Штеба Татьяна Валерьевна ПОЛУЧЕНИЕАКТИВНЫХУГЛЕИ ИЗ БЕРЕЗОВОЙ ЩЕПЫ РАЗЛИЧНОГО КАЧЕСТВА

Короткий зміст

Во введении обоснована актуальность работы. Приведены основные положения, выносимые на защиту.
В первой части приведен анализ научно - технической и патентной литературы по вопросам структуры и свойств древесины, а также по во-просам технологии ДУ и АУ. Более подробно рассмотрены химические, физико-механические свойства древесины березы.
Показано, что отечественная технология пиролиза основана на пере¬работке крупномерной древесины, в основном березовой, в связи с чем практически отсутствует- информация о переработке на ДУ таких видов сырья как щепа из березового тонкомера и сучьев.
Проанализирована информация о влиянии технологических факто-ров активации на выход, свойства и структуру АУ. Показано, что сущест-вующие способы производства АУ обладают рядом недостатков.
Исходя из результатов анализа литературы, были сформулированы цель и задачи исследования.
Во второй части охарактеризованы методы исследований, приве-дены описания лабораторных и опытных установок для пиролиза древеси¬ны и активации угля, изложены методы анализа исходного сырья, методы изучения пористой структуры и свойств получаемых ДУ и АУ.
Анатомическое строение древесины и получаемых углей изучали с помощью электронного микроскопа.
В качестве сырья были использованы различные образцы древесины березы, произрастающей в Свердловской области: крупномерная древеси-

6
на (диаметр выше 14 см); тонкомерная древесина (диаметр 4...6 см); дре-весина сучьев (диаметр 4...6 см).
Древесный уголь получали пиролизом березовой щепы во вращаю-щейся реторте с внешним обогревом. На основании ранее проведенных ис¬следований продолжительность пиролиза образцов щепы составляла 20 или 40 мин при температуре 400, 500,600 и 700 °С.
По окончании процесса пиролиза в полученных древесных углях (ДУ) определялись выход древесного угля, содержание нелетучего углеро¬да, суммарный объем пор, содержание золы, кажущаяся плотность, ад¬сорбционная активность по йоду. Для получения регрессионных зависимо¬стей был реализован полный факторный эксперимент (ПФЭ) 22.
Активный уголь (АУ) получали во вращающейся зигзагообразной реторте путем активации водяным паром. Температура процесса активации составляла 800 или 850 °С, удельный расход пара 1 или 2 кг/кг ДУ, про¬должительность активации составляла 1,5 или 2 ч.
В качестве параметров оптимизации были приняты: выход активного угля, суммарный объем пор, содержание золы, адсорбционная активность по йоду. Для получения регрессионных зависимостей был реализован пол¬ный факторный эксперимент (ПФЭ) 23.
При определении закономерностей процессов пиролиза и активации, и разработке технологических режимов применялись математические ме¬тоды планирования эксперимента
В третьей части изложены результаты исследования процессов пиролиза и активации и их обсуждение.
Первый раздел посвящен изучению химического состава исследуе-мых образцов древесины.
Исследование химического состава древесного сырья показало, что суммарное содержание целлюлозы и лигнина для крупномерной древеси¬ны составляет 65,2 %, что значительно превосходит аналогичный показа¬тель для тонкомерной (59,9 %) и древесины сучьев (57,0 %). Кроме того, тонкомерная древесина имеет повышенную зольность по сравнению с дру¬гими образцами.