Белсендірілген көмір - құрамында әртүрлі шығу тегі көміртегі бар органикалық материалдардан алынған кеуекті зат

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 21 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының Ғылым және Жоғары Білім Министрлігі

Әл-Фaрaби aтындaғы Қaзaқ ұлттық университеті

Химия және химиялық технология факультеті

Аналитикалық, коллоидтық химия және сирек элементтер технология кафедрасы

Тынышбаева Арайлым Нурланқызы

СО2 ЖӘНЕ N2 ҰСТАУ ҮШІН ӨСІМДІК БИОМАССАСЫНА НЕГІЗДЕЛГЕН МИКРО КЕУЕКТІ БЕЛСЕНДІРІЛГЕН КӨМІРДІ ЖАСАУ

ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС (ЖОБА)

Мaмaндығы: 6B05301 - Химия

Алмaты, 2023 ж
Қазақстан Республикасының Ғылым және Жоғары Білім Министрлігі

Әл-Фaрaби aтындaғы Қaзaқ ұлттық университеті

Химия және химиялық технология факультеті

Аналитикалық, коллоидтық химия және сирек элементтер технология кафедрасы

ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС (ЖОБА)

Тақырыбы: СО2 ЖӘНЕ N2 ҰСТАУ ҮШІН ӨСІМДІК БИОМАССАСЫНА НЕГІЗДЕЛГЕН МИКРО КЕУЕКТІ БЕЛСЕНДІРІЛГЕН КӨМІРДІ ЖАСАУ

6B05301 - Химия

Oрындaғaн: ___________________________________ _____ Тынышбаева А.Н.

(қолы)

Ғылыми жетекші PhD _______________________________ Кишибеав К.К.
(атағы) (қолы)

Қорғауға жіберілді:

Хаттама № , 2023 ж.

Кафедра меңгерушісі ___________________________ Аргимбаева А.М.
(қолы және мөрі)

Нормобақылау Дәулетбай А.
(қолы)

Алмaты, 2023 ж.
МАЗМҰНЫ

НОРМАТИВТІК СІЛТЕМЕЛЕР

ҚЫСҚЫРТУЛАР МЕН БЕЛГІЛЕУЛЕР

КІРІСПЕ

1
ӘДЕБИ ШОЛУ

1.1
Адсорбенттер. Адсорбциялық материалдардың жіктелуі

1.2
Белсендірілген көмірді алу және қолдану

1.3
Парниктік газдардың қоршаған ортаға әсері

1.4
Парниктік газдардың құрамына кіретін CO2 және N2 газдарын өсімдік биомассасына негізделген белсендірілген көмірмен сорбциялау

2
ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ

2.1
Термиялық карбонизация және бу газын белсендіру арқылы өсімдік биомассасы негізінде белсендірілген көмірді алу

2.2
Гидротермиялық карбонизация және бу газын белсендіру арқылы өсімдік биомассасы негізінде белсендірілген көмірді алу

2.3
Алынған активтендірілген көмірдің негізгі физика-химиялық сипаттамаларын анықтау

2.3.1
Нақты беті мен кеуектілігін анықтау

2.3.2
Сканерлеуші электронды микроскопия

2.3.3
Рентгендік дифракциялық спектроскопия (XRD)

2.3.4
Раман спектрометриясы

2.3.5
Рентген-флуоресцентті талдау

2.4
Алынған белсендірілген көмірдегі СO2және N2 сорбциясы

3
ТӘЖІРИБЕ НӘТИЖЕЛЕРІ ЖӘНЕ ОЛАРДЫ ӨҢДЕУ

3.1

3.2

ҚОРЫТЫНДЫ

ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР

НОРМАТИВТІК СІЛТЕМЕЛЕР

ГОСТ 4453-74. Уголь активный осветляющий древесный порошкообразный.
ГОСТ 6217-74. Древесный уголь измельченный.
ГОСТ 25699.4-90. Углерод технический для производства резины. Метод определения удельной адсорбционной поверхности.

