RU164189U1 - Устройство для получения углеродного адсорбента из полимерного композита - Google Patents
Устройство для получения углеродного адсорбента из полимерного композита Download PDFInfo
- Publication number
- RU164189U1 RU164189U1 RU2015151495/05U RU2015151495U RU164189U1 RU 164189 U1 RU164189 U1 RU 164189U1 RU 2015151495/05 U RU2015151495/05 U RU 2015151495/05U RU 2015151495 U RU2015151495 U RU 2015151495U RU 164189 U1 RU164189 U1 RU 164189U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- source
- pyrolyzer
- inert gas
- carbon adsorbent
- Prior art date
Links
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 title claims abstract description 18
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 13
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 13
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title description 10
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 4
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 4
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 4
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229920005611 kraft lignin Polymers 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 2
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 1
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
1. Устройство для получения углеродного адсорбента, содержащее камеру обработки исходного материала, бункер приема получаемого материала, отличающееся тем, что камера выполнена в виде пиролизера, оснащенного трубчатой печью с программным блоком контроля температуры, полость пиролизера соединена магистралью с камерой выработки перегретого водяного пара, сообщенной с источником сжатого инертного газа.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что камера выработки перегретого водяного пара оснащена терморубашкой, соединенной с программным блоком контроля температуры.3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что бункер приема получаемого материала соединен с источником сжатого инертного газа.
Description
Предложение относится к техническим средствам для получения углеродного адсорбента из полимерного композита.
В настоящее время известны установки для получения углеродных адсорбентов, основанные на использования различных способов карбонизации лигнинных соединений. [Н.И. Богданович, С.А. Цаплина, Л.Н. Кузнецова, Г.В. Добеле. // Лесн. журн. 1996. №6. С. 101-110; Т.Г. Шендрик, В.В. Симонова, В.А. Кучеренко, Л.В. Пащенко, Т.В. Хабарова. // Хим. тв. топлива. 2007. №1. С. 44-50; D.P. Vargas, L. Giraldo. J.C. Moreno-Pirajan. // Thermochim. Acta. 2015. V. 611. p. 20-25].
Существенным недостатком упомянутых установок является использование в качестве объекта карбонизации соединений лигнина различных генераций без участия синтетических полимеров и в частности полиакрилонитрила.
Наиболее близким по сущности и частично достигнутому результату является разработка и использование установки для получения композитных волокон на основе крафт-лигнина в смеси с полипропиленом или полиэтилентерефталатом, включающей применение спининг-аппарата при механическом взаимодействии исходных компонентов и термической экструзии образующегося композита с образованием волокнистого материала. [S. Kubo, J.F. Kadla. // J. Polymer Environ. 2005. V. 13 N2. P. 97-105].
Существенными и очевидными недостатками указанного прототипа являются то, что устройство основано на использовании крафт-лигнина, обогащенного побочными продуктами термогидролитической переработки древесной массы и содержащими ряд токсичных соединений, дезактивация которых требует дополнительных затрат. Процесс по прототипу усложнен специфическими особенностями фильерного узла, связанными с соблюдением безкислородной технологии спиннинг-образования волоконной продукции. Не менее-сложной задачей является обеспечение необходимой прочности и термостабильности композитных волокон с учетом соответствующих параметров исходных синтетических полимеров.
Технической задачей и положительным результатом заявляемого устройства является улучшение условий процесса получения адсорбента при более эффективной активации и карбонизации прекурсора.
Устройство для получения углеродного адсорбента содержит камеру обработки исходного материала, бункер приема получаемого материала. При этом камера выполнена в виде пиролизера, оснащенного трубчатой печью с программным блоком контроля температуры, полость пиролизера соединена магистралью с камерой выработки перегретого водяного пара, сообщенной с источником сжатого инертного газа.
Устройство характеризуется тем, что камера выработки перегретого водяного пара оснащена терморубашкой, соединенной с программным блоком контроля температуры.
Устройство характеризуется также тем, что бункер приема получаемого материала соединен с источником сжатого инертного газа.
