використовують маслоконцентрат При цьому змшгування проходить при певних мас 9'о компонентів, а піроліз в атмосфері горіння ендогазу Недопіком даного способу є - Склад основи сорбент}' має значну КІЛЬКІСТЬ глинистого компоненту, тому МІЦНІСТЬ матеріалу є невисокою - змішування шламу (активних компонентів) в основу матеріалу приводить до малої КІЛЬКОСТІ їх на поверхні золошлак 45,5 - 48,2 глинистий компонент 12,6 -19,0 органічні матеріали 5,1 -9,8 гідроксиди металів 27,0 - 31,0, а наприкінці процесу формування основи подають суміш гідроксидів водоочистки в КІЛЬКОСТІ 1 - 5 % від сформованої маси основи матеріалу і термообробку проводять при температурі, вищій 600°С протягом 0,25 - 0,35 години низька температура термообробки не забезпечує хімічну і механічну СТІЙКІСТЬ матеріалу при експлуатації в апаратах газоводоочистки В основу винаходу поставлене завдання підвищення ефективності вуглецево-мінерального матеріалу для газоводоочистки шляхом введення в склад основи матеріалу гідроксидів металу, а наприкінці процесу формування основу покривають сумішшю компонентів і піддають термообробці, що забезпечить збільшення МІЦНОСТІ, хімічної СТІЙКОСТІ і активності матеріалу Поставлене завдання вирішується тим, що спосіб одержання вуглецево-мінерального матеріалу для газоводоочистки, який включає диспергування неорганічних І органічних речовин, їх змилування, формування, сушку, термообробку, охолодження, згідно з винаходом, змішування компонентів суміші-1 основи матеріалу проводять при наступному їх ВМІСТІ, мас % Золошлак 45,5-48,2 (Б) Глинистий компонент 12,6-19,0 (Г) Органічний матеріал 5,1-9,8 (С) Гідроксиди металів 27,0-31,0 (Л) а наприкінці процесу формування основи, подається суміш гідроксидів водоочистки в КІЛЬКОСТІ 1-5% від сформованої маси основи матеріалу Основа, яка складається в основном}' з шлаку та гідроксидів металів, забезпечує МІЦНІСТЬ матеріалу за рахунок збільшення КІЛЬКОСТІ металів 00 ю ю ю 55581 Збільшення органічних матеріалів приводить до збільшення питомої поверхні, що забезпечує підвищення активності вуглецево-мінерального матеріалу Компоненти поверхні матеріалу ферити МІДІ, хрому, нікелю, які утворилися при ХІМІЧНІЙ взаємодії компонентів суміші підчас термообробки, збільшують активність матеріалу При подачі суміші компонентів для покриття основи менше 1мас%, активність матеріалу буде значно меншою, а при більше 5мас % активність матеріалу - збільшується не багато, але збільшується вартість матеріалу Термообробка проводиться при температурі не нижче 600°С, так як при нижчій утворюється матеріал з низькою МІЦНІСТЮ, а оптимальною є температура 800950°С Якщо термообробку проводити менше 0,25 годин, то МІЦНІСТЬ матеріалу низька, а збільшення часу термообробки приведе до недоцільної витрати енергоресурсів та погіршення якості матеріалу, бо проходить зменшення пористості матеріалу при температурі вищій 600 з витримкою протягом 0,25-0,35 години Після формування матеріал проходить сушку при температурі 300-450°С до вологості не більше 2% і направляється на термообробку при температурі понад 600°С протягом 0 25-0 35 годин Приклад Підготовка суміші основи матеріал}' проходить таким чином, зважили золошлак в КІЛЬКОСТІ 900г, глинистий компонент-ЗООг, гідроксиди металів-400гта органічні матеріали-90г, провели диспергування в лабораторній кульовій мельниці і перемішали Одержану дисперговану суміш сформували у вигляді кульових гранул і закінчили грануляцію з використанням суміші гідроксидів водоочистки в КІЛЬКОСТІ 40г Просушку гранульованого матеріалу провели в лабораторній обертовій сушилці при температурі 300-450°С до досягнення вологості не більше 2%, а потім провели термообробку в обертовій лабораторній електропечі при температурі 800°С протягом 20хв з наступним охолодженням Спосіб реалізується в такому процесі Золошлак, глинистий компонент, органічні матеріали та