ҚЫСҚЫРТУЛАР МЕН БЕЛГІЛЕУЛЕР

ЖС - Жүгері собығы
ЖД - Жүзім дәні
БЭТ - Брунауэр-Эммет-Теллер
СЭМ - Сканерлеуші электронды микроскопия
АД - Айналмалы диірмен
XRD - Рентгендік дифракция (рентгендік құрылымдық талдау)
XRF - Рентгенофлуоресцентті анализ

Кіріспе
Белсендірілген көмір-құрамында әртүрлі шығу тегі көміртегі бар органикалық материалдардан алынған кеуекті зат. Өнеркәсіптік активтендірілген көмір негізінен көмірден немесе мазуттан өндіріледі, олар біртіндеп таусылып, өндіріс құны үнемі өсіп отырады.
Қазіргі уақытта бірқатар елдерде көмірдің сапалы маркаларын алу үшін қажетті қол жетімді көміртегі шикізатының тапшылығы сезілуде, оны өндіру экологиялық проблемалардың шиеленісуіне, сондай-ақ оларды пайдаланудың жаңа бағыттарын табысты игеруге байланысты өсуде.
Нақты технологиялық регламенттердің талаптарына жауап беретін активтендірілген көмірдің сапалы маркаларына үлкен сұраныс инженерлер мен ғалымдарды адсорбенттерді алудың жаңа үнемді және экологиялық тиімді әдістерін әзірлеуге, сондай-ақ төмен құны мен жоғары көміртегі бар жаңа, оңай қол жетімді шикізат базасын іздеуге мәжбүр етеді. Белсендірілген көмірге сұраныс оның кең қолданылуына байланысты артып келеді, оның ішінде қоршаған ортаның ластануын БАҚЫЛАУДА көміртекті материал ретінде қолданылады. Белсендірілген көмірді қолданудың кең спектрінің арқасында сұраныс пен ұсыныс арасындағы алшақтық үнемі артып келеді. Бұл жағдай белгілі бір физика-химиялық қасиеттері бар көміртегі бар материалдардың жаңа көздерін іздеуді талап етеді.
Қазба көмір-бұл таусылатын минералды ресурс, сондықтан жаңартылатын шикізат болып табылатын Өсімдік шикізатынан немесе биомасса қалдықтарынан белсендірілген көмір алу өзекті болып табылады. Мұндай белсендірілген көмірдің көздері күріш қабығы, жеміс тұқымдары, әртүрлі жаңғақтардың қабығы, ауылшаруашылық қалдықтары және т.б. сонымен қатар, Өсімдік шикізатынан, биомасса қалдықтарынан және ауылшаруашылық қалдықтарынан алынған белсендірілген көмір мазуттан немесе қазба көмірден алынған активтендірілген көмірге қарағанда құрылымы бойынша біркелкі.Бұл зерттеу жұмысының негізгі мақсаты Өсімдік шикізатынан немесе биомасса қалдықтарынан жоғары сапалы белсендірілген көмірді алу және оны парниктік газдардың құрамына кіретін CO2 және N2 газдарын ұстау үшін пайдалану болып табылады. Өсімдік биомассасына негізделген белсендірілген көмірді таңдауымыздың себебі-оның арзан, қолжетімді, көміртегі жоғары және күлі аз.