В устройстве приема получаемого материала бункер соединен линией связи с прибором контроля состава получаемого адсорбента.
Такая принципиальная конструктивная схема устройства для получения углеродного адсорбента позволяет использовать отходы деревообрабатывающих комбинатов, в особенности - гидролизный лигнин и получать на его основе полезный продукт для использования в различных технологических процессах, где требуется эффективная очистка различных жидких фаз.
Углеродный адсорбент, полученный на основе композитного материала: гидролизный лигнин - полиакрилонитрил обладает широким спектром дисперсности и сильно развитой удельной поверхностью, что позволяет вести экономный расход адсорбента при очистке жидких сред.
Устройство для получения углеродного адсорбента содержит камеру обработки исходного материала, выполненную в виде пиролизера 1, оснащенного трубчатой печью 2; имеет также камеру 3 выработки перегретого водяного пара, оснащенную терморубашкой 4. Трубчатая печь 2 и терморубашка 4 соединены с программным блоком 5 контроля температуры (нагрева и остывания). Устройство содержит источник сжатого инертного газа 6, а также - барботажную камеру 7. При этом источник инертного газа соединен магистралью 8 с полостью камеры 3, которая, в свою очередь, соединена магистралью 9 с полостью пиролизера 1, а его полость соединена магистралью 10 с барботажной камерой 7, имеющей патрубок 11 для удаления из нее парогазовых фаз. Для контроля состава этого газа патрубок имеет отвод в газовый хроматограф 12, используемый в качестве прибора для контроля состава отводимой парогазовой фазы.
Полость пиролизера 1 шнековым патрубком 13 сообщена с бункером 14 приема получаемого материала, соединенного своей полостью магистралью 15 с источником сжатого инертного газа 6 расходный патрубок 16 бункера имеет отвод линии связи с прибором 17 контроля состава полученного адсорбента.
Работа устройства осуществляется следующим образом. Полость пиролизера 1 заполняют полимерным композитом, в качестве которого используют продукт реакции гидролизного лигнина с полиакрилонитрилом; камеру 3 заполняют водой, а барботажную камеру 7 заполняют водой с добавлением в нее мелкодисперсного глиняного порошка (около 5%) по весу.
С помощью программного блока 5 подают электроэнергию для питания трубчатой печи 2 и терморубашки 4. В камеру 3 подают сжатый инертный газ (преимущественно Ar) из его источника 6 (например, - стандартного баллона). Образующийся пар вместе с газом падают по магистрали 9 в пиролизер 1 для обработки полимерного композита, прогреваемого печью 2 с линейной скоростью 20 град·мин-1; осуществляют температурные выдержки в пределах температур 20-800°C. Образующиеся в пиролизере газы вместе с подаваемой в него парогазовой смесью попадают в барботажную камеру 7, очищаются от аэрозолей и отводятся из устройства патрубком 11, экспресс-анализ отводимых газовых фаз ведут газовым хроматографом 12.
Полученный углеродный адсорбент накапливают в бункере 14, куда вводят инертный газ от баллона 6 для предупреждения окислительных процессов при его хранении (до использования). Качество адсорбента контролируют с помощью прибора 17 анализа его состава, в качестве которого используют ионообменный хроматограф с ультрафиолетовыми и инфракрасными детекторами.
Эффективность данного устройства определена по результатам его испытаний и опытной проверки, которые выявили возможность получать углеродный адсорбент из волокнистого прекурсора на основе композитного материала гидролизный лигнин - полиакрилонитрил с широким спектром полидиспертности от микро - до макропор с радиусом 2-300 нм. В зависимости от условий карбонизации удельная поверхность углеродных адсорбентов колеблется от 20 до 500 м2·г-1. Выход углеродного адсорбента относительно исходного прекурсора составляет 35-42%. Экологическая безопасность процесса обеспечивается отсутствием токсичных выбросов при пиролизе использованного композита и постоянном контроле за качеством продукции.