гідроксиди металів, направляються на диспергування в кульковий млин, а потім змішуються в вище вказаних співвідношеннях (основа матеріалу), і звідки дозатором суміш подається в формовочний апарат різного типу (екструдер, валкова формовочна машина та ІНШІ), де проходить початкове формування основи матеріалу, а наприкінці формування подається суміш гідроксидів водоочистки, якою покривається основа матеріалу орієнтовно такого складу з різними, мас % гідроксид заліза (III) 12,0-52,0 (А), гідроксид МІДІ (II) 2,14-8,6 (В), гідроксид хрому (III) 0,55-3,8 (Д), гідроксид нікелю (II) 0,01-0 2 (К), глинистий компонент 1,0-7,5 (Г), голога та ІНШІ 44367 9 (М) в КІЛЬКОСТІ 1-5% від сформованої маси основи матеріалу, І термообробка проводиться Аналогічні приклади реалізації способу провели при інших вмістах як складників суміші основи і суміші гідроксидів водоочистки, так і при різних температурах, часу термообробки та КІЛЬКОСТІ суміші-2 компонентів при закінченні формування матеріалу Використання гідроксидів металів та наступна термообробка їх приводить до утворення феритошпінелідів, структура яких забезпечує високу каталітичну і сорбційну активність матеріал}', а вміст значної КІЛЬКОСТІ заліза в основі вуглецево-мінерального матеріалу забезпечує механічну та хімічну СТІЙКІСТЬ матеріалу Співвідношення інградієнтів, умови процесу одержання І характеристика вуглецевомінеральних матеріалів та їх ефективність при використанні в процесах водо- і газоочистки приведено в таблицях 1, 2, З Таблиця 1 Результати очистки стічних вод комунального господарства міста з використанням вуглецево-мінеральних матеріалів на станції очистки Показники Матеріал загрузки фільтра Без загрузки Приклад 3 зтабл,2 Приклад 8 з табл 2 Приклад 16 з табл 2 Прототип Характеристика матеріалу Параметри фільтрування Питома Висота Щетина, поверхня, загрузки, м5/г см Характеристика стічної води до фільтрації (без загрузки фільтра матеріалом) та після фільтрації через матеріал Швидкість, Завислі ХСК м/с Хлор гЄзаг Ступінь ОЧИСТКИ ВІД завислих, % Сг 3 + 10,0 726 690 101 2,2 0,008 0 980 408 120 8,8 142 203 98,3 н/в 0,068 80,4 885 426 120 8,6 124 263 94,6 н/в 0,044 82,9 960 412 120 8,7 130 182,7 958 н/в 0,051 81,9 350 216 120 8,0 478 320 101,2 2,2 0,084 34,2 55581 Таблиця 2 Склад сумішей, умови процесу та характеристика вуглецево-мінерального матеріалу Назва Вміст № серії і компонентів інградієнтів , прикладу , інградієнтів компонентів, та їх код % Параметри процесу одержання вуглецево-мінеральних матеріалів Витрата Суміш-2 компоне Суміш-1 основи Б,Г,С,Л НТІВ, Показники матеріалу Час обробки, Термообробки, °С хв МІЦНІСТЬ в Цилі ндрі, А,В,Д,К,Г,М І1 2 гідроксид Fe-A золошлак Б гідроксид Си-В 48,2 0,9 550 ЗО 1 650 25 2?5 850 20 850 15 3,8 900 20 5 900 12 52 0,8 1 2,5 3,8 5 51 1000 900 750 750 650 550 12 25 15 ЗО 25 20 0,95 1 2,5 3,8 5 50,5 750 750 850 850 950 1050 ЗО 25 15 25 20 12 МПа Питома Сумарний поверх об'єм ня, пор, м2/гр см3/гр ГЛИНИСТИЙ 3, 4 5 6 N7 8 9 10 11 12 III 13 14 15 16 17 18 IV компонент Г гідроксид Сг-Д органічні матеріали С гідроксид Nin e гідроксиди металів - Л Волога - М Б/А Г/В С/Д Л/К Г М Б/А Г/В С/Д Л/К Г М Прототип 18 6 21 47 17,2 10,8 19 45,5 12,0 15,5 17 Згідно патенту №1421395 26 408 08 2,3 426 0,85 2,4 414 0,78 600 Склад суміші 112 в серії І (приклади 1-6) та II і III одинаковий Результати очистки газової суміші від CO з використанням вуглецево мінеральних матеріалів з таблиці 2 Показники Досліди З матеріалом № 1 з табл 2, 5 2 з табл 2, 10 3 з табл 2, 14 4 з табл 2, 3 5 з табл 2, 7 6 з табл 2, 16 7 з табл 2, 12 Таблиця З Процент реагування, % при температурі, °С 20° 150° 300° 500° 16,9 15,1 17,4 18,1 14,1 28,5 21,3 16,5 25,1 16,5 20,6 18,3 30,6 28,4 83,5 85,1 88,3 79,1 76,1 90,1 86,9 64,2 78,0 73,1 68,3 60,2 79,2 80,4 Підписано до друку 05 05 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24