Энергосберегающая технология переработки высокодисперсных углеродсодержащих отходов в сферические углеродные адсорбенты

Предложено технологическое решение, направленное на переработку высокодисперсных углеродсодержащих техногенных отходов в продукты природоохранного назначения, характеризующееся значительным энерго- и ресурсосбережением. Определены продукты переработки – высокоэффективные и конкурентоспособные активные угли сферической формы, получаемые с применением технологического приема высокооборотного гранулирования в водной среде с различными углеводородными связующими материалами. Описана постадийная схема получения сферических гранул при высокоскоростном перемешивании компонентов системы в водной среде. Установлены основные параметры процесса получения сферических активных углей (САУ) на основе представленных материалов, подобрана рецептура (соотношение компонентов), условия формования и последующих высокотемпературных процессов карбонизации и активации. Проведена оценка параметров пористой структуры, сорбционных свойств и технических показателей полученных материалов по методикам, принятым для аттестации активных углей. Показано, что разработанные САУ не уступают промышленным активным углям по характеристикам пористой структуры и сорбционным свойствам, а по параметрам зольности и прочности – существенно превосходят.

1. Соловей В.Н., Самонин В.В., Спиридонова Е.А., Хрылова Е.Д. Применение жидкостной грануляции для получения углеродных сорбентов сферической формы. Известия СПбГТИ(ТУ). 2015. № 31. С. 84—85.

2. Соловей В.Н., Спиридонова Е.А., Самонин В.В., Хрылова Е.Д., Подвязников М.Л. Получение гранулированного углеродного сорбента сферической формы. Журнал прикладной химии. 2016. Т. 89. № 7. С. 908—915.

3. Gryglewicz G., Grabas K., Lorenc-Grabowska E. Preparation and characterization of spherical activated carbons from oil agglomerated bituminous coals for removing organic impurities from water. Carbon. 2002. V. 40. Is. 13. P. 2403—2411.

4. Amorós-Pérez A., Cano-Casanova L., Ouzzine M., Rufete-Beneite M., José Romero-Anaya A, Lillo- Ródenas M.Á., Linares-Solano Á. Spherical activated carbons with high mechanical strength directly prepared from selected spherical seeds. Materials. 2018. V. 11(5). Р. 770.

5. Won-Chun O., Jong-Gyu K., Hyuk K., Ming-Liang C., Feng-Jun Z., Kan Z., Ze-Da M. Preparation of spherical activated carbon and their physicochemical properties /. Journal of the Korean Ceramic Society. 2009. V. 46. Is. 6. P. 568—573.

6. Мурко В.И., Кравченко А.Е., Бондаренко А.Н., Заостровский А.Н. Обогащение тонких угольных шламов методом масляной грануляции. Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2020. № 4. С. 42—48.

7. Авдохин В. Обогащение углей. Том 1. Процессы и машины. М., Горная книга, 2017. 425 c.

8. Бабенко С.А., Семакина О.К., Миронов В.М., Чернов А.Е. Гранулирование дисперсных материалов в жидких средах (Элементы теории, практика, перспективы применения). Томск, Издательство Института оптики атмосферы СО РАН, 2003. 346 с.

9. Zengxue L., Jifeng Y., Mingzhen W., Meilian H., Dawai L. Coal accumulation zones and their contribution to the enrichment of multi-energy source deposits in the Ordos Basin. Energy Exploration & Exploitation Sage Publications, Ltd. 2006. V. 24. N. 3. Р. 171—179.

10. Елишевич А.Т., Папушин Ю.Л., Белецкий В.С. Обогащение угольных шламов методом масляной агломерации. Кокс и химия. 1991. № 5. С. 7—9.

11. Hapgood K.P., Litster J., Smith R. Nucleation regime map for liquid bound granules. AIChE Journal. 2003. V. 49. № 2. Р. 350—361.

12. Клейн М.С., Байченко А.А., Почевалова Е.В. Обогащение и обезвоживание тонких угольных шламов с использованием метода масляной грануляции. Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2002. №4. С. 237—239.

13. Abberger T., Seo A., Schafer T. The effect of droplet size and powder particle size on the mechanisms of nucleation and growth in fluid bed melt agglomeration. International Journal of Pharmaceutics. 2002. V. 249. P. 185—197.