Влияние добавок фурфурола на реологические свойства торфяных паст для получения высокопрочных гранулированных активных углей Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

i Й S i V в химии и химической технологии. To« XXIII. 200S. № 10 (103)

УДК 631.4:632.954:661,183

А, Н. Хомутов, В, Н. Кпушин, В. М. Мухин, А. В. Нистратов Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия

ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК ФУРФУРОЛА НА РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТОРФЯНЫХ ПАСТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНЫХ ГРАНУЛИРОВАННЫХ АКТИВНЫХ УГЛЕЙ

Influence of additive furfural on Maxwell-Kelvin-Shvedov rheological model constants of peat pastes for producing high-strength granulated activated carbons was evaluated.

Оценено влияние добавки фурфурола на константы реологической модели Мак-свелла-Кельвина-Шведова применительно к торфяным пастам для получения высокопрочных гранулированных активных углей.

Фурфурол хорошо смешивается в любых соотношениях с торфяными пастами для получения высокопрочных гранулированных активных углей. Введением в пасту определенной его дозы можно добиться существенного повышения кинетической устойчивости к истиранию разработанных активных углей [1], а следовательно и уменьшения пылеуноса при эксплуатации активного угля, могущего содержать токсиканты.

Настоящая работа посвящена оценке реологических свойств названных паст с добавкой фурфурола. Введение оптимальной дозы, фурфурола в сырьевую композицию дм увеличения устойчивости к истиранию получаемого продукта - активного угля осуществляли в момент пастоприготовле-ния. Полученные сырьевые смеси тестировали па пластометре Толстого при нагрузках 2-60 кПа непосредственно после приготовления и по истечении 1 и 6 суток. Обработку кривых «деформация-время» проводили согласно методике [2], считая, что поведение пасты подчиняется модели Максвелла-Кельвина-Шведова. Результаты обработки кривых течения приведены в табл. 1.

Табл. 1. Константы модели (уравнения) Максвелла-Кельвина-Шведова паст на основе торфа и полиэфирных волокон с добавлением фурфурола

Время вылеживания, сутки Еь МПа Ел, МПа ill ТО"9, Па-с Ро, кПа л ТО6, -1 с А, 0, с

0 5 1,54 1,74 46 26,4 0,76 1470

1 5,45 1,87 1,75 46 26,3 0.74 1260

6 13,9 50 172 31 0,18 0,22 15900

Как видно из этой таблицы, добавка фурфурола существенным образом сказывается как на величинах параметров модели, так и на кинетике их изменения. Во-первых, у паст с введением фурфурола в момент пастоприго-товления модули упругости и эластичности, вязкость, предел текучести.

4

С Я & £ У В химии и химической технологии. Том ХХ!И. 2009. №10 (1Ю)

пластичность и эластичность мало изменяются в течение первых суток вылеживания.

Табл. 2. Величины приведенных деформаций паст

Время вылеживания, сутки %П. Би.

&уп. Бул./ Ееь % бэл. еэд / % £нл. е™./ Ееь %

0 0,4 14 1,12 40 1,3 46

1 0,37 14 1,07 42 1,12 44

6 0,14 74 0,04 6 0,011 20

При их вылеживании в течение 6 суток модуль упругости возрастает в 2,7 раза, модуль эластичности - в 32 раза, вязкость - практически на два порядка, период релаксации - более чем на порядок. Модули упругости и эластичности, вязкости и пределы текучести паст с фурфуролом в начальный момент ниже, чем их аналоги для паст, не содержащих фурфурола. Анализ литературных данных [3] показывает, что по своим характеристикам свежеприготовленная паста с только что введенным в нее фурфуролом обладает вязкостью, на 3 порядка превышающей аналогичный показатель водно-торфяных паст [3], при этом вылеживание паст в течение 6 суток приводит этот показатель к уровню вязкости глин.

Приведенные деформации пасг с фурфуролом охарактеризованы в табл. 2.Данные этой таблицы позволяют отнести свежеприготовленную и вылежавную в течение суток пасты к пятому структурно-механическому типу, характеризующемуся наилучшими формовочными свойствами, пасту, вылежанную в течении 6 суток, - к третьему типу.

Таким образом, фурфурол эффективен не только как упрочняющая добавка в разрабатываемой технологии, но и как пластификатор.

Библиографические ссылки

1. Хомутов А.Н., Клушин В.Н. Влияние добавок фурфурола и лигнина на кинетику истирания высокопрочных активных углей из отходов полиэфира и торфа. // Успехи в химии и химической технологии: Сб. науч. тр. [под ред. П.Д. Саркисова и В.Б. Сажина]; / РХТУ им. Д.И. Менделеева М.: Изд-во РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2006. Том XX. № 6. С. 45-47.

2. Акутин М.С., Тихонов Н.Н. Лабораторные работы по реологии полимеров./ МХТИ им. Д.И. Менделеева. М.: Изд-во МХТИ им. Д.И. Менделеева, 1983. 43 с.

3. Воларович М.П. Изучение реологических свойств торфов пониженной влажности. // Коллоидный ж-л, 1958. № 3. С. 361-363.