Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2023(14))

Введение Гранулированные активные угли широко применяются в системах очистки газов, воды и прочих жидкостей, а также в средствах защиты органов дыхания. Важнейшим сырьем, используемым в Европе для получения активного угля, являются: древесина (в виде опилок), древесный уголь, торф, торфяной кокс, некоторые каменные и бурые угли, а также полукокс бурых углей. При получении углей для противогазов и других углей специального назначения, которые должны обладать высокими прочностными свойствами и большим объемом тонких пор, используется скорлупа кокосового ореха и бурые или каменные угли. В США широко используются лигнитовые угли, а также нефтехимические продукты. При получении активных углей свойства их можно регулировать выбором соответствующего сырья, метода активирования, изменением продолжительности и условий активирования; при этом на определенные свойства может влиять целый ряд условий. Важными факторами, позволяющими сделать правильный выбор активных углей для определенных целей, являются гранулометрический состав, площадь внутренней поверхности (объема пор), распределение пор по размерам, природа и содержание примесей. Число и распределение размеров пор зависят, в частности, от природы сырья, вида и условий процесса активирования. Важное значение для активности угля имеют микропоры; диаметрыэтих пор (до 2 нм) соизмеримысразмерамиадсорбирующихсямолекул. Микропоры обеспечивают развитие основной части внутренней поверхности активного угля. Кроме них в угле присутствуют переходные (мезо-) поры с диаметрами 2-50 нм и более крупные макропоры. Технология производства гранулированных активных углей включает, кроме основных стадий термообработки и активации, процессы подготовки пастообразной массы из коксового порошка и связующего, далее гранулирование получаемой угольно-смоляной композиции. Свойства получаемых гранул и параметры процесса грануляции в значительной степени определяются характеристиками и составом сырьевых компонентов. К их достоинствам следует отнести стабильную форму, механическую прочность и возможность использования в циклических процессах с движущимся слоем [1, 2]. Перспективным сырьем для получения гранулированных активных углей может служить некондиционная коксовая мелочь, которая образуются в качестве отходов при технологическом процессе получения кокса. Материалы и методы В данной работе для синтеза гранулированных активных углей (АГУ-Ш ) была взята коксовая мелочь фракций 0-10 мм Коксохимического цеха АО «Шубарколь Комир». Коксохимических цех (ранее ТОО «Сары-АркаСпецкокс») — завод при АО «Шубарколь Комир» по производству спецкокса, был открыт в 2005 г. в целях импортозамещения кокса, получаемого из России и Китая, решением Евразийской промышленной корпорации (Eurasian Resources Group) [3]. При производстве кокса на одну тонну выделяется от 0,055 до 3,2 кг некондиционной коксовой мелочи, а удельные выбросы собственно коксовой пыли варьируются от 0,05 до 2,5 кг/т кокса [4, 5]. Таким образом, синтез активированного угля из некондиционной коксовой мелочи является одним из путей решения проблемы утилизации отходов при производстве кокса с одной стороны и перспективным сырьем для производства гранулированных активированных углей с другой стороны. В качестве связующего материала в работе использованы смеси каменноугольной (КУС ) смолы, лесохимической смолы (ЛХС), а также кубовые остатки пиролиза (КОП) рисовой шелухи. КУС является продуктом конденсации при производстве кокса из угля Шубаркольского месторождения. Выход КУС в среднем составляет 10-14 % от выхода на сухую массу. ЛХС представляет собой продукт конденсации при производстве древесных углей на заводе ОАО «Сорбент». Определение содержания коксового остатка в связующем определялся в соответствии с ГОСТ 22989-78 на связующее для производства гранулированных активных углей. Процесс получения гранулированных активных углей в лабораторных условиях проводили по нижеследующей технологической схеме: коксовую мелочь, фракции 0-4,0 мм, сушили при температуре 100 ± 5 °С и измельчали в шаровой мельнице до фракции -0,1 мм. Высоковязкую смолу разогревали до температуры 80 ± 5 °С, навеска отбиралась в ёмкость, далее к ней добавляли маловязкий продукт, перемешивали в течение 10 мин до равномерного распределения фракций, температура смеси Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 1. С. 192-196. Transactions of the Kala Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 1. P. 192-196. © Нечипуренко С. В., Ефремов С. А., Токмурзин Д. Ж., Кайайдарова А. К., 2023 193