Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Ресурсосберегающая технология переработки технологических лигнинов с получением углеродных адсорбентов и регенерацией химикатов

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Ресурсосберегающая технология переработки технологических лигнинов с получением углеродных адсорбентов и регенерацией химикатов"

Архангельский государственный технический университет

На правах рукописи

ЦАПЛИНА Светлана Аркадьевна

РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ ТЕХНИЧЕСКИХ ЛИГНИНОВ С ПОЛУЧЕНИЕМ УГЛЕРОДНЫХ АДСОРБЕНТОВ И РЕГЕНЕРАЦИЕЙ ХИМИКАТОВ

11.00.11 - Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Архангельск 1998

Работа выполнена на кафедре лесохимических производств Архангельского государственного технического университета

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ

кандидат технических наук, профессор Богданович Н.И.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ -

доктор технических наук, профессор Гельфанд Е.Д.

кандидат технических наук, доцент Прокшин Г.Ф.

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ - Санкт-Петербургская

лесотехническая академия

Защита диссертации состоится " 25" •Люрггс)_1998г.

_часов на заседании диссертационного совета Д 064.60.01

в Архангельском государственном техническом университете по адресу: 163007, Архангельск, наб. Северной Двины, 17.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке АГТУ. Автореферат разослан "_ ¿3" (р&Вралл 1998 г.

в

Ученый секретарь диссертационного совета, д. с.-х. н., проф.

А.И.Барабин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проблема утилизации отходов на предприятиях химической переработки древесины, основную часть из которых составляют технические лигнины, за последние годы чрезвычайно обострилась. Существующие в настоящее время направления переработки технических лиг-нинов, за исключением методов сжигания, не получили пока широкого промышленного распространения, в основном из-за нестабильности их качественных показателей. Поэтому разработка методов утилизации лигнинсоде-ржащих отходов, не зависящих от их состава и свойств, а также обеспечивающих рациональное и крупномасштабное их использование, задача весьма актуальная. Одним из таких методов является пиролиз, позволяющий наряду с выработкой тепловой энергии и регенерацией химикатов получать на-углероженные материалы.

При определенных условиях ведения процесса пиролиза возможно получение активных углей (АУ), остро необходимых во многих отраслях народного хозяйства, в том числе в целлюлозно-бумажной промышленности для очистки жидких и газовых выбросов. Имеющиеся в России производственные мощности вырабатывают АУ явно недостаточно как по объему, так и, в особенности, по номенклатуре.

При пиролизе последовательно решается задача регенерации химикатов, присутствующих в лигнинах. В отличие от существующих технологических решений по регенерации химикатов, в частности сжигания, пиролиз улучшает экологическую обстановку и безопасность труда на целлюлозно-бумажных предприятиях.

Работа выполнена по плану ГНТП «Комплексное использование и воспроизводство древесного сырья» (направление 5, тема 5.5.1.п. 1) и проходила координацию в Научном Совете по адсорбции РАН (тема 2.15.3.У).

Цель и задачи исследования. Целью работы являлось создание основ ресурсосберегающей технологии переработки технических лигнинов в углеродные адсорбенты с одновременной регенерацией варочных химикатов.

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

1. Исследование термической переработки отработанных сульфитных щелоков в совмещенном процессе пиролиза-активации с определением оптимальных условий формирования пористой структуры и адсорбционных свойств АУ. Исследование влияния подачи водяного пара в зону пиролиза на состав отмываемых содопродуктов при ориентации их использования для приготовления сульфитного варочного раствора.

2. Исследование влияния режимных параметров на выход и свойства АУ, получаемых при пиролизе лигнинсодержащих отходов с использованием в качестве активирующих агентов сульфата, карбоната и гидроксида натрия. Исследование термического разложения технических лигнинов в присутствии соединений натрия с использованием термогравиметрического анализа.

3. Разработка наиболее целесообразных технологических решений получения углеродных адсорбентов из технических лигнинов, обеспечивающих комплексное и рациональное использование'древесного сырья, улучшение экологических и экономических показателей предприятий химической переработки древесины.

Научная новизна. Разработаны концептуальные основы экологически безопасной ресурсосберегающей технологии переработки технических лигнинов с получением углеродных адсорбентов и регенерацией химикатов.