1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ
1.1 Адсорбенттерге түсініктеме. Адсорбция материалдарының жіктелуі.
Белсендірілген көмір дегеніміз - ең негізгі адсорбция материалдарының бірі. Ол жоғары кеуектілігімен, аморфты құрылымымен және адсорбция мен реактивтілігінің жоғары деңгейімен сипатталады. Бұл адсорбент белсендірілген көмір түрінд де белгілі. Басқа сөзбен айтқанда, бұл кішігірім кеуекті көміртектің өзгерген түрі, бұл адсорбаттың молекулаларының меншікті бетінің үлкен ауданын қамтамасыз етеді. Негізгі адсорбция сипаттамалары белсендірілген көмірдің кеуектілігі болуымен анықталады. Кеуектілік пен құрылым да бір-бірімен тығыз байланысты, және олардың арасында болатын айырмашылықты білу қажет [1, 2].
Белсендірілген көмір мен графит, көмірдің басқа түрі арасындағы түбегейлі айырмашылықтары бар: белсендірілген көмірде бір-бірімен байланыспаған атомдар тобы болады. Атомдардың арасындағы әртүрлі байланыстар көміртегінің қабаттарының арасындағы көптеген саңылаулар мен бос орындары бар жоғары кеуекті құрылымды құрайды. Молекулалық өлшемдегі кеуектілігі мен белсендірілген көмірдің ішкі бетінің үлкен аудандары бұл материалды сусындар және газдар қоспаларының кең ауқымдарын адсорбциялауға өте тиімді. Белсендірілген көмірден жасалған сорбенттер көбінесе кеуектердің мөлшері және көлеміне қойылатын талаптарына байланысты белгілі бір қолдану үшін жасалынады. Кеуектілік пен басқа параметрлер келесі әрекеттер арқылы бақыланады: 1) шикізат таңдау; 2) белсендіру процесі шарттары; 3) өңдеудің кезеңдері [3].
Белсендірілген көмір дегеніміз - құрамында көміртек, мұнайдың коксы, көмірдің коксы, кокос жаңғағы мен жаңғақтың қабығы, өріктің дәндері, зәйтүн, жүзім тұқымдары және тағы басқа да жеміс дақылдары сияқты органикалық заттардан шыққан көміртегі бар әртүрлі заттардан жасалынған кеуекті материал. Тазалау әдістері мен жұмыс ұзақтығына байланысты ең жақсы - кокос қабығымен жасалынған белсендірілген көмір (карболен) және жоғары қаттылығына байланысты оны бірнеше рет қайта қалпына келтіруге болады [4].
Белсендірілген көмір, химияның идеяларына сүйене отырып, мінсіз құрылымды емес, іс жүзінде қоспасы жоқ көмірдің бір түрі болып саналады. Химиялық құрылысы бойынша белсендірілген көмір графитке ұқсайды. Белсендірілген көмір, гауһар, графит - бұлар көміртектің өзгертілген түрлері болып табылады, құрамында қоспалары болмайды. Құрылымдық қасиеттері бойынша белсендірілген көмір көміртегінің микрокристалды түрлері тобына жатады. Бұл ұзындығы 2-3 нм жазықтықтан тұратын графит кристалдары, сондай-ақ олар алтыбұрышты сақиналардан да құралады. Графит кристалдарынан басқа да, белсендірілген көмірде бірнеше аморфты көміртектер, гетероатомдар бар. Графит кристалдары мен аморфты көміртектерден тұратын гетерогенді масса белсендірілген көмірдің жасушалық құрылымын, сонымен қатар олардың сорбциялық және физика-механикалық қасиеттерін сипаттайды. Негізгі немесе қышқылдық қасиеттер көрсететін беттік химиялық қосылыстарды түзетін химиялық байланысқан оттектің активтендірілген көмір құрамында болуы олардың сорбциялық сипаттамаларына үлкен әсерін тигізеді [5].
Белсендірілген көмірлерде көптеген кеуектер болғандықтан, олардың меншікті беттік ауданы өте үлкен, сондай-ақ ең жоғары сорбциялық қабілеттерге ие (бір грамм белсендірілген көміртегінің меншікті бетінің ауданы алыну әдісіне байланысты 500-ден 1500 м2-ге дейін). Атап айтсақ, жоғары кеуектілік белсендірілген көмірді "белсенді" етеді. Белсендірілген көмір кеуектілігінің жоғарылауы арнайы өңдеу барысында пайда болуы - белсендіру кезеңі, бұл кезеңде сорбциялық бетті айтарлықтай арттырады [6].
Белсендірілген көмір макро-, мезо- және микропоралар саңылауларының радиусы бойынша жіктелген (кесте 1).
1 - кесте. Адсорбент кеуектерінің мөлшері бойынша жіктелуі
Кеуектің құрылымдық түрі
Кеуектің орташа эквивалентті радиусы, нм
Микрокеуектер
0,6-0,7
Супер-микрокеуектер
0,7-2
Мезокеуектер
2-200
Макрокеуектер
200

