SU747815A1 - Method of determining optimum activation temperature of carbon materials - Google Patents

Method of determining optimum activation temperature of carbon materials Download PDF

Info

Publication number
SU747815A1
SU747815A1 SU782608307A SU2608307A SU747815A1 SU 747815 A1 SU747815 A1 SU 747815A1 SU 782608307 A SU782608307 A SU 782608307A SU 2608307 A SU2608307 A SU 2608307A SU 747815 A1 SU747815 A1 SU 747815A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
temperature
activation temperature
activation
adv
scales
Prior art date
Application number
SU782608307A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вера Ивановна Елчина
Иван Афанасьевич Яворский
Василий Егорович Матвеев
Original Assignee
Институт Физико-Химических Основ Переработки Минерального Сырья Со Ан Ссср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Физико-Химических Основ Переработки Минерального Сырья Со Ан Ссср filed Critical Институт Физико-Химических Основ Переработки Минерального Сырья Со Ан Ссср
Priority to SU782608307A priority Critical patent/SU747815A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU747815A1 publication Critical patent/SU747815A1/en

Links

Description

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНО } ТЕМПЕРАТУРЫ АКТИВАЦИИ УГЛЕРОДНЫХ МА ГЕРИАЛОВ(54) METHOD FOR DETERMINING OPTIMALLY} ACTIVATION TEMPERATURE OF CARBON AND MA GERIALS

Изобретение относитс  к получению сорбентов,-В частности к способам определени  оптимальной температуры активации при получении углеродных сорбентов.. . Известен способ определени  оптимальной температуры активации углеродных материалов, включающий нагрев образца углеродного материала (углеродной ленты) при подачегазообразного кислородсодержащего активирующе го агента пара или СО в переменно температурном поле, температурный градиент которого измен етс  линейно по длине.После активации ленту разре зают по длии-е и О1;редел ют сорбционную активность отрезков. Отрезок обладающий максимальной адсорбционной активностью, соответствует определен ной температуре, которую принимают за оптимальную температуру активации 1 . Недостатком известного способа  вл етс  сложность, длительность и ограничение в.применении. Сложность способа состоит в том, что он не исключает определение трудоемкими ме тодами сорбционной активности отрезков ленты, что требует большой затраты времени. того, этот спо- / соб может быть использован только применительно к yглepoд ftiIM ткан м. Целью изобретени   вл етс  сокращение времени онределени  и упрощение процесса. Указанна  цель достигаетс  тем, что образцЕл углеродного материала нагревают при различных температурах при подаче газообразного кислородсодержа1Дего . активирующего агента и температуру соответст&ующ ю скорости обгара образца I-IO - г/г-с принимают за оптимальную температуру активации. Известно, чтЬ об.ъем пор (сорбционна  емкость) углеродного материала, .получаемый активацией при одинаковой степени обгарй, тем выше, чем меньше температура активации. Исследовани ми ycTaHOBjfieHO, что существует пpeдe ьна  температура, ниже которой указанное  вление не наблюдаетс , объем пор остаетс  посто нным и определ етс  только степенью обгара. Эта температура  вл етс  оптимальной дл  процесса активации. Установлено, что птимальной температуре ;соответстауе скорость обгара S-lOt/r-c независимо от активирующего газа (пар.The invention relates to the preparation of sorbents, in particular, to methods for determining the optimal activation temperature in the preparation of carbon sorbents. A known method for determining the optimal activation temperature of carbon materials includes heating a sample of carbon material (carbon tape) with an oxygen-containing activating agent or CO in a variable temperature field, the temperature gradient of which varies linearly in length. After activation, the tape is cut in length and O1; determine the sorption activity of the segments. The segment with the maximum adsorption activity corresponds to a certain temperature, which is taken as the optimal activation temperature 1. The disadvantage of this method is the complexity, duration, and limitation of application. The complexity of the method lies in the fact that it does not exclude the determination of tape segments by the laborious methods of sorption activity, which requires a lot of time. Moreover, this method / method can only be used with regard to the angle of ftiIM fabrics. The aim of the invention is to reduce the time of determination and simplify the process. This goal is achieved by the fact that a sample of carbon material is heated at different temperatures while supplying gaseous oxygen-containing gas. the activating agent and the temperature of the corresponding & bulge burn rate of sample I-IO — g / g are taken as the optimum activation temperature. It is known that the volume of the pores (sorption capacity) of the carbon material obtained by activation with the same degree of burning is the higher, the lower the activation temperature. By studies ycTaBjfieHO that there is a temperature beyond which the above phenomenon is not observed, the pore volume remains constant and is determined only by the degree of burning. This temperature is optimal for the activation process. It has been established that the maximum temperature; the corresponding speed of the S-lOt / r-c burnout is independent of the activating gas (par.