Впервые изучена термическая переработка технических лигносульфо-натов на натриевом основании в совмещенном процессе пиролиза-активации в атмосфере водяного пара; выявлено влияние подачи водяного пара на выход и свойства активного угля и на регенерацию химикатов.

Определены оптимальные значения режимных параметров пиролиза технических лигнинов с использованием в качестве активирующих агентов сульфата, карбоната и гидроксида натрия. Впервые установлено, что предварительная термообработка лигносульфонатов и гидролизного лигнина позволяет снизить расход гидроксида натрия.

В результате исследования пористой и тонкой структуры полученных углеродных адсорбентов доказано, что в случае парогазовой активации технических лигнинов образуются преимущественно микро- и мезо-поры, а в случае химической активации - супермикропоры, являющиеся наиболее эффективными при адсорбции из водных растворов.

Методами дериватографического анализа установлено, что температурная область максимальной скорости потери массы технических лигнинов в присутствии сульфата и карбоната? натрия соответствует оптимальному температурному режиму формирования пористой структуры активных углей и восстановления сульфата натрия до сульфида.

Практическая ценность. Предложены ресурсосберегающие технологически е решения термической переработки технических лигнинов в режиме пиролиза, позволяющая наряду с полной регенерацией химикатов получать дефицитные, высококачественные углеродные адсорбенты многоцеле-

вого назначения, в том числе для очистки жидких и газовых выбросов предприятий.

Синтезируемые по предлагаемой технологии АУ обладают уникальными адсорбционными свойствами и развитой пористой структурой, и не выпускаются в настоящее время промышленностью России.

По исходным данным диссертационной работы Мосхимдрев (г.Москва) разработал рабочий проект опытно-производственной установки по переработке в активные угли 15 т/сутки технических лигносульфонатов (по сухим веществам) для Соликамского ЦБК.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены и обсуждены на II Национальном симпозиуме «Синтез, исследование и применение адсорбентов» (г.Москва, 1995), на VIII Международной конференции «Теория и практика адсорбционных процессов» (г.Москва, 1996), на II Совещании «Лесохимия и органический синтез» (г.Сыктывкар, 1996), на III Национальном симпозиуме «Теоретические основы сорбционных процессов» (г.Москва, 1997) и на ежегодных научно-технических конференциях АГТУ (г.Архангельск, 1993 - 1997гг.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ и 1 работа находится в печати.

Положения, выносимые на защиту:

- концептуальные основы новых процессов ресурсосберегающей технологии переработки технических лигнинов с получением углеродных адсорбентов и регенерацией химикатов;

- теоретические положения, объясняющие формирование пористой структуры и адсорбционных свойств углеродных адсорбентов в совмещенном процессе пиролиза-активации технических лигносульфонатов в атмосфере водяного пара;

- результаты исследования влияния подачи водяного пара на регенерацию натриевых оснований при пиролизе технических лигносульфонатов;

- экспериментальные данные по синтезу углеродных адсорбентов термохимической активацией технических лигнинов в присутствии сульфата, карбоната и гидроксида натрия;

- рекомендации по реализации разработанных методов пиролиза технических лигнинов с получением углеродных адсорбентов и регенерацией химикатов.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 разделов, общих выводов, списка литературы, содержащего 197 источни-

ков, и приложений. Работа изложена на 238 страницах машинописного текста, включая 72 рисунка и 27 таблиц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В литературном обзоре кратко рассмотрены существующие направления использования технических лигнинов; особое внимание уделено термическим методам их переработки - сжиганию и пиролизу. Проанализированы литературные данные по влиянию натриевых соединений на процессы термического разложения и газификации углеродных материалов. Сделаны выводы и поставлены задачи исследования.

Экспериментальная часть состоит из 5 глав.

1. Пиролиз технических лйгносульфонатов в среде водяного пара

Пиролитические методы переработки концешратов сульфитных щелоков -'технических лйгносульфонатов (ЛСТ) - представляют интерес, во-первых, в виду возможности регенерации варочных оснований, во-вторых, по причине попутного получения углеродных адсорбентов с развитой пористой структурой, не говоря уже о решении экологических проблем сульфит-целлюлозного производства.

