CC BY
15
УДК 661.7.002.3
Зин Мое, Наинг Линн Сое, Со Вин Мьинт, Клушин В.Н.
ТЕРМОГРАФИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ХАРАКТЕРА И РАЦИОНАЛЬНОГО УРОВНЯ ТЕРМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА РАСТИТЕЛЬНЫЕ ОТХОДЫ И ИХ КАРБОНИЗАТЫ
Зин Мое, аспирант кафедры промышленной экологии; Наинг Линн Сое, аспирант кафедры промышленной экологии; Со Вин Мьинт, аспирант кафедры промышленной экологии;
Клушин Виталий Николаевич, д.т.н., профессор, профессор кафедры промышленной экологии; e-mail: [email protected]; тел. 8-499-978-89-01;
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125047, Москва, Миусская пл., д. 9
Установлен характер равномерно возрастающего термического воздействия в атмосферах азота и стесненного доступа воздуха на растительные отходы предприятий Республики Союз Мьянма в виде фрагментов железного дерева и оболочек семян манго. Полученные данные позволяют выбор уровня температур, необходимых для пиролиза этого сырья и активации водяным паром его целевых продуктов с целью получения активных углей.
Ключевые слова: отходы обработки железного дерева и консервирования плодов манго; термография; оценка температур пиролиза сырья и активации карбонизатов водяным паром; получение углеродных адсорбентов
THERMOGRAPHIC EVALUATION OF THE CHARACTER AND RATIONAL LEVEL OF THERMAL EFFECTS ON AGRICULTURAL WASTES AND THEIR CARBONIZATES
Zin Moe, Naing linn Soe, Saw Win Myint, Klushin V.N
D. Mendeleyev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia, 125047, Moscow, Miusskaya square, home 9
Established character of uniform increasing thermal effects in nitrogen string and cramped air access to the agricultural waste of the Republic of the Union of Myanimar in the form of fragments of iron-wood and mango seeds shell. The data obtained allows the choice of the temperature level required for the pyrolysis of this raw material and the activation of its target products with water vapor in order to obtain activated carbon.
Key words: waste of processing of an iron-wood and canning of mango fruits; thermograms; evaluation of pyrolysis temperatures of raw materials and activation of carbonizates by water vapor; production of carbon adsorbents
Исследованиям целесообразности и эффективности вовлечения в материальное производство разнообразных растительных отходов по различным направлениям (в частности, для получения углеродных адсорбентов типа активных углей) во многих случаях способствует изучение характера их поведения в различных атмосферах под воздействием температуры. Средством, широко используемым с этой целью, является термография [1], обеспечивающая достаточно быстрое получение необходимой информации.
Авторами с привлечением дериватографа марки Q-1200 фирмы МОМ (Венгрия, г. Будапешт) получены термограммы размолотых до частиц с поперечниками менее 400 мкм порошков железного
дерева и оболочек семян манго - практически не утилизируемых отходов соответственно мебельных производств и консервных предприятий, в значительных объемах образующихся в Республике Союз Мьянма, а также обуглероженных остатков пиролиза этих материалов - карбонизатов и целевых продуктов активации последних водяным паром.
Полученные термограммы, характеризующие результаты воздействия на названные материалы равномерного нагревания с интенсивностью около 9 оС/мин в атмосферах баллонного азота повышенной чистоты и стесненного доступа атмосферного воздуха, представлены сгруппированными по сырьевому признаку на рис. 1-4.
Рис. 1. Термограммы фрагментов оболочек семян манго
(1, навеска 458,8 мг, шкала ТГ 500 мг) и полученных из них карбонизата (2, навеска 368,2 мг,
шкала ТГ 200 мг) и активного угля парогазовой активации (3, навеска 286,2 мг, шкала ТГ 100 мг) при нагревании образцов в атмосфере азота
Анализ данных термограмм рис. 1 свидетельствует о наиболее значительных отличиях в термическом поведении в защитной атмосфере исходного сырья в сравнении с таковым полученных из него карбонизата и активного угля пароводяной активации, на что указывают виды кривых ТГ, ДТГ и ДТА. В отличие от характерных особенностей названных кривых для оболочек семян манго, отмеченных в работе [2], такие кривые для полученных из них карбонизата и активного угля весьма близки по форме, хотя, в свою очередь, также имеют некоторые существенные отличия, выражающиеся, в частности, в существенном сдвиге по температуре и времени перегибов на нисходящих ветвях кривых ДТА и кривых ТГ.
