содержание   ..   140  141  142  143  144  145  146  147  148  149  ..

§ 51. ПРОИЗВОДСТВО АКТИВНЫХ УГЛЕЙ

Активный уголь — пористый адсорбент, скелет которого построен из рыхлых и неправильно упакованных пачек, состоящих из сеток 6-членных углеродных колец, ковалентно связанных с углеродными радикалами, с водородом и реже с кислородом.

Активные угли хорошо адсорбируют органические вещества. Они обладают неоднородной поверхностью и пористостью. Различают микропоры размерами 1—2 нм. (1 нм = 10~9 м) с сильно развитой поверхностью, поры переходных размеров (5—100 нм) с поверхностью до 100 м2/г и макропоры с размерами более 100 нм и малой поверхностью — около 1 м2/г.

Активный уголь получают из ископаемых или древесных углей удалением из них смолистых веществ и созданием разветвленной сети пор. Применяют его в сорбционной технике для улавливания и возвращения в производство ценных органических растворителей, для разделения газовых смесей, в противогазовой технике, как адсорбенты и как основу для каталитических и хемосорбционно-активных добавок, для очистки воды и других сильно полярных жидкостей от примесей органических веществ, в медицине для поглощения газов и различных вредных веществ при желудочно-кишечных заболеваниях.

В лесохимической промышленности вырабатывается уголь активный древесный дробленый марки ДАК, предназначенный для очистки парового конденсата от масла и других примесей. Сырьем для его производства служит угольная мелочь с размером частиц 1,2—3,5 мм (отход карбюризаторного производства).

Технологический процесс производства активного угля состоит из следующих стадий: транспортировки его к печи активации, активации, охлаждения и упаковки активного угля (рис. 86). Уголь с размером частиц 1,2—3,5 мм подается в печь активации — стальной цилиндр, футерованный жароупорным кирпичом. Угол наклона печи активации 2°, частота вращения 0,5—1,2 мин-1. В этой печи уголь прокаливается в течение 45— 60 мин под воздействием парогазовой смеси, состоящей из продуктов сгорания дизельного топлива и перегретого пара. Активирующим началом является входящий в состав парогазовой смеси химически связанный кислород, в результате взаимодействия с которым смолистые и другие органические загрязнения исходного угля превращаются в газообразные соединения или образуют твердые углеродные вещества. Температура в печи активации поддерживается 800—950 °С, так как при повышении её более 950 °С ухудшается качество активного угля, а температура менее 800 °С приводит к снижению интенсивности процесса активации.

Активный уголь из печи активации непрерывно поступает в охладитель — вращающийся барабан, орошаемый сверху водой. Охлажденный до температуры не более 30 °С уголь затем идет на конвейер с резиновой лентой, с него ссыпается в крафтмешок и после взвешивания и зашивания мешка на упаковочной машине формируется партия угля. Партию угля выдерживают в помещении цеха не менее 8 ч, после чего отправляют на склад готовой продукции. Выход активного угля не более 50 % от исходного древесного угля.

По физико-химическим показателям активный уголь ДАК должен соответствовать следующим требованиям и нормам.

Рис. 86. Схема производства активного угля ДАК:
1 — печь активации; 2— охладитель; 3 — ленточный конвейер; 4 — приемник угля ДАК; 5 — весы; 6 — упаковочная машина
 

Внешний вид ...................Зерна черного цвета

без механических примесей

Адсорбционная активность по йоду, %, не менее .... 30

Суммарный объем пор по воде, см3/г, не менее ... 1,4

Гранулометрический состав: массовая доля остатка на сите с полотном, %:

№ 36 не более ..................................2,5

№ 10 не менее....................................95,5

на поддоне не более..............................2,0

Массовая доля, %, не более:

золы ............................................6

влаги .............................10

По согласованию с потребителем допускается массовая доля влаги в активном угле ДАК до 15 % с пересчетом фактической массы на 10 %,-ную ее влажность. Активный уголь ДАК должен поставляться партиями. Партией считают однородный по своим качественным показателям уголь одной марки массой не более 5 т, сопровождаемый одним документом о качестве.
Для проверки качества активного угля на соответствие его показателей требованиям стандарта пробы отбирают от 10 единиц продукции (но не менее чем от 10, если в партии менее 100 единиц продукции). При получении неудовлетворительных результатов анализа хотя бы по одному из показателей проводят повторный анализ пробы, отобранной от удвоенного количества единиц продукции той же партии. Результаты повторного анализа являются окончательными и распространяются на всю партию.

Активный древесный уголь ДАК пожароопасен. Нижний концентрационный предел воспламенения 170 г/м3, температура воспламенения 195 °С, температура самовоспламенения 457 °С.