Анализ литературных данных позволяет утверждать, что соединения натрия, присутствующие в отработанных сульфитных щелоках, способствуют формированию пористой структуры угля при пиролизе и являются эффективными катализаторами процессов газовой активации. Поэтому пиролиз ЛСТ на натриевом основании целесообразно совмещать с их активацией водяным паром. Это позволит ускорить процесс и упростить технологию получения АУ.

Исследование совмещенного процесса пиролиза-активации проводили на технических лигносульфонатах Архангельского ЦБК методом планированного эксперимента. Получены статистически достоверные математические модели, графическая интерпретация (рис. 1-3) которых нагйядно отражает влияние температуры процесса и продолжительности подачи водяного пара в реакционную зону на значения основных выходных параметров при общей продолжительности процесса 35 мин.

Водяной пар, вводимый в реактор при пиролизе, активно подавляет образование нежелательных в сульфитном производстве сульфида и тиосульфата натрия, при этом увеличивается выход соды (рис. 1). Паровая обработка положительно влияет и на сорбционные свойства получаемых углей (рис. 2). Однако с увеличением продолжительности активации выход

а б в

Рис.1. Влияние условий процесса на выход отмываемых соединений натрия, % к ЛСТ: а - ИагЭ, б - N328203, в - Ыа:СОз.

а б в

Рис.2. Влияние условий процесса на сорбционные свойства углей: а - сорбция йода, %; б - сорбция метиленового голубого (МГ), мг/г, в - сорбция паров гептана, мг/г.

а б в

Рис.3. Влияние условий процесса на формирование пористой структуры углей:

а - объем микропор, см3/г; б - полуширина микропор, нм; в - объем мезопор, см3/г.

угля закономерно снижается. С целью получения достаточно высокого выхода угля (18-20% на органическую массу ЛСТ) с сохранением его адсорбционных свойств процесс следует вести при температуре не более 780-800°С и продолжительности обработки водяным паром 14-16 мин при общей продолжительности процесса 30-35 мин. В этих условиях достигается хорошее развитие пористой структуры (рис.3) и поглощение сорбатов как из жидкой, так и из газовой фазы.

Полученные экспериментальные данные свидетельствуют, что в совмещенном процессе пиролиза-активации ЛСТ формируется развитая ще-левидная пористая структура угля, включающая микропоры полушириной 0,50...0,64 нм с дисперсией 0,001 нм, мезо- и макропоры. Супермикропоры в процессе парогазовой активации ЛСТ не образуются. На объем микро- и

мезолор определяющее влияние оказывает продолжительность активации водяным паром (рис.3). Размер микропор определяется почти исключительно температурой термообработки, что связано, скорее всего, с формированием надмолекулярной структуры угля.

Перед подачей в реакционную зону активирующего агента требуется 6...10-минутная карбонизация ЛСТ (табл. 1), необходимая для формирования первичной пористой структуры АУ и образования каталитически активных в процессах газификации карбоната, оксида и гидроксида натрия. Парогазовая обработка необходима для раскрытия уже сформировавшихся пор и обеспечения таким образом доступа к ним молекул адсорбтивов. Соединения натрия, образующиеся при восстановлении сульфита натрия, могут участвовать в топохимических процессах образования микропор.

Таблица 1

Влияние продолжительности термообработки на формирование пористой структуры активных углей*

Ко п/п Продолжительность, мин Выход отмы- Обгар, % Поверхность, М2/Г Объем пор, см3/г

До подачи пара Термообработки того угля, %'* общая (по БЭТ) мезо-пор микропор мезо-пор макро-пор общий

1 - 30 41,7 0 393 61 0,15 0,15 0,08 0,38

2 - 15 43,1 0 362 63 : 0,13 0,19 0,14* 0,46

3 1 15 27,8 29,0 578 164 0,19 0,42 0,06 0,67

4 3 15 24,7 40,2 634 176 0,20 0,34 0,22 0,76

5 6 15 24,8 39,7 744 207. 0,24 0,42 0,11 0,77

6 1 30 22,8 43,3 733 208 0,23 0,34 0,07 0,64

7 10 30 18,6 52,6 810 254 0,26 0,55 010 0,91

Примечание:" Температура процесса - 800°С, продолжительность актов ации - 5 мни. " В расчете на органические вещества ЛСТ.

