Научное обоснование процесса получения гранулированного активированного угля из отходов растительного происхождения с применением модифицированной пиролизной смолы в качестве связующего.

Одним из наиболее перспективных вариантов повышения эффективности переработки биомассы является ее термическая переработка. На текущий момент наиболее целесообразна переработка биомассы растительного сырья по методу медленного пиролиза с получением в качестве основного продукта углеродистого материала, который впоследствии можно улучшить до свойств активированного угля. Активированный уголь — это очень востребованный продукт, 50% которого поставляют из-за рубежа. Спрос на него год от года продолжает расти. При пиролизе в качестве продуктов получают также пиролизную жидкость- аналог котельного топлива и горючий газ, калорийность которого составляет в 30-70 % калорийности природного газа. Процесс медленного пиролиза очень энергоемкий, отходы перерабатываются при температуре 400-600 °С, в течении длительного промежутка времени. При использовании внешних источников энергии, переработка биомассы может оказаться не рентабельной. К негативным факторам пиролиза можно отнести также ориентированность на один или несколько видов отходов, что требует налаживания сложных логистических цепочек для перемещения сырья к месту переработки. В России из всех видов отходов растительного сырья для производства активированного угля используется в основном качественная древесина, применение которой наиболее целесообразно для других целей: при строительстве, мебельной промышленности. Отходы лесопромышленного комплекса составляют малую долю от общей биомассы растительного сырья. С точки зрения энергетического использования для переработки могут использоваться многие виды отходов текстильной, легкой, пищевой, сельскохозяйственной промышленности. Причина низкой заинтересованности промышленного сектора кроется в его низкой осведомленности о возможности получения углеродных адсорбентов, не уступающих ГОСТам не только из древесины и скорлупы грецкого ореха, и других видов растительных отходов. Существенными препятствиями для внедрения пироилизных установок в России являются: отсутствие возможности эффективного использования пиролизного дистиллята; дорогостоящее оборудование, предназначенное для переработки одного или двух видов и формы сырья. Данный проект направлен на решение вышеописанных проблем. В результате выполнения проекта для повышения эффективной пиролизной переработки предлагается готовить гранулированный активированный уголь из смеси растительных отходов с применением модифицированной пиролизной смолы и созданием условий для энергонезависимости процесса переработки. По результатам моделирования будут определены рациональные режимы сопиролиза различных растительных отходов с максимизацией удельного выхода углеродистых остатков без ущерба качеству. На основе термогравиметрического исследования будут достигнуты минимальные энергетические затраты на организацию процесса кондуктивного пиролиза и водопаровой активации. Учитывая структуру получаемого угля и растительных отходов, которая, в основе своей, имеет мелкодисперсную частицу или угольную пыль, наиболее рационально гранулировать данный продукт. Исходя из этого в проекте будут разработаны основы пластифицирования и гранулирования смеси исходного сырья с разработанной модифицированной пиролизной смолой, в качестве связующего. Для углеродосодержащих гранул будут определены рациональные режимы водопаровой активации. На основе данных исследований будут выявлены: закономерности, влияющие на качество гранулированного активированного угля, оптимальные пропорции смешения связующего и растительной биомассы. Будет предложен вариант энерго и ресурсосберегающего аппаратурного оформления процесса получения гранулированного активированного угля.