Claims (3)
1. Устройство для получения углеродного адсорбента, содержащее камеру обработки исходного материала, бункер приема получаемого материала, отличающееся тем, что камера выполнена в виде пиролизера, оснащенного трубчатой печью с программным блоком контроля температуры, полость пиролизера соединена магистралью с камерой выработки перегретого водяного пара, сообщенной с источником сжатого инертного газа.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что камера выработки перегретого водяного пара оснащена терморубашкой, соединенной с программным блоком контроля температуры.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что бункер приема получаемого материала соединен с источником сжатого инертного газа.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015151495/05U RU164189U1 (ru) | 2015-12-02 | 2015-12-02 | Устройство для получения углеродного адсорбента из полимерного композита |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015151495/05U RU164189U1 (ru) | 2015-12-02 | 2015-12-02 | Устройство для получения углеродного адсорбента из полимерного композита |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU164189U1 true RU164189U1 (ru) | 2016-08-20 |
Family
ID=56694388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015151495/05U RU164189U1 (ru) | 2015-12-02 | 2015-12-02 | Устройство для получения углеродного адсорбента из полимерного композита |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU164189U1 (ru) |
-
2015
- 2015-12-02 RU RU2015151495/05U patent/RU164189U1/ru active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103880007B (zh) | 利用含油污泥制备的活性炭或活性焦及其制备装置和方法 | |
| Devi et al. | Effect of temperature on biochar properties during paper mill sludge pyrolysis | |
| WO2008034424A1 (de) | Verfahren zur thermochemischen verarbeitung von kohlenstoffhaltigen rohstoffen | |
| CN104736680A (zh) | 由废弃物生产燃料气的方法和设备 | |
| FI2814909T3 (fi) | Kaksivaiheinen vyöhykkeittäin rajattu pyrolyysilaite | |
| JP2018522093A (ja) | メタンガスを生成するための装置及び該装置の使用 | |
| EP3031881A1 (en) | Method of pyrolytic processing of polymer waste from the recycling of food packaging and a system for carrying out such method | |
| Zhang et al. | Tar-free fuel gas production from high temperature pyrolysis of sewage sludge | |
| CN106170533A (zh) | 由碳质材料生产燃气的方法 | |
| WO2014017955A3 (ru) | Способ переработки горючих продуктов, реактор для его осуществления (варианты) и установка, включающая этот реактор | |
| CH702521A2 (de) | Anlage zur Herstellung von gedarrtem Holz, Holzkohle, Holzteer, Holzessig und Synthesegas. | |
| CN103060011A (zh) | 将生物质高温闪速热裂解成燃气的制备方法及装置 | |
| Maniscalco et al. | Experimental study of the pyrolysis of waste bitumen for oil production | |
| JPH05245463A (ja) | 混合プラスチツク廃棄物の処理方法及び処理装置 | |
| RU164189U1 (ru) | Устройство для получения углеродного адсорбента из полимерного композита | |
| CN106587552A (zh) | 一种含油污泥碳化处理方法 | |
| JP5178980B2 (ja) | 炭化フッ素供給原料の処理方法 | |
| KR101584175B1 (ko) | 활성탄 제조방법 및 제조장치 | |
| CN203999297U (zh) | 一种微波辐照湿污泥干化热解连续反应装置 | |
| Yang et al. | Stepwise dechlorination and co-pyrolysis of poplar wood with dechlorinated polyvinyl chloride: Synergistic effect and products distribution | |
| BR112013031952A2 (pt) | mecanismo e processo para carbonização contínua de aparas de madeira ou resíduos e outros materiais orgânicos de carbonização | |
| JP2022544648A (ja) | 廃棄物の処理のための方法および装置 | |
| EA202192536A1 (ru) | Способ и устройство для производства неэнергетического биоугля посредством термической обработки | |
| RU2604620C1 (ru) | Способ получения композиционного волокнистого адсорбента | |
| JP7620000B2 (ja) | 廃棄物の処理のための方法および装置 |