02I воздух. Снижение скорости а менее 110 г/г-с не дает ysej02I air. Reducing the speed a less than 110 g / g-s does not give ysej

увеличение бъема указанных пор и чрезмерно удлин ет процесс активации. При повыении скорости обгара более 5-10 г/г с (т.е. активаци  при более высоких температурах) объем пор развиваетс  недостаточно полно или не развиваетс , а потому при таких услови х нельз  получить сорбент.an increase in the volume of these pores and an excessively prolonged activation process. With an increase in the burning speed of more than 5-10 g / g s (i.e. activation at higher temperatures), the pore volume does not fully develop or does not develop, and therefore under such conditions it is impossible to obtain a sorbent.

Дл  определени  используетс  кокс из бурых углей, который получают путем теркмческого воздействи  на бурый уголь Назаровского месторождени  Канско-Ачинского бассейна Сибири без доступа воздуха до температуры 900°С. Кокс имеет следующий технический анализ, вес.%: летучие 6, зола 16, влажность 3. Размер зерен буроугольного кокса составл ет 0,10 ,2 мм навеска, использованна  в опытах равна Q,5 г.For determination, coke from brown coal is used, which is obtained by thermal impact on brown coal of the Nazarovskoye deposit of the Kansk-Achinsk basin of Siberia without air access to a temperature of 900 ° C. Coke has the following technical analysis, wt.%: Volatile 6, ash 16, humidity 3. The size of the grains of brown coal coke is 0.10, 2 mm. The weight used in the experiments is equal to Q, 5 g.

Полукокс из длиннопламенного угл , который получают путем термического воздействи  на длиннопламенный уголь Кузбасса без доступа воздуха до температуры , Его технический анализ следующий, вес.%: летучие 7, зола 10, влажность 1, 5. Размер зерен 0,6-1 мм, навеска. 1 г.Semi-coke from long-flame coal, which is obtained by thermal impact on Kuzbass long-flame coal without air access to temperature, Its technical analysis is as follows, wt.%: Volatile 7, ash 10, humidity 1, 5. Grain size 0.6-1 mm, weight . 1 year

Углеродное волокно, которое получают карбонизацией полиакрилонитрильного волокна (ПАН) при нагреве до 900°С в инертной среде. Размер, (диаметр) элементарного волокна 57 мкм, летучие 0%, влажность О,8%, навеска, использованна  в опытах 0,5-1 г.Carbon fiber, which is obtained by carbonization of polyacrylonitrile fiber (PAN) when heated to 900 ° C in an inert atmosphere. Size, (diameter) of elementary fiber 57 µm, volatile 0%, moisture content O, 8%, weight, used in experiments 0.5-1 g

Дл  проведени  опытов используетс  электрическую печь разъемного типа мощностью 1,5 кВт с регул тором подъема .температуры (ЛАТР-9), хро vleль-aлюмeлeвyIo или платина-платинородиевую термопару, гальванометр с ценой делени  1 градус и тёрмовесы (переоборудованные весы АДВ-200) .For experiments, a 1.5 kW detachable type electric furnace with a temperature adjustment controller (LATR-9), chromo-auleus Io or platinum-platinum-rodium thermocouple, a galvanometer with a divide value of 1 degree and thermometers (converted scales ADV-thermometer (converted scales ADV-thermometers), electroplate with 1 dividing degree and thermometers (converted scales ADV-thermometer (converted scales ADV-thermometer), with the price of 1 degree and thermo weights (converted scales ADV-thermometer (converted scales ADV-thermometer), with a galvanometer with a division value of 1 degree and thermopiles (converted scales ADV-thermometer (converted scales ADV-thermometer with a price of 1 degree and thermo weights (converted scales ADV-thermometers), galvanometer with the cost of dividing 1 degree and thermometers (converted scales ADV-thermometer (converted scales ADV-thermostat), galvanometer with the price of division 1 degree and thermometers (converted scales ADV-thermometer, converted galvanometer with a dividing price of 1 degree and thermomes (reequipped scales ADV-thermocouple-electrophoresis) .

