Химическая и низкотемпературная термическая регенерация отработанного АУ, несмотря на ряд преимуществ, во многих случаях, в том числе при глубокой очистке и доочистке сточных вод, содержащих многокомпонентные загрязнения, не обеспечивает полного восстановления сорбционной емкости АУ.[ ...]
Неупорядоченность строения АУ, наличие в микрокристаллах графита (составляющих АУ) дефектов и примесей обуславливает нестабильность физических свойств углеродных сорбентов при нагревании. Важнейшим процессом в углях, происходящим при их нагревании и влияющим на сорбционные свойства их, является графитизация — рост микрокристаллов графита и упорядочение их расположения. Графитизация сопровождается уменьшением площади поверхности и количества на ней активных центров, что нежелательно. Кристаллы растут за счет конденсации углеродного вещества при молекулярном крекинге — отрыве периферийных групп (СО, СН4, Нг при 500—700 °С) или связывании водорода в этих группах (при наличии кислорода или галогенов). Дальнейшая графитизация связана в основном с перемещением мелких графитовых кристаллов в промежутках между большими, неподвижными при данной температуре. Но движение кристаллов в углях затрудняется наличием прочных перекрещивающихся пространственных связей, возникающих вследствие ранней полимеризации исходного материала. В любом случае нагревание выше 1000—1050°С приводит к потере части сорбционной емкости АУ за счет графи-тизации [128].[ ...]
Многочисленные исследования показывают, что свойства вторичного углерода от разложения сорбата на АУ достаточно стабильны по достижении необходимой минимальной температуры обработки ( 800°С). Остается лишь отработать режим совместной активации первичного и вторичного углерода, свойства которых постоянны.[ ...]
Как и при коксовании углей, при карбонизации сорбатов различного типа на АУ большая часть органических примесей разлагается при 200—350 °С, а при 400 °С обычно разрушается около половины всего адсорбата [129]. Основное количество газообразных продуктов разложения органического сорбата (СО, С02, СН4 и др.) выделяется при нагревании до 350—600 °С. Идет интенсивная карбонизация остатка, отношение С/Н увеличивается до 2—4.[ ...]
Коксование — это процесс образования новой фазы, всегда протекающий через стадии возникновения промежуточных продуктов конденсации, имеющих разветвленные я-связи и М — =600—6000. Энергия активации разложения высших парафинов (п = 4—23) составляет 250 кДж/моль, при разрушении связей между алифатическими группами 298 кДж/моль, между ароматическими и алифатическими 336 кДж/моль, а между ароматическими группами 406 кДж/моль [130, с. 98]. В то же время именно ароматические соединения прямо конденсируются в углеродные вещества различной степени метаморфизма (смолы, асфальтены, кокс). Если содержание сорбата на АУ составляло вначале 8—11%, то после термообработки при 800°С остается лишь 2—4%. Термодеструкция органического сорбата завершается при 700—800°С, дальнейшее нагревание приводит к перестройке структуры вторичного углерода.[ ...]
Степень разложения сорбированных органических соединений значительно выше, чем несорбированных. Так, лигнин, сорбированный на АУ в количестве 30—170 мг/г, при 900 °С разрушается на 80—95% за 15 мин в токе азота, а при нагревании в чистом виде — лишь на 35—45% [131]. Конденсация и карбонизация многих соединений сопровождается интенсивным газо-выделением в состоянии очень высокой вязкости, что приводит к вспучиванию сорбата, увеличению его объема с образованием пробок на входах в поры АУ.[ ...]
Разложение материалов при нагревании обычно изучают на специальных приборах — деревотографах.[ ...]
Содержание сорбата на АУ до термообработки (в мг/г) приведено на кривых; тп, тотр и ттр — массы исходного, отработанного и после термообработки образцов угля.[ ...]
Повышение температуры вызывает изменение структуры и первичного углерода и вторичного углерода. Потеря вещества исходного угля может частично или полностью компенсироваться отложением на его поверхности вторичного углерода. Увеличение температуры обработки, вызывающее большую глубину распада сорбента, требует для компенсации потерь АУ добавки сорбата (24 и 124 мг/г при 340 и 1120°С). Степень распада загрязнений составляла 77—78%. Но предварительная НТР АУ, вызывающая десорбцию части сорбата и частичную конденсацию нелетучих соединений, снижает степень разложения загрязнений на АУ при коксовании в 1,5—2 раза (рис. IV. 9). Свойства вторичного углерода зависят от трех факторов по степени зависимости: наибольшая температура обработки — темп нагревания— время нагревания в инертной среде.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Влияние температуры на восстановление сорбционной емкости угля АГ-3 азотом (1,4; 0,17 см/с); углекислым газом (2,5; 0,28 см/с), водородом (3,в, 0,28 см/с). |
 |
| Эффективность обгара угля АГ-3 при обработке его азотом (/—0,17 см^с); углекислым газом (2—0,28 см/с) и водородом (3 — 0,28 см/с). |
|
| Изменение свойств угля АГ-3 в процессе многократной термической регенерации. |
 |