2. Пиролиз окисленных лигносульфонатов

Для пиролиза использовали окисленные лигносульфонаты на натриевом основании - промышленный отход производства ванилина. Единственное в России производство ванилина из ЛСТ на Сясьском ЦБК в настоящее время законсервировано из-за нерешенности экологических проблем, в частности, из-за отсутствия надежных методов утилизации неокисляемых органических остатков. Проведенные исследования показали, что пористая структура и адсорбционные свойства АУ из окисленных ЛСТ на натриевом основании формируются в отсутствии подачи водяного пара в реакционную зону при пиролизе. Действующим началом при этом выступают минеральные соли, а именно сульфат и карбонат натрия, содержащиеся в данных технических лигнинах в количестве до 150% от органической массы. Формиро-

вание пористой структуры АУ протекает одновременно с восстановлением сульфата натрия до сульфида (рис.4).

5 «

I го

(О

Iм

5

Температура, °С б

Продолжительность, мин б

1

1 ч

1

«ос воо 60а /ао в Температура, °С

Рис.4. Влияние температуры и продолжительности пиролиза на а - сорбционные свойства углей:

1 - сорбционная активность по йоду,

2 - осветляющая способность по МГ,

3 - сорбция паров гептана;

б - состав отмываемых солей натрия: 1-КагЭ, 2 - КагЭО^

Для полного восстановления сульфата натрия в сульфид и, следовательно, завершения процессов химической активации температура пиролиза должна быть не ниже 800°С, а. продолжительность термообработки не менее 18-20 минут.

3. Пиролиз технических лигнинов в присутствии

сульфата и карбоната натрия Из полученных экспериментальных данных следует, что область оптимальных дозировок активирующих агентов в случае пиролиза ЛСТ - 90100% N82804 и 30-40% НагСОз (рис. 5). В случае пиролиза черного щелока, отличающегося повышенной по сравнению с ЛСТ зольностью, добавка соды вообще не требуется, а дозировка сульфата натрия не должна превышать 60% в расчете на сухие вещества, так как в противном случае углерод практически полностью выгорает.

Исследование влияния режимных параметров термохимической активации технических лигнинов в присутствии солей натрия на выход и свой-

Рис. 5. Влияние дозировок реагентой на выход угля, %, (а); сорбционную активность по йоду, %, (б); осветляющую способность по МГ, иг/г, (в ).

ства получаемых продуктов показало, что температура процесса должна составлять 840°С, а продолжительность - не более 30 минут. В данных условиях при соблюдении оптимальных дозировок активирующих агентов можно получать высокоэффективные микропористые адсорбенты с осветляющей способностью по метиленовому голубому 500-520 мг/г и сорбцион-ной активностью по йоду 110-120%.

4. Пиролиз технических лигнинов в присутствии гидроксида натрия На формирование сорбционных свойств углей определенное влияние наряду с сульфатом и карбонатом оказывают также гидроксид, сульфид и другие соединения натрия, образующиеся в процессе термического разложения. На рис. 6 приведены экспериментальные данные, характеризующие активирующие свойства гидроксида натрия применительно к термической переработке различных технических лигнинов, отличающихся как содержанием, так и составом присутствующих в них минеральных веществ.

а б в

ю № о. о о

г"

у}

/

1Д 15 2,0 ¿5 30

Дгаа№СН1вЛСГ,гЛ-

ДсваМйИшГДг/г

Дэза№ШнаЧЩ,г/с

Рис.6. Влияние дозировок гидроксида натрия на адсорбционные свойства АУ, синтезируемых из ЛСТ (а), гидролизного лигнина (б) и черного щелока (в): 1 - сорбционная активность по йоду; 2 - осветляющая способность по МГ. ,

Из рис.6 видно, что дня формирования развитой пористой структуры углей, синтезируемых из ЛСТ, доза гидроксида натрия должна быть не менее 160-200% в расчете на а.с.вещества, а в случае гидролизного лигнина (ГЛ) - 220-260%. Термохимическая активация черного щелока (ЧЩ) требует значительно меньших дозировок №ОН (80-100%), так как присутству-

ющие в нем натриевые основания в количестве до 50% являются самостоятельными активирующими агентами.

