Вдосконалення технологій одержання вуглецевих сорбентів з антрациту Донецького басейну - Автореферат

Національний технічний університет України ”Київський політехнічний інститут” УДК 66.081:66.046.2:661.183.12: 661.183.2 Вдосконалення технологій одержання вуглецевих сорбентів з антрациту Донецького басейну 05.17.01 - технологія неорганічних речовин Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Сич Наталія Володимирівна Київ 2004 Дисертацією є рукопис. Робота виконана в Інституті сорбції та проблем ендоекології НАН України Науковий керівник: доктор хімічних наук, професор, чл.-кор. НАН України Картель Микола Тимофійович Інститут сорбції та проблем ендоекології НАН України, заст. директора з наукової роботи, зав. відділом сорбентів медичного призначення Офіційні опоненти: доктор технічних наук, ст.н.с. Харламов Олексій Іванович Інститут проблем матеріалознавства ім. І. Францевича НАН України, завідувач лабораторії хімії високотвердих сполук Провідна установа: Інститут колоїдної хімії і хімії води ім. А.В. Думанського НАН України Захист відбудеться 26.01.2005 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.002.13 Національного технічного університету України “Київський політехнічний інститут” за адресою: 03056 м. Київ, просп. Перемоги, 37, корп.4, велика хімічна аудиторія. Автореферат розісланий 08.12. 2004р. Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Д 26.002.13 кандидат технічних наук, доцент Т.І. Мотронюк антрацит переробка сорбент екологічний ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ Актуальність теми. Жорсткість вимог щодо охорони навколишнього середовища вимагає збільшення виробництва різновидів активованого вугілля. При одержанні вуглецевих адсорбентів використовуються різні види викопного вугілля. Робота виконана відповідно до тематичних планів науково-дослідних робіт Інституту сорбції та проблем ендоекології НАН України в рамках науково-дослідних тем, затверджених Президією НАН України: 6Є (2000р.) - Розробка методів і дослідно-промислових технологій одержання нових вуглецевих, вуглецьмінеральних та мінеральних сорбентів для екології, медицини і глибокого очищення речовин (№ держрегістр. 0102U002395), а також госпдоговірної теми №17/2002 - Відпрацювання процесу активації антрациту Донецького басейну обєднання Термоантрацит на печах киплячого шару. Для досягнення поставленої мети вирішувались наступні задачі: - оптимізація режимів одержання мікропоруватого активного вугілля із застосуванням фізичної активації; - пошук способу одержання вуглецевого катіонообмінника в процесі окиснення антрациту різного ступеня активації; - розробка методики одержання активованого вугілля з мезопоруватою структурою з використанням хімічної активації; - розробка композиційних сорбуючих матеріалів із високопоруватих порошків антрациту з додаванням зв?язуючого; - розробка гнучкої технологічної схеми комплексної, безвідходної за сировиною, переробки антрациту в адсорбуючі матеріали. Обєкти дослідження: - викопний антрацит; - антрацит, підданий хімічній модифікації; - окиснений антрацит; - КСМ на основі порошкоподібного активованого антрациту. Питому поверхню (Sпит.) зразків визначали за допомогою методу теплової десорбції аргону і азоту. Об?єм сорбційних пор (VS) досліджуваних матеріалів визначали эксикаторним методом по поглинанню пари бензолу і метанолу. При порівнянні експериментальних і розрахункових даних встановлено оптимальні технологічні параметри одержання мікропоруватого активованого вугілля з високими питомими показниками поруватості; - встановлено, що активація антрациту в киплячому шарі дозволяє збільшити продуктивність процесу при досягненні однорідних порометричних показників у всьому обємі адсорбента; - вперше проведено систематичне дослідження кінетичних закономірностей окиснення активованого до різних ступенів випалу антрациту в температурно-часовому полі та показано, що ефективність окиснення антрациту зволоженим повітрям визначається температурними умовами ведення процесу, а також ступенем попередньої активації, в результаті чого істотно підвищуються об?єм сорбційних пор, питома поверхня та сорбційна активність по тестових речовинах; - досліджено закономірності активації модифікованого вугілля та показано, що застосування методики попередньої окиснювальної обробки з наступним імпрегнуванням сполукою лужного металу та кінцевою активацією дає змогу збільшити реакційну здатність антрациту, що виражається в збільшенні швидкості активації та сумарного об?єму мікро-мезопор у порівнянні з фізичною активацією; - показано можливість одержання високопоруватих (з перевагою мікропоруватої структури) композиційних сорбуючих матеріалів з високими сорбційними показниками на основі поруватих дисперсних вуглецевих порошків, експлуатаційні характеристики яких близькі до сорбційних показників промислових зразків гранульованого вугілля марки СКТ, а у деяких випадках перевищують їх. Результати дослідження порометричних характеристик композиційних сорбуючих матеріалів з активованого антрациту з додаванням окисненого антрациту (технічного вуглецю, активованого вуглецевого волокна) відкривають