Оптимальна  температура активации определ етс  при следующих услови х: окислению подвергают.отдельные навески величиной в 0,5-1 г, окислению каждой навески соответствует сво  посто нна  температура, например дл  кокса из бурого угл  берутс  следующие температуры: 300, 345, 385 и окончательна  - 340°С, которой соответствует скорость потери в весе 110 г/Гс, окисление навески при заданной температуре провод т в те4eifae 15-20 мин, а. это врем  определение скорости потери в весе (С) производ т не менее трех раз путем делени  убыли в весе (У) наврем  (В), в течение которого происходила убыль, т,е.The optimal activation temperature is determined under the following conditions: individual samples of 0.5-1 g are oxidized. A constant temperature corresponds to the oxidation of each sample, for example, for coke from brown coal the following temperatures are taken: 300, 345, 385 and final - 340 ° C, which corresponds to a loss rate in weight of 110 g / Gs, the oxidation of the sample at a given temperature is carried out in those 4eifae 15-20 minutes, a. this time, the determination of the rate of loss in weight (C) is made at least three times by dividing the loss in weight (V) by Nav (B), during which the loss occurred, t, e.

C-VC-V

8,Н8, N

где Н - навеска.where H is a sample.

В - длительность определени  опобгатимальной температуры активации по предлагаемому способу колеблюща с  в пределах 2-3 ч,B - the duration of the determination of the optimum activation temperature by the proposed method varies from within 2-3 hours,

В качестве- окислительных сред используют воздух, вод ной пар и углекислый rai5 с расходом 0,180 ,36 .Air, water vapor and carbon dioxide rai5 with a flow rate of 0.180, 36 are used as oxidizing media.

Пример 1. Дл  определени  оптимальной температуры активации кокса из бурого угл  Назаровского месторождени ,полученного коксованием до температуры 900С, кокс измельчают до размера зерен 0,1-0,2 мм, берут четыре навески величиной по Example 1. In order to determine the optimal activation temperature for coke from the brown coal of the Nazarovskoye deposit, obtained by coking to a temperature of 900 ° C, the coke is crushed to a grain size of 0.1-0.2 mm, take four weights of

5 0,5 г и.поочередно окисл ют при следующих температурах,С 300, 345 и. 385. Дл  проведени  эксперимента берут термовесы, электрическую разъемную печь мощностью 1,5 кВт, снаб0 женную регул тором подъема температуры - латром и xpoMe ib-алюмелевой термопарой с гальванометром. В нагретую до заданной температуры печь, например до (далее до , ) помещают контейнер с навеской и в 5 0.5 g and oxidized alternately at the following temperatures, C 300, 345 and. 385. To carry out the experiment, a thermobalance, a 1.5 kW electric detachable furnace equipped with a temperature rise regulator - latr and xpoMe ib-alumel thermocouple with a galvanometer - are taken. In a furnace heated to a predetermined temperature, for example, a container with a hinge is placed before (further up to,) and

5 среде воздуха провод т активацию в т ечение 20 мин. Во врем  активации ведут запись потери в весе три раза через 5 и 10 мин и производ т расчет скорости потери в весе (скорости 5 air is activated for 20 minutes. During the activation, the loss in weight is recorded three times after 5 and 10 minutes, and the rate of loss in weight (speed

D обгара). В таблице приведены результаты при разных температурах,С: 300, 345, 385 и величине .скорости потери в весе, г/г-с: 3,, 3,65х10 5, 4,2x10-5, 1,2 10, 1,2x10, D obgara). The table shows the results at different temperatures, C: 300, 345, 385 and the magnitude of the rate of loss in weight, g / g-s: 3 ,, 3.65х10 5, 4.2x10-5, 1.2 10, 1, 2x10

5 1,-4х10- 2,5х1оЛ 2,55/10 2,35/10-.5 1, -4x10-2.5x1ol 2.55 / 10 2.35 / 10-.

На фиг. 1 приведен график зависи 4ости скорости обгара потери в ве- . се от температуры.FIG. 1 shows a graph of the 4-speed of the burned speed in the loss-. All the temperature.

