Некоторые особенности получения активного осинового угля

Abstract

Для исследования использовали образец промышленного ДУ, соответствующий ГОСТ 7657 для марки Б первого сорта. В работе изучалось влияние основных факторов процесса активации (температура, удельный расход водяного пара и продолжительность процесса) на выход и качество получаемых АУ. Для определения закономерностей процессов активации применялись математические методы планирования эксперимента. Температура процесса активации изменялась в диапазоне 820–880 °С, удельный расход водяного пара составлял 1,8–2,3 кг/кг ДУ, продолжительность активации менялась от 120 до 150 мин. Для определения оптимальных условий активации изучалось влияние действующих факторов процесса активации на выход активного угля (%); суммарный объем пор (см3/г); содержание золы (%); адсобционная активность по йоду (%), которые были приняты в качестве функций отклика. Для каждой функции отклика было получено уравнение регрессии, адекватность которого проверялась по критерию Фишера. Используемые в работе методы позволяют обработать экспериментальные данные по активации древесного угля, исследовать их свойства и строение, провести обобщение полученных результатов. Полученные уравнения регрессии адекватно описывают влияние действующих факторов на процесс активации угля на основе осиновой древесины. Активация осинового угля с помощью водяного пара идет быстро, что способствует формированию сорбирующих пор. Вторичная микропористая структура формируется в диапазоне температур 800–850 °С. Повышение конечной температуры пиролиза приводит к снижению удельной поверхности АУ за счет формирования вторичной мезо- и макропористой структуры. Исследования в данной области необходимо продолжить в более мягких условиях активации.

Pyrolysis as a recycling option, biofuels, is a perspective direction of aspen processing. Charcoal is the main product of pyrolysis, it has a wide field of application. Based on the aspen coal it is possible to produce such nanoporous carbon material as an active carbon. The purpose of the experiment is to find the best activation conditions of the main coal, high coal output and its quality. For studies samples of industrial charcoal according to GO ST 7657 were used. This paper studied the main factors of the activation process, output and quality of active coals on the basis of aspen wood. To determine patterns of activation processes mathematical methods of experiment planning were applied. Among many factors that influence the activation process, we have chosen three basic: temperature, specific consumption of water steam and duration of the activation process. The temperature of the activation process was changed in the range of 820 to 880 °C. With specific consumption of water steam was 1.8–2.3 kg/kg charcoal, the duration of activation varied from 120 to 150 minutes. To determine the optimum activation conditions the following factors have been studied: influence of the activation process, the yield of active carbon (%); total pore volume (cm3/g); ash content (%); adsorption activity of iodine (%), which were taken as the response functions.For each response function it was obtained the regression equation, the adequacy of which was tested by theFisher test. Used methods allow to process experimental data for activated charcoal, to explore their properties and structure, to carry out generalization of the obtained results. Regression equations adequately describes the influence of operating factors on the activation process of aspen charcoal. Activation of aspen charcoal with water steam goes quickly, that contributes to the formation of sorbent pores. Secondary microporous structure is formed in the temperature range of 800–850 °C. An increase in pyrolysi temperature leads to a decrease in the specific surface of active charcoal, due to the formation of secondary meso – and macroporous structure. Research in this area should continue in a milder activation conditions.