Сіңірілген микробөлшектер көлемімен өлшенетін микропоралардағы сорбция (кеуектердің меншікті көлемі 0,2-0,6 см3г және 800-1000 м2г) көп жағдайларда үлкен сыйымдылықпен сипатталады. Сонымен қатар, супермикропоралар (кеуектердің меншікті көлемі 0,15-0,2 см3г) микропоралар мен мезопоралар араларында сорбция жүретін өтпелі аймақтар болып саналады. Бұл ауданда микропоралардың сипаттамалары нашарлап, мезопоралардың сипаттамалары пайда бола бастайды. Мезопоралардағы сорбция механизмі - капиллярлы конденсация механизмдері бойынша кеуектерді толтырып аяқталатын сорбциялық қабаттарының кезектесіп түзілуі (мультимолекулалық сорбция). Кәдімгі белсендірілген көмір мезопораларының саны 0,02-0,10 см3г, нақты беттік ауданы 20-70 м2г; ал басқа белсендірілген көмірлерде (мысалы, ағартқыш) бұл сипаттамалары сәйкесінше 0,7 см3г және 200-450 м2г болуы мүмкін. Макропоралар (кеуектің меншікті көлемі мен меншікті бетінің ауданы сәкесінше 0,2-0,8 см3г және 0,5-2,0 м2г) сіңірілген материалдар микробөлшектерін сорбция орнындарына жеткізетін көлік жолы болып табылады. Микро және мезопоралар белсендірілген көмірдің бетінің ең үлкен бөлігін құрайды және осы мәліметке сәйкес олардың сорбциялық сипаттарына айтарлықтай үлкен үлес қосады. Микропоралар әсіресе өте ұсақ бөлшектердің сорбциясына жақсы, ал мезопоралар үлкен органикалық молекулалардың сорбциясына жақсы. Белсендірілген көмірлердің кеуек құрылымына тән әсері олар өндіріліп шығатын бастапқы шикізат болып табылады. Кокос қабығынан жасалған белсендірілген көмір микропораларының айтарлықтай үлесімен сипатталады, ал белсендірілген көмірлер негізіндегі көмір мезопоралардың көп үлесі болуымен сипатталады. Макропоралардың көп бөлігі ағаштан жасалынған белсендірілген көмір болып табылады. Белсендірілген көмірде кеуектердің әдетте барлық түрлері кездеседі және олардың дифференциалдық көлемдік таратылу қисығы 2-3 жоғары нүктелеріне ие. Пайда болу сатысына байланысты супермикропоралар тар болады (бұл кеуектер минимумға дейін кемиді) және үлкен (айтарлықтай дамыған) дисперсиялары бар белсендірілген көмірлерге бөлінеді [7].
Белсендірілген көмір кеуектерінде молекулалық деңгейлерде әрекет ететін сорбциялық күштерінің (Ван-дер-ваальс күшінің) пайда болуларына әкелетін молекулааралық байланыстар болады. Бұл күштер тұндыру реакциясына ұқсас реакцияларды тудырады, онда сорбцияланылған материалдар су немесе газдардан шығарылудың бүкіл мүмкіндіктерін береді. Ластаушы заттар бөлшектерінің Ван-дер-Ваальс молекулааралық күші арқылы белсендірілген көмір жазықтықтарында ұсталады. Сол себепті белсендірілген көмір ластаушы заттардан тазалайтын материал түрінде қолданылады. Сіңірілген заттар мен белсендірілген көмір бетінің арасында химиялық реакциялар жүреді. Мұндай процестерді химиялық сорбция немесе химосорбция деп атайды, бірақ физикалық сорбция процесі белсендірілген көмір мен сорбциялық зат арқылы жүреді. Химосорбция өнеркәсіптердегі газдарды тазарту, газсыздандыру, металдарды бөліп алу, сонымен қатар ғылыми зерттеулерде көп қолданылады. Физикалық сорбция қайтымды процесс, басқаша айтқанда, сорбцияланған заттар бетінен бөлініп, арнайы критерийлерге байланысты бастапқы күйіне оралуы мүмкін. Химосорбция процесі кезінде сіңірілген материал химиялық сипаттамаларын өзгертіп, белсендірілген көмірдің бетімен химиялық байланыстар арқылы байланысады. Химосорбция - қайтымсыз процесс болып саналады [8].
