Сравнение характеристик сорбентов из каменных углей марок Д, ДГ и Г

Abstract

Актуальность. В связи со снижением экспортного потенциала каменных углей существует устойчивый интерес угольных компаний к получению дополнительных продуктов из добываемого сырья. Диверсификация выпуска продукции может быть осуществлена за счет глубокой переработки ископаемого топлива и получения продуктов с повышенной добавленной стоимостью. Перспективным направлением в данном случае является производство сорбентов из энергетических, мало востребованных на рынке и других углей. Цель. Оценка перспектив получения сорбентов из каменных углей марок Д, ДГ и Г и расширение базы данных их характеристик. Представлены исследования сорбционной активности, удельной поверхности сорбентов и среднего диаметра пор. Методы. Исследования состояли в отработке двух подходов, условно обозначенных как одноступенчатая и двухступенчатая технология. При одноступенчатой технологии производилась непосредственная активация исходного материала перегретым водяным паром в кипящем слое при температуре 850 °C и атмосферном давлении. Двухступенчатая технология заключалась в предварительном частичном удалении летучих веществ из исходных материалов в муфельной печи, а затем в активации в перегретом водяном паре при температуре 850 °C и атмосферном давлении. Результаты и выводы. Для проведенных экспериментальных исследований создана база данных для исследованных материалов, которая содержит информацию по сорбционной активности, определенной по метиленовому голубому и йоду, удельной поверхности и среднему размеру пор. По результатам экспериментальных исследований установлено, что средний размер пор для исследованных материалов независимо от способа активации составил 2,2-2,4 нм. Сорбционная активность по метиленовому голубому в большинстве случаев составляет от 60 до 80 мг/г, по йоду - от 8 до 13 %

Relevance. Due to a decrease in the export potential of coals, there is a steady interest of coal companies in obtaining additional products from the raw materials. Diversification of production can be achieved through deep processing of fossil fuels and obtaining products with increased added value. In this case it is promising to produce sorbents from energy coals, which are in low demand on the market, and other coals. Aim. To assess the prospects for obtaining sorbents from coals of grades D (flame coals), DG (gas flame coals), and G (gas coals) and to expand the database of their characteristics. The sorption activity, specific surface area of sorbents and average pore diameter were studied. Methods. The research consisted of developing two approaches, conventionally designated as single-stage and two-stage technology. With single-stage technology, the source material was directly activated with superheated steam in a fluidized bed at 850°C and atmospheric pressure. The two-stage technology involved preliminary partial removal of volatile substances from the source materials in a muffle furnace, followed by activation in superheated steam at 850°C and atmospheric pressure. Results and conclusions. For the experimental studies, a database of materials under study was created; it contains information on the sorption activity determined by methylene blue and iodine, specific surface area, and average pore size. Based on the experimental investigations, it was found that the average pore size for the materials under study, regardless of the activation method, was 2.2-2.4 nm. The sorption activity by methylene blue in most cases ranges from 60 to 80 mg/g, and for iodine, it ranges from 8 to 13%