Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2021
Идентификатор DOI: 10.17223/24135542/22/3
Ключевые слова: fir bark, wood pitch, briquetted sorbents, pyrolysis, benzene adsorption isotherm, кора пихты, древесный пек, брикетированные сорбенты, пиролиз, изотерма адсорбции бензола
Аннотация: Для производства гранулированных и брикетированных активных древесных углей в качестве традиционного связующего применяется каменноугольный пек. В настоящее время наблюдается нарастающий дефицит каменноугольного пека, и поиск более дешевого и доступного связующего для получения брикетированных активных древесных углей является актуальной задачей. В данной работе проведено исследование процесса получения брикетированных сорбентов из коры пихты сибирской, пиролизованной при 450°С, с древесным пеком в качестве связующего. Определены условия получения прочного брикетированного активного древесного угля с хорошими сорбционными характеристиками. Исследовано влияние предварительной парогазовой активации карбонизата коры пихты на свойства брикетированных углей. Установлено, что оптимальное содержание древесного пека в исходной смеси составляет 50 мас. %. При давлении прессования не менее 20 МПа брикеты имеют максимальную прочность на истирание (до 91 %) и хорошие сорбционные характеристики. Показано, что брикеты на основе пиролизованной коры имеют хорошие адсорбционные характеристики по бензолу (статическая емкость по бензолу достигает 148 г/л, динамическая емкость достигает 135 г/л), по своим характеристикам соответствуют техническим требованиям для рекуперационных углей АРТ, АРТ-2 и АР-3 и могут быть применены для рекуперации растворителей, извлечения бензина из природного газа и очистки воздуха от органических растворителей. Экспериментально построены изотермы адсорбции бензола. Вид изотерм характерен для пористых углеродных материалов с развитой мезопористой структурой. Брикеты, полученные из пиролизованной активированной коры пихты, характеризуются насыпной плотностью 560 г/дм3, удельной адсорбционной активностью по йоду 42%, а по абсолютной адсорбционной способности по йоду несколько превышают промышленные активные угли марок БАУ-А, БАУ, ДАК (насыпная плотность 220-240 г/дм3, удельная активность по йоду - 60, 45, 30% соответственно). Брикеты из пиролизованной активированной коры пихты могут заменить промышленные активные угли марок БАУ-А, БАУ, ДАК в процессах адсорбции со стационарным слоем. Coal tar pitch is used as a traditional binder for the production of granulated and briquetted active charcoal. Currently, there is a growing shortage of coal pitch. Hence the search for a cheaper and more available binder for briquetted active charcoal is an urgent task. In this paper, the study of the process of obtaining briquetted sorbents from the bark of Siberian fir, pyrolyzed at 450 °C, with wood pitch as a binder was carried out. The conditions for obtaining strong briquetted active wood coal with good sorption characteristics were found. The influence of preliminary steam-gas activation offir bark carbonizate on the properties of briquetted coals was investigated. It was showed that the best mass fraction of wood pitch in the initial mixture is 50 wt. %. The highest briquettes abrasion strength (up to 91 %) and good sorption characteristics were achieved at higher pressure than 20 MPa. It was shown that briquettes based on pyrolyzed bark have good adsorption characteristics for benzene (static capacity for benzene reaches 148 g/l, dynamic capacity reaches 135 g/l) and its properties were the same as the technical requirements for recovery coals ART, ART-2 and AR-3 and they can be used for solvent recovery, extraction of gasoline from natural gas and air purification from organic solvents. Isotherms of benzene adsorption were experimentally obtained. The type of isotherms is typical for porous carbon materials with a developed mesoporous structure. Briquettes obtained from pyrolyzed activated fir bark have a bulk density of560 g / dm3, a specific adsorption activity for iodine of 42 %, and the absolute adsorption capacity for iodine is slightly higher than industrial active coals of the BAU-A, BAU, DAK (bulk density 220-240 g/dm3, iodine activity - 60, 45, 30 %). Pyrolyzed activated fir bark briquettes can replace industrial active coal BAU-A in a fixed bed adsorption processes.
Журнал: Вестник Томского государственного университета. Химия
Выпуск журнала: № 22
Номера страниц: 24-37
ISSN журнала: 24135542
Место издания: Томск
Издатель: Национальный исследовательский Томский государственный университет