Белсендірілген көмір өндірілетін шикізатына (ағаш, көмір, кокос және т.б.), активтендіру әдісіне байланысты (термохимиялық және бу), мақсатына байланысты (газға арналған көмір тасымалдағыштар, регенерация, ағартқыш, химиялық сорбенттер, катализаторлар), сондай-ақ дайындау түріне байланысты жіктеледі. Қазіргі таңда белсендірілген көмір негізінен келесі түрлерде жасап шығарылады: 1) ұнтақ; 2) түйіршік (әртүрлі пішінді ұсақталған бөлшектер); 3) қалыпталған; 4) престелген (цилиндрлік түйіршіктер) [9].
Ұнтақты белсендірілген көмір құрамында кемінде 0,1 мм (90% - дан астам) бөлшектер болады. Көмір шаңы сұйықтық заттарды өнеркәсіптік тазалау үшін, әсіресе тұрмыстық және өндірістік ағынды суды тазалау үшін қолданылады. Сорбциядан кейінгі ұнтақты көмірді сүзу арқылы өңделетін сұйықтықтан бөліп алу керек.
Түйіршікті белсендірілген көмір құрамында 0,1-ден 5 мм-ге дейін бөлшектері бар (құрамының 90%-дан астамы). Түйіршікті белсендірілген көмір сұйықтықтарды, атап айтқанда суды тазалау үшін қолданылады. Белсендірілген көмір сұйықтықтарды тазалау кезінде сүзгілер мен адсорберлерге жарамды. Өте үлкен бөлшектері бар белсендірілген көмір (2-5 мм) ауаны және басқа да газдарды тазарту үшін қолданылады.
Құйылған белсендірілген көмір - пайдалану аясына байланысты әртүрлі геометриялық фигуралар (цилиндр, таблетка, брикеттер және т.б.) түріндегі белсендірілген көмір. Белсендірілген көмірді нешетүрлі газдар мен ауаны тазалау үшін қолданады. Газдарды тазалау кезінде белсендірілген көмір сүзгілер немесе адсорберлер үшін қолайлы.
Престелген белсендірілген көмір әдетте арнайы химиялық қосылыстармен сіңдірілген және катализде қолданылатын 0,8 мм-ден 5 мм-ге дейінгі цилиндрлер түрінде келеді.
Құрамында көміртегі бар заттар әртүрлі мөлшерде және көлемде шығарылады және көбінесе газдар мен ауаны тазарту үшін қолданылады, мысалы, автомобильдердің ауа сүзгілерінде [10].
Белсендірілген көмір газ өндіру аймақтарында газдар мен буларды сіңіру үшін сорбент ретінде кеңінен қолданылады (мысалы, CS2 күкірт көміртегінен ауаны тазарту кезінде), қалпына келтіру мақсатында Ұшпа еріткіштердің буын ұстау үшін, сондай-ақ су ерітінділерін тазарту үшін (мысалы, қант шәрбаттары мен спирт өнімдері), ауыз су мен ағынды суларды тазарту үшін, газқағарларда, вакуумдық техникада, мысалы, адсорбциялық сорғыларды, газ сіңіргіш хроматографияны жасау үшін, мұздатқыштардағы иіс сіңіргіштерді толтыру үшін, қанды тазарту үшін, асқазан-ішек жолынан зиянды заттарды сіңіру үшін және т.б. Белсендірілген көмір каталитикалық қоспалардың тасымалдаушысы, сондай-ақ полимерлену катализаторы болып саналады. Макро және мезопораларға белсендірілген көмірге каталитикалық қасиеттер беру үшін арнайы қоспалар енгізіледі [11].