Как видно из графика, температуре 340°С отвечает скорость потери в As can be seen from the graph, the temperature of 340 ° C corresponds to the rate of loss in

0 весе 1Ю г/г. с. Опытна  проверка этой температуры на скорость окисле- . ни  подтверждает достоверность оптимальной температуры активации.0 weight 1y g / g. with. Experienced checking this temperature at a rate of oxidized. nor confirms the accuracy of the optimal activation temperature.

Пример. 2. Графически -опреде5 лено, что скорость обгара 510 V/r-c соответствует температуре 39 ОС по примеру 1, но активацию (окисление) ведут при 250 450°С.Example. 2. It is graphically -determined that the burning speed of 510 V / rc corresponds to a temperature of 39 ° C in Example 1, but activation (oxidation) is carried out at 250–450 ° C.

Пример 3. 0,5 г углеродного Example 3. 0.5 g of carbon

0 волокна, полученного из полиакрилонитрильного волокна (ПАИ) при 900®С. По методике, описанной в примере 1, проведено определение скоростей обгара на воздухе при. 350 400 0 fiber derived from polyacrylonitrile fiber (PAI) at 900 ° C. According to the method described in example 1, the burning speeds were determined in air at. 350 400

5 и . Графически найдено, что скорость обгара 510 г/г.с отвечает температуре . Экспериментальное определение подтверждает эту величину обгара при 460°С.5 and. Graphically, it was found that the burning speed of 510 g / g. Corresponds to temperature. Experimental determination confirms this amount of obgar at 460 ° C.

П р имер 4. По методике, опи0 санной в примере 3,проведено определение оптимальной темпера:туры активации углеродного волокна в атмосфере углекислого газа, причем расход . 5 углекислого газа составлггет 0,36 м /г.Example 4. According to the method described in Example 3, the optimum temperature was determined: carbon fiber activation tours in an atmosphere of carbon dioxide, and the flow rate. 5 carbon dioxide was 0.36 m / g.

Замер скоростей провод т при 700, 800, 850®и 1050°С.4РаФически найдена оптимальна  температура активации , котора  соответствует скорости сбгара 5 10 г/ГС. Экспериментальна  проверка подтверждает правильность определени  оптимальной температуры активации.The measurement of the velocities was carried out at 700, 800, 850® and 1050 ° C. 4Pa The optimal activation temperature was found that corresponds to a speed of 5 10 g / HS. Experimental verification confirms the correctness of determining the optimal activation temperature.

Пример 5. Углеродное волокно , как в примере 3 и по той же методике, активируют вод ным паром, причем расход пара составл ет 0,36 . Замер скорости обгара (.потери в весе) провод т при 700с, , 850°С и 1050°С, Сначала графически , а затем экспериментально установлено, что скорость обгара 5lOr/Гс соответствует температуре .Example 5. Carbon fiber, as in Example 3 and by the same method, is activated with water vapor, the steam consumption being 0.36. The burning speed (weight loss) was measured at 700 s, 850 ° C and 1050 ° C. At first it was graphically and then experimentally established that the burning speed of 5 lOr / Gs corresponds to the temperature.

Вз тие навескиDetachment

Разогрев печи до заданной температурыReheating the oven to the set temperature

Активаци  (окислениеActivation (oxidation

Обработка .активированной лентыProcessing .activated tape

Расчет скорости потери в весе и построение графика зависимости скорости от температурыCalculation of the rate of loss in weight and the construction of a graph of the dependence of speed on temperature

Определение сорбционной активностиDetermination of sorption activity

Всего:Total:

Как видно из таблицы, по подготовительным операци м и времени на активирование известный способ обладает преимуществом по длительности, однако необходимость дальнейших определений сорбционной активности (чтобы (Определить оптимальную температуру активации) делает его очень длительным (по крайней мере 2 дн ), например путем определени  содержани  в образцах гигроскопической влаги по ГОСТ 8719-58 или по адсорбционной методике.As can be seen from the table, according to the preparatory operations and activation time, the known method has an advantage in terms of duration, but the need for further determinations of sorption activity (in order to (Determine the optimal activation temperature) makes it very long (at least 2 days), for example, by determining the content in samples of hygroscopic moisture according to GOST 8719-58 or by the adsorption method.

Пример б. Определ ют оптимальную