Предварительная термообработка (предпиролиз) лигносульфонатов и гидролизного лигнина позволяет уменьшить удельный расход активирующего агента на единицу массы получаемого угля (рис.7) и снизить степень его карбонизации (рис.8). Температура предварительной термообработки является важным фактором регулирования параметров пористой структуры синтезируемых адсорбентов. Варьируя температуру предпиролиза и дозировку гидроксида натрия, можно в широких пределах изменять физические и адсорбционные свойства АУ (рис.9) и получать угли с заранее заданными потребительскими свойствами.

I 25

з..

Доза ИаОН на уголь, г/г

Рис.7. Влияние дозировок гидроксида натрия на выход Ау, получаемого из ГЛ при различных температурах предпиролиза: I - 300°С, 2 - 325°С, 3 - 350=С, 4 - 400°С.

ЗОО 325 350 37Я «СО

■ Температура предпиролиза, "С

Рис. 8. Влияние температуры предпиролиза на состав отмываемых со до продуктов при дозе №ОН - 170% в расчете на ГЛ: 1 - №2С03,2 - №ОН.

ЬабОО «-400

Доза ЫаОН на уголь, г/г

В

Доза КаОН на уголь, г/г

Ё

£ 450

Доза ЫаОН на уголь, г/г Г

V >#

ф У /

Доза КаОН на уголь, г/г

Рис.9. Влияние дозировок гидроксида натрия на насыпную плотность (а) и адсорбционные свойства (6, в, г) АУ, синтезируемых из ГЛ при различных температурах предварительной термообработки: 1 -300С, 2 - 325 С, 3-350 С, 4 - 400°С.

Для ряда адсорбентов, синтезированных нами из гидролизного лигнина, были сняты изотермы адсорбции бензола, исходя из которых рассчитывались параметры их пористой структуры (табл.2).

Таблица 2

Условия получения и результаты анализа пористой структуры адсорбентов

№ Условия наработки Параметры пористой структуры

п/п Тем-ра предпи-ролиза, "С Доза NaOH наГЛ, г/г Тем-ра активации, °С Энергия адсорбции, кД ж/моль Объем микропор, см3/г Объем мезопор, см3/г Общий объем пор, см% 11оверх-ность мезопор, м2/г

1 400 1,7 750 14,6 1,18 0,01 1,19

2 400 1,7 650 19,0 1,02 0,02 1,04

3 400 1,7 600 14,5 0,82 0,02 0,84

4* 5 300 300 2,0 2,0 750 700 15,6/11,5 14,0 0,49/0,34 0,96 0,34 0,2 9 1,17 1,25 82 260

6 7 300 300 2,0 1,7 600 600 14,4 15,7 0,96 0,90 0,01 0,05 0,97 0,95

Примечание: "Бимикропористая структура.

Обращает на себя внимание достаточно низкая энергия адсорбции бензола в микропорах. Известно, что если энергия адсорбции не превышает значение 15кДж/моль, можно утверждать, что микропоры представлены в основном супермикропорами. Практически все исследуемые образцы углей содержат большой объем супермикропор (0,8—1,2см3/г). Именно этим можно объяснить высокие адсорбционные свойства получаемых углей. Согласно испытаниям, проведенным в Уральском производственном объединении «Сорбент», опытный образец порошкообразного активного угля, полученный нами на пилотной установке Архангельского гидролизного завода в условиях, близких к оптимальным (температура предварительной термообработки - 350-400°С, температура активации - 700°С, доза гидроксида натрия в расчете на ГЛ - 1,7г/г), имеет следующие характеристики: сорбци-онная активность по йоду 207%, осветляющая способность по метиленово-му голубому 768мг/г, что почти в 3 раза превосходит аналогичные показатели у выпускаемых в настоящее время осветляющих марок углей.