белсендірілген көмірді өндіру және пайдалану

Өсімдік қалдықтары - ағаш жоңқалары, жоңышқа, сұлы, мақта, күріш қабығы, жүгері түйіршіктері, жаңғақ қабығы және басқалары регенерацияға жарамсыз қайталама материалдық ресурстар болып табылады, алайда қалдықтардың басқа түрлерімен салыстырғанда олардың қоры өсімдіктердің өсуі мен дамуы арқылы үнемі толықтырылып отырады. Көптеген сарапшылар жақын арада өсімдік қалдықтары көптеген заттарды тек ресурстардың жаңаруы нәтижесінде ғана емес, сонымен қатар олардың құрылымындағы олардың кең қолданылуын анықтайтын бірқатар қасиеттердің арқасында алмастырады деп санайды. Қазіргі уақытта көмірден, мұнайдан және газдан алуға болатын барлық нәрсе өсімдік қалдықтарынан алынады. Өсімдік қалдықтары механикалық және химиялық тәсілдермен қайта өңделеді, Құрылыс конструкцияларын шығарады; жасанды маталар, түтінсіз оқ - дәрілер, кино және фотопленкалар, целлулоид және басқа полимерлер өндіруге арналған шикізат - таза талшықтар немесе целлюлоза өндіру үшін; гидролиз активтендірілген көмірге, спирттерге, қышқылдарға, еріткіштерге, канифольге, жемшөп ашытқысына, фурфуролға, этил спиртіне, аминқышқылдары, дәрумендер және басқа материалдар. Уытты және зиянды қосылыстардан сорбциялық тазартудың заманауи технологиясын дамытудың негізгі бағыттарының бірі жаңа, арзан және тиімді сорбенттер жасау болып табылады. Сорбенттерді өндіруге арналған шикізат көзі тамақ және өңдеу өнеркәсібінің көптеген тонна қалдықтары болуы мүмкін-жаңғақ, өрік, шабдалы, қара өрік, өсімдік және жүзім қалдықтары, күнбағыс сабақтары, жүгері сабақтары және т.б. органикалық сорбенттерді қолдану олардың қымбаттығы мен тапшылығымен қиындайды. Сондықтан арзан сорбенттерді алудың әдістері мен технологияcын жасау экономика жағынан орынды. Өндірістік қалдықтарды шикізат орнына пайдалану арқылы олардың бағасын едәуір төмендетуге болады. Бұл сорбенттер өзіндік механикалық және сорбциялық қасиеттерге ие [12].
Өнеркәсіптің ағынды суларында сорбциялық тазартылатын заттар молекулаларының санын ескеру осы мақсаттар үшін жасалынған сорбенттердің кеуек мөлшерлерінің оңтайлы шекарасын табуға мүмкіндік береді. Мысалы, сулы ерітінділерінен органикалық қосылыстардан арылу үшін тиімді радиусы 0,5-10 нм өлшемі бар кеуекті сорбенттер қажет, яғни тек макропоралар ғана емес, сонымен қатар радиусы 10 нм-ден көп болатын өтпелі саңылаулардың (мезопоралардың) болуы сорбенттердің кеуекті құрылымдарының негізгі кемшілігі болып саналады. Радиусы 0,5 нм-ден кем микропоралар, әдетте, қоспалардан органикалық қосылыстарды сіңіріп алу үшін жарамсыз, себебі олар барлық органикалық молекулаларға қол жетімді емес [13].
Қоршаған орта ластануындағы синтездеу проблемасы және инновациялық адсорбенттерді бөліп алу жолдарын іздеу, сонымен қатар жаңа адсорбциялық технологияларды әзірлеу өте өзекті болып сагналады.
Белсендірілген көмірді өнеркәсіпте пайдалану монографияда қарастырылған [15]. [16] зерттеу жұмысына сәйкес белсендірілген көмірді пайдалану құрылымдары келесі көрсеткіштермен сипатталады (%):
* азық-түліктерді алу-42,6;
* технология жағынан қолдану-38,0;
* қоршаған ортаны қорғау - 10,0;
* ауыз суын тазарту-4,7;
* дәрілік препараттарын, гемо - және энтеросорбенттерді қабылдау-4.7.
Осы көрсеткіштерден белсендірілген көмірдің көп бөлігі табиғатты қорғау мәселелерін шешу мақсатында пайдаланылатындығын көруге болады. Келесі әдебиетте [17] көмірдің қолданылу салаларын қарастырады. Айта кететін нәрсе, көмір өнеркәсіпте темір мен ферроқорытпаларды өндіріп алу процесінде, сондай-ақ алтын мен кейбір түсті металдарын өндіру процестерінде қолданылады. Көмір қазіргі таңға дейін аналитикалық химияда, фармацевтика өндірісінде, химиялық синтезде, сұйықтықтар мен газдарды улы қоспалардан тазартуда және т. б.
