CC BY
33
УДК 661.183.2
Мин Тху, Мьят Мин Тху, Со Вин Мьинт, Клушин В.Н.
ХАРАКТЕР ДЕСТРУКЦИИ ОТХОДОВ ПЕРЕРАБОТКИ УРОЖАЯ СЛИВ И ВЫРАЩИВАНИЯ ХЛОПЧАТНИКА ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ТЕМПЕРАТУРЫ
Мин Тху, аспирант кафедры промышленной экологии; Мьят Мин Тху, аспирант кафедры промышленной экологии; Со Вин Мьинт, аспирант кафедры промышленной экологии;
Клушин Виталий Николаевич, д.т.н., профессор, профессор кафедры промышленной экологии, e-mail: klouch@muctr.ru;
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125047, Москва, Миусская пл., д. 9
Изложены впервые полученные результаты термографического исследования в атмосферах азота и стесненного доступа воздуха фрагментов косточек слив и стеблей хлопчатника - отходов консервных предприятий и сбора урожая хлопка Республики Союз Мьянма. Сформулированы рекомендации о целесообразных температурных границах воздействия на отходы при исследовании процессов их пиролиза и активации получаемых пиролизом карбонизатов водяным паром с целью получения активных углей.
Ключевые слова: отходы косточек сливы и выращивания хлопка; термография; области температурного воздействия при исследовании пиролиза отходов и активации карбонизатов водяным паром; активные угли.
THE NATURE OF DESTRUCTION OF WASTE RECYCLING OF CROP DRAINING AND CULTIVATIO OF COTTON UNDER THE INFLUENCE OF TEMPERATURE
Min Thu, Myat Min Thu, Saw Win Myint, Kluchin V.N.
Russian chemical-technological university D.I. Mendeleev, Moscow, Russia, 125047, Moscow, Miusskaya pl., H.9
Present for the first time received the result of thermographic analysis in atmospheres of nitrogen and restrained air access fragments of bones plums, and stalks of cotton - waste canneries and harvest flakes of the Republic of the Union of Myanmar. Formulated recommendations about the appropriate temperature limits of the exposure of waste in the study of the processes ofpyrolysis and activation obtained by the pyrolysis of carbonization water vapor with the aim of obtaining activated carbon.
Key Words: waste of bones plums and cultivation of cotton; thermographic; region of temperature effects in the study of pyrolysis of waste and steam activation of carbonizate; activated carbon.
Утилизация отходов растительного происхождения становится все более насущной задачей национальной экономики Республики Союз Мьянма. Среди них, в частности, требует разработки обоснованного решения проблема эффективного использования практически не находящих сколько ни будь квалифицированного применения твердых остатков консервирования плодов слив (в виде фрагментов косточек) и таковых возделывания (выращивания) хлопка (в виде газа-паи - стеблей и корневищ растений). Одним из перспективных направлений утилизации этих отходов, как свидетельствуют источники доступной научно-технической информации [1-3], является получение на их основе достаточно важной, дефицитной и дорогостоящей продукции в виде активных углей.
Наиболее технически простой технологией производства этих адсорбентов, сравнительно легко реализуемой в условиях страны, является технология парогазовой активации карбонизатов, получаемых пиролизом названных отходов. Ценные сведения о необходимых для выполнения исследований областях термического воздействия на указанные отходы при их пиролизе и на получаемые пиролизом карбонизаты при их активации водяным
паром обеспечивает термический анализ, достаточно быстро осуществляемый с привлечением специального исследовательского оборудования. Для получения результатов термографии названных материалов авторами настоящей работы использован дериватограф венгерского производства (фирмы МОМ, г. Будапешт) марки Q-1200. Исследования выполнены при нагревании образцов в виде порошков крупность менее 400 мкм до температур, близких 900 оС, с интенсивностью ~9 оС/мин.
На рис. 1 и 2 сопоставлены полученные в защитной атмосфере и атмосфере стесненного доступа воздуха термограммы освобожденных от ядер и измельченных фрагментов сливовых косточек и приготовленных из них карбонизатов. Вид кривой ТГ1 рис. 1 является типичным для термической деструкции материалов растительного
происхождения [4]. В указанной температурной области (~20-900 оС) ее характеризуют 4 стадии деструкции, а количественная обработка позволяет осуществить оценку потери образцом массы в различных температурных интервалах и сделать заключение о целесообразности изучения процесса пиролиза косточек сливы в температурной области с минимальным уровнем около 500 оС.