5.Термогравиметрические исследования технических лигнинов в присутствии натриевых соединений Данные термогравиметрического анализа свидетельствуют, что термическое разложение лигносульфонатов в присутствии сульфата и карбоната натрия сопровождается резкой потерей массы реакционной смеси в области температур 800-840°С, оптимальной с точки зрения формирования сорбционных свойств АУ, с температурным максимумом на кривых ОТв, характеризующим область с наибольшей скоростью выделения продуктов

разложения, около 820°С. Отрицательный суммарный порядок и высокая кажущаяся энергия активации свидетельствуют об автокаталитическом механизме процесса термического разложения лигносульфонатов с добавками сульфата и карбоната натрия в области температурного максимума.

В присутствии гидроксида натрия максимальная скорость потери массы технических лигнинов сдвигается в область более низких температур. В температурной области, интересной с точки зрения формирования сорб-ционных свойств угольного остатка (500-700°С), процесс термического разложения органических веществ не сопровождается заметным выделением летучих веществ. Скорее всего натриевые основания при температурах свыше 500°С участвуют в построении пористой структуры углей с параллельной карбонизацией каустика выделяющимся углекислым газом, что не приводит к потере массы смеси.

В технологической части разработаны два основных технологических решения получения активных углей: методом парогазовой активации и методом ¡химической активации.

Схема производства активного угля из черного щелока методом химической активации в присутствии гидроксида натрия (рис. 10) включает термообработку реакционной смеси и отмывку коксового остатка. Отмытый активный уголь поступает на сушку, а получаемый зеленый щелок направляется в технологический цикл производства сульфатной целлюлозы.

ЧЩ ' ! На очистку

Рис. 10. Технологическая схема производства АУ из черного щелока методом термохимической активации в присутствии гидроксида натрия:

I - бункер чергюго щелока; 2 - смеситель; 3 - реактор; 4 - приемник угля; 5 - ленточный вакуум-фильтр; 6 - барабанная сушилка; 7 - конденсатор; 8 - отделение регенерации гидроксида натрия; 9 - смеситель; 10,11 - насосы-дозаторы; 12 - дымосос.

В экономической части приводится бизнес-план инвестиционного проекта производства углеродных адсорбентов из черного щелока методом термохимической активации в количестве 2000 т в год. Согласно выполненных расчетов данный проект имеет следующие показатели эффективности:

- дисконтированный период окупаемости -12,5 месяцев;

-чистая приведенная к настоящему уровню стоимость ( 10 лет работы) - 28849 млн.р. (в ценах 1997 г.);

- индекс прибыльности - 2,76;

- коэффициент рентабельности инвестиций - 90%, что больше расчетной, принятой 50%, т.е. имеется еще резерв на риск.

ВЫВОДЫ

1. Предложены новые технологические решения переработки технических лигнинов методами, пиролиза, позволяющие повысить степень полезного использования древесного сырья, расширить объемы потребления лигносульфонатов и гидролизного лигнина и, как следствие, улучшить экономические и экологические показатели целлюлозно-бумажного и гидролизного производств.

2. Установлено, что подача водяного пара в реакционную зону при пиролизе лигносульфонатов на натриевом основании в 5-8 раз снижает образование сульфида, тиосульфата и сульфата натрия и позволяет наряду с регенерацией оснований получать активный уголь с достаточно высокими адсорбционными свойствами и развитой микропористой структурой. Определены закономерности и оптимальные условия формирования пористой структуры активных углей, а также образования и выхода компонентов варочных щелоков.

3. Экспериментально доказано, что в результате термохимической активации технических лигнинов с использованием в качестве активирующих агентов сульфата, карбоната и гидроксида натрия формируется структура активных углей, способных сорбировать метиленовый голубой до 780 мг/г и йод до 200% и не производимых в настоящее время в России. Установлено влияние режимных параметров и дозировок реагентов на выход, пористую структуру и свойства углей.

4. Впервые доказано, что предварительная термообработка лигносульфонатов и гидролизного лигнина перед термохимической активацией позволяет в 1,5-2,5 раза снизить удельный расход гидроксида натрия на единицу массы получаемого угля, повысить его адсорбционные свойства и создает предпосылки для расширения номенклатуры выпускаемых активных

углей, в том числе позволяет синтезировать супермикропористые углеродные адсорбенты.