Құрылымдық тұрғысынан алғанда, көміртек формалары прогрессивті және үздіксіз өзгерістер сериясы болғанымен, олардың әрқайсысында қандай да бір білім беру әдістері бар және көміртекті формалардың пайда болуының бірнеше механизмдерін көрсету мақсатында ескеру қажет. Белсендірілген көмірді өндіру әдістері олардың қолданылуы мен алғашқы, негізгі материалдары сияқты әртүрлі. Жалпы алғанда өндірістік барлық әдістер үшін құрамында көміртегі бар материалдар әрқашан да органикалық материалдардың немесе биомассалардың карбонизациясының нәтижесі болып табылады; яғни, оларды бейтарап атмосферада қажетті температурасына дейін термиялық өңдеу көміртек мөлшерінің жоғарылауына және гетероатомдар санының азаюына әкеледі. Пайдаланылатын шикізат белсендірілген көмірді өндіру үшін көміртегіге бай болуы қажет [18].
Белсендірілген көмірді негізгі екі процесс арқылы алуға болады: 1) физикалық белсендіру; 2) химиялық белсендіру.
Химиялық белсендіру: белсендірілген көмірлерді химиялық тәсілмен алу тек бір кезеңді қажет етеді, ал карбонизация мен активтендіру бір уақытта жүреді. Химиялық активтендіру көміртек құрылымындағы дамыған бет пен кеуектіліктердің пайда болуымен байланысты. Жоғары температураларда термиялық өңдеуден бұрын шикізат бірінші белгілі бір химиялық қоспалармен сіңдіріледі. Химиялық заттар әдетте қышқыл, күшті негіз немесе тұз болуы қажет. Пиролизге дейін алдымен шикізатқа бор, әк, күкірт қышқылы, кальций хлориді және мырыш хлориді сияқты бейорганикалық заттар қосылды, бұл көмірдің кеуекті құрылымдарының жақсаруына, сонымен қатар, бетінің үлкен ауданы болуына әкелді. Ылғалды химиялық процестерде белсендіру үшін көптеген химиялық заттар ұсынылады, соның ішінде фосфор қышқылы (ең танымал реагент), магний, темір және алюминий хлоридінің тұздары, натрий карбонаты, натрий гидроксиді мен кальций. Бұл химиялық материалдардың жалғыз жалпы қасиеті - олардың тотығу және дегидратация қабілетінің болуы [19].
Қабылданған технологиялар бойынша көміртекті сорбенттерді өндіріп шығару кезінде құрамында көміртегісі бар шикізатты бу-газды активтендіру процесі пайдаланылады, ол 2 сатыда жүреді, кеуекті көміртекті материалды алу үшін шикізатты пиролиздеу мен карбонизациялау. Келесі кезеңде ол жоғары температураларда тотықтырғыштармен белсендіріледі. Көп жағдайларда су буы тотықтырғыш ретінде пайдаланылады [20]. Бұл жерде күрделі екі сатылы технология өнімділігін 15%-дан асатын белсендірілген көмірді өндіруге мүмкіндік бермейді. Осы жағдайға байланысты белсендірілген көмірді өндіру технологияларын жетілдірудің бір жолы пиролиздің термохимиялық процесі және буды белсендірудің байланысуы болып табылады [21]. Пиролиздің аралас процестерінде белсендірілген көмірдің кеуекті және молекулааралық құрылымдарын қалыптастыру - натрийдің техникалық лигносульфонаттарын белсендіру болып табылады. Процестің маңызды принциптері анықталды, бұл белсендірілген көмірдің бастапқы кеуекті құрылымы лигносульфонаттың карбонизациясы сатысы кезінде алынады, ал пайда болған кеуектерді ашу үшін бу-газды өңдеу қажет болады. Пиролиз кезеңі - лигносульфонаттарды белсендіру процестерінде құрамында 0,50-0,64 нм жарты ені бар микропоралары бар дамыған кеуекті көмірдің құрылымы алынады.
Құрамында көміртегісі бар шикізаттардың әртүрлі түрлерінен белсендірілген көмірді бір сатымен алу технологиясы дайындалды: қоңыр көмір, жапырақтары бар ағаштардың аралас тұқымдары, ағашты өңдеу қалдықтары (чиптер, қабық), лигнин гидролизімен бөліну болмаған жағдайда ағаш (үгінділері) және т.б. Процесс пиролиз бен қайнаған қабат ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.