...............
_ЛТП . у
р. дтг? // '
"Л™ /
> V
тн\ \ V \ДГ2
.....................
Рис. 1. Термограммы порошка косточек сливы (1, навеска 574,1 мг, шкала ТГ 1000 мг) и полученного из них карбонизата (2, навеска 324,8 мг, шкала ТГ 200 мг) при нагревании образцов в атмосфере азота
Сведения аналогичного плана позволяет получить и анализ кривой ТГ2 термограммы рис. 1, на основании которого следует, в частности, что нижняя граница целесообразного уровня термического воздействия на карбонизат, полученный из косточек сливы, при его активации водяным паром должна быть близка 700 оС. Наряду с формой кривой ДТА2 данные этой термограммы в сопоставлении с таковыми термограммы 1 указывают на различие механизмов термической и термоокислительной деструкции этих материалов.
Термограммы рис. 2 характеризуют поведение косточек сливы и полученного из них карбонизата в условиях нагревания с ограниченным доступом атмосферного воздуха. Возможные в реальном производстве несанкционированные поступления в реактор этого воздуха, как свидетельствует сопоставление кривых ТГ и ДТА рис. 1 и 2, могут оказывать существенное влияние на характер разложения рассматриваемых материалов
Рис. 2. Термограммы порошка косточек сливы (1, навеска 621,6 мг, шкала ТГ 1000 мг) и полученного из них карбонизата (2, навеска 372,7 мг, шкала ТГ 200 мг) при нагревании образцов в воздушной атмосфере
(косточковых отходов и их карбонизатов), а также на количественные (выход продуктов) и качественные (физические и химические свойства продуктов) показатели процессов пиролиза данного сырья и активирования целевого продукта пиролиза водяным паром. Вместе с этим перенос как качественных, так и количественных результатов выполненных термографических исследований на реальные технологические процессы вследствие эффектов масштабирования лимитирован их чисто описательным характером.
Заключения и выводы аналогичного плана позволяет сделать и анализ данных рис. 3 и 4, характеризующих поведение гуза-паи при ее нагревании в названных атмосферах. Следует подчеркнуть при этом существенно большую сложность характеризуемой кривыми ДТА тепловой картины нагревания данного сырья и полученного из него карбонизата при ограниченном доступе воздуха по сравнению с нагреванием в защитной атмосфере.
Рис. 3. Термограммы порошка гуза-паи (1, навеска 188,6 мг, шкала ТГ 200 мг) и полученного из нее карбонизата (2, навеска 308,5 мг, шкала ТГ 200 мг) при нагревании образцов в атмосфере азота
Сопоставление представленных термограмм фрагментов косточек сливы, газа-паи и их карбонизатов свидетельствует также и о достаточно многочисленных различиях в тепловых проявлениях, сопровождающих нагрев этих материалов в названных условиях.
Список литературы 1. Патент РФ № 2111923 от 27.05.1998 Способ получения активного угля из косточек плодов и скорлупы орехов (Голубев В. П.; Мухин В. М.; Тамамьян А. Н. и др.) [Электронный ресурс] Режим доступа:
http://www.findpatent.ru/pftent/211/2111923 .htnl. (дата обращения: 12.12.15).
Рис. 4. Термограммы порошка гуза-паи (1, навеска 250,5 мг, шкала ТГ 500 мг) и полученного из нее карбонизата (2, навеска 278,9 мг, шкала ТГ 200 мг) при нагревании образцов в воздушной атмосфере
2. Активированный уголь: производство из косточек фруктов, опилок, отходов с/х. [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www/asia-business.ru/torg/mini-
factory/coal/activated/activated_1147.html. (дата обращения: 27.11.15).
3. Сербина Т.В. Разработка технологии активных углей из гуза-паи (отхода хлопчатника) Автореф. дисс. к.т.н. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 1993. - 15 с.
4. Способ получения активированного угля и диоксида кремния из рисовой шелухи [Электронный ресурс]: http://sci-article.ru/stat.php?i=1408911852 (дата обращения: 22.02.17).
