Получение активных углей из березовой щепы различного качества

• Автор: Штеба, Татьяна Валерьевна
• Шифр специальности: 05.21.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 174 с. : ил.

1. Обзор и анализ научно-технической и патентной информации
1.1. Характеристика структуры и свойств древесной матрицы
1.2. Технология древесного угля
1.3. Структура, состав и свойства древесных углей
1.4. Технология активации
1.5. Строение и свойства активных углей
Выводы по литературному обзору
2. Методы проведения экспериментов
2.1. Подготовка и методы исследования сырья
2.2. Проведение пиролиза древесной щепы
2.3. Методы испытания древесных углей
2.4. Проведение активации угля-сырца
2.5. Методы испытания активных углей
2.6. Методика статистической обработки полученных результатов
3. Экспериментальная часть
3.1. Исследование химического состава древесного сырья
3.2. Взаимосвязь микроструктуры древесины и древесного угля
3.3. Исследование процесса пиролиза березовой щепы различного качества
3.3.1. Пиролиз тонкомерной древесины
3.3.2. Пиролиз крупномерной древесины
3.3.3. Пиролиз древесины сучьев
3.3.4. Влияние качества исходной древесины на выход и свойства получаемых древесных углей
3.4. Исследование процесса активации древесных углей из березовой щепы различного качества

3.4.1. Влияние факторов активации на выход и свойства активных углей
3.4.2. Влияние качества сырья на выход и свойства активных углей
3.5. Исследование влияния расхода пара на выход и качество активных
углей
Выводы по экспериментальной части
4. Технологическая часть
4.1. Общая характеристика предлагаемой технологии
4.1.1. Характеристика производимой продукции
4.1.2. Характеристика исходного сырья и полупродуктов
4.1.3. Выбор и обоснование схемы технологического процесса
4.2. Технологическая схема получения активных углей с полным сжиганием ПГС
4.2.1. Описание технологической схемы
4.2.2. Материальные балансы производства активных углей из березовой щепы различного качества
4.2.3. Тепловые балансы получения активных углей из древесной щепы различного качества
4.2.4. Выбор и подбор основного технологического оборудования
4.3. Технологическая схема получения активных углей с отбором смолы
4.3.1. Описание технологической схемы с отбором смолы
4.3.2. Материальные балансы
4.3.3. Выбор основного технологического оборудования
4.4. Технико-экономические показатели производства
Выводы по технологической части
Заключение
Выводы по диссертации
Библиографический список
Приложения

В связи с устойчивой тенденцией к расширению применения активных древесных углей для доочистки питьевой воды, в пищевой промышленности, энергетике и других отраслях народного хозяйства, большое значение приобретает совершенствование технологии производства активных древесных углей.
Как известно, российская технология активных древесных углей имеет ряд особенностей, мешающих ей конкурировать с зарубежными производителями аналогичной продукции. Основная из них - морально устаревшая технология, основанная на переработке кусковой древесины и последующей переработке кускового древесного угля.
В настоящее время производство активных углей (АУ) осуществляется в аппаратах различных конструкций, общим недостатком которых является высокая себестоимость активного угля, связанная в основном с высоким расходом пара (до 30 т на 1 тонну продукта) и угля-сырца (до 5 т на 1 тонну продукта). Кроме того, существующие технологии пиролиза древесины и активации древесного угля оказывают значительное воздействие на окружающую среду. Перспективы развития технологии и активации древесного угля во многом связаны с решением проблем экологической опасности производства, в частности с решением вопроса эффективной утилизации ПГС. Проблема создания экологически безопасной технологии активации древесного угля является актуальной.
Кроме того, использование для производства активных углей только стволовой древесины не позволяет увеличить степень использования биомассы дерева за счет дополнительного вовлечения в переработку мелких кусковых отходов деревообрабатывающей промышленности, а также тонкомерной древесины и древесины сучьев.

3.1. Исследование химического состава древесного сырья
Использование нового вида сырья для получения активных древесных углей требует изучения его химического состава. Исследованию подвергались березовые образцы крупномерной древесины диаметром более 14 см, тонкомерной древесины диаметром 4...6 см, а также древесины сучьев диаметром
4...6 см.
Исследования химического состава проведены по схеме и методикам, изложенным в главе 2.1.
Результаты исследований химического состава изучаемых образцов березовой древесины представлены в табл. 3.1:
Таблица 3
Химический состав древесной щепы
№ Наименование показателей Образец древесины
крупномер тонкомер сучья
1 Содержание лигнина, % 22,5 19,6 18,0
2 Содержание целлюлозы, % 42,7 40,3 39,0
3 Зольность, % 0,3 0,6 0,4
Как видно из таблицы 3.1, все исследуемые образцы содержат углеобразующие компоненты в количествах, достаточных для получения древесных углей и дальнейшего получения активных углей. Образцы тонкомерной древесины и древесины сучьев характеризуются пониженным, по сравнению с крупномерной древесиной, содержанием лигнина и целлюлозы. К тому же они, особенно тонкомерная древесина, имеют повышенную зольность.
В связи с этим, можно ожидать, что выход и качество древесных углей, полученных из этих видов сырья, будут существенно отличаться от аналогичных показателей древесных углей, полученных из крупномерной древесины.