Столь же существенны различия названных кривых термограммы рис. 2 оболочек семян манго, нагреваемых в условиях ограниченного доступа воздуха, от представленных здесь же аналогичных зависимостей от температуры и времени для указанных продуктов их пиролиза и активации, являющихся гораздо более схожими между собой по форме. Так, в частности, нисходящую ветвь кривой ДТА2 характеризует значительное число перегибов, что не свойственно таким же участкам кривых ДТА1 и ДТА3.
Рис. 2. Термограммы фрагментов оболочек семян манго
(1, навеска 377,2 мг, шкала ТГ 500 мг) и полученных из них карбонизата (2, навеска 389,9 мг,
шкала ТГ 500 мг) и активного угля парогазовой активации (3, навеска 320,3 мг, шкала ТГ 200 мг) при нагревании образцов в воздушной атмосфере
Для отходов железного дерева, характеризуемых термограммами рис. 3 и 4, рассматриваемые различия также существенны, хотя выражены менее резко, чем в случае оболочек семян манго.
В защитной атмосфере, как видно из рис. 3, кривые термограммы сырья, детально освещенные в работе [3], характеризует ряд отличий от достаточно схожих между собой рассматриваемых показателей полученных на его основе карбонизата и активного угля. Среди последних наиболее существенны различия форм кривых ДТА при сравнительной близости тенденций хода кривых ТГ.
Примерно аналогичная термографическая картина имеет место и при нагревании порошков железного дерева и его производных в атмосфере стесненного доступа воздуха, на что указывают данные рис. 4. Однако в этом случае при большей, чем в защитной атмосфере, близости форм кривых ТГ2 и ТГ3 формы кривых ДТА2 и ДТА3 также имеют большее сходство формы.
Следует подчеркнуть и характеризуемую рис. 1-4 общую тенденцию зависимостей от температуры и времени в обеих атмосферах кривых ТГ, ДТГ и ДТА исследуемых отходов как объектов растительного происхождения.
Рис. 3. Термограммы порошков железного дерева (1, навеска 354,4 мг, шкала ТГ 200 мг) и полученных из него карбонизата (2, навеска 455,0 мг, шкала ТГ 200 мг) и активного угля парогазовой активации (3, навеска 148,7 мг, шкала ТГ 100 мг) при нагревании образцов в атмосфере азота
Полученные данные послужили основанием для выбора целесообразных температурных областей воздействия на сырьевые материалы и их карбонизаты при изучении процессов пиролиза сырья и активации его твердых продуктов водяным паром, а также для примерной количественной оценки выхода целевых продуктов этих операций в зависимости от температуры процесса.
Список литературы
1. Топор Н.Д., Огородова Л.Н., Мельчакова Л.В. Термический анализ минералов и неорганических соединений. М.: Изд-во МГУ им. М. В. Ломоносова, 1987. - 190 с.
Рис. 4. Термограммы порошков железного дерева (1, навеска 388,0 мг, шкала ТГ 500 мг) и полученных из него карбонизата (2, навеска 476,0 мг,
шкала ТГ 500 мг) и активного угля парогазовой активации (3, навеска 112,8 мг, шкала ТГ 200 мг) при нагревании образцов в воздушной атмосфере
2. Зин Мое, Наинг Линн Сое, Со Вин Мьинт, Клушин В.Н. Анализ процессов термической и термоокислительной деструкции отходов консервирования плодов манго // М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева. Успехи в химии и химической технологии, 2016, том ХХХ, № 9 (178), с. 64-66.
3. Наинг Линн Сое, Зин Мое, Со Вин Мьинт, Клушин В.Н. Термографическое исследование отходов производства мебели // М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева. Успехи в химии и химической технологии, 2016, том ХХХ, № 9 (178), с. 67-69.