5. Методом термогравиметрического анализа показано, что температурная область максимальной скорости потери массы технических лигни-нов (800-840°С) в присутствии сульфата и карбоната натрия соответствует температурной области формирования пористой структуры адсорбентов.

6. Разработаны принципиальные технологические схемы производства активных углей из лигносульфонатов в совмещенном процессе пиролиза-активации и из черного щелока методом химической активации в присутствии гидроксида натрия. Экономические расчеты подтверждают целесообразность практической реализации предложенных технологических решений на целлюлозно-бумажных предприятиях.

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:

1. Совмещенный процесс пиролиза-активации технических лигносульфонатов с получением углеродных адсорбентов / С.А.Цаплина, Н.И.Богданович, Л.Н.Кузнецова, Г.В.Добеле // Синтез, исследование и применение адсорбентов: Тез. докл. II Национ. симпозиума. -М., 1995. - с.19-20.

2. Термическая активация технических лигнинов с получением порошкообразных активных углей и регенерацией химикатов / Н.И.Богданович, Г.В.Добеле, Л.Н.Кузнецова, С.А.Цаплина // Синтез, исследование и применение адсорбентов: Тез. докл. II Национ. симпозиума. -М., 1995. -с.36-37.

3. Синтез углеродных супермикропористых адсорбентов на основе технических лигнинов /Н.И.Богданович, С.А.Цаплина, Л.Н.Кузнецова, Г.В.Добеле, А.А.Фомкин // Теория и практика адсорбционных процессов: Тез.докл. VIII Междунар.коиференции. - М.,1996. - с.81.

4. Пиролиз технических лигнинов с получением углеродных адсорбентов и регенерацией химикатов / Н.И.Богданович, С.А.Цаплина, Л.Н.Кузнецова // Лесохимия и органический синтез: Тез. докл. II Совещания. - Сыктывкар, 1996. - с.115.

5. Цаплина С.А., Богданович Н.И. Пиролиз-активация сульфитного щелока на натриевом основании в атмосфере водяного пара II Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов: Сб.на-учных трудов. - АГТУ, 1996. - Вып.1. - с.76-84.

6. Совмещенный процесс пиролиза-активации технических лигносульфонатов в среде водяного пара / Н.И.Богданович, С.А.Цаплина, Л.Н.Кузнецова, Г.В.Добеле И Лесной журнал. - 1996. - №6. - с. 101-110.

7. Синтез углеродных супермикропорйстых адсорбентов на основе технических лигнинов / Н.И.Богданович, С.А. Цаплина, Л.Н.Кузнецова, Г.В.Добеле, А.А.Фомкин // Теория и практика адсорбционных процес-

сов: Сб. научных трудов VIII Международной конференции. - М., 1997. -с.247-249.

8. Углеродные адсорбенты на основе окисленных лигносульфонатов / Н.И.Богданович, Г.В.Добеле, Л.Н.Кузнецова, С.А.Цаплина, А.А.Фомкин // Теоретические основы сорбционных процессов: Тез. докл. III Национального симпозиума. - М., 1997. - с.45.

9. Формирование пористой и надмолекулярной структуры активных углей в совмещенном процессе пиролиза-активации технических лигносульфонатов на Na-основании / Н.И.Богданович, Г.В.Добеле, Л.Н.Кузнецова, С.А.Цаплина // Лесной журнал. - 1998. - №3 (в печати).

10. Влияние условий пиролиза окисленных лигносульфонатов на формирование адсорбционных свойств активных углей / Цаплина CA., Богданович Н.И., Кузнецова Л.Н. // Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов: Сб.научных трудов. - АГТУ, 1997. -Вып.Ш. - с.76-82.

Отзывы на автореферат в 2х экземплярах с заверенными подписями направлять по адресу: 163007, г.Архангельск, наб. Сев.Двины, 17, АГТУ, диссертационный совет.

Лицензия ЛР № 020460 от 10.04.97.

Сдано в произв. 20.02.98. Подписано в печать 20.02.98. Формат 60x84/16. Бумага писчая. Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд. л. 1,0. Заказ № 18. Тираж 120 экз.

Отпечатано в издательстве АГТУ 163007, г. Архангельск, 7, наб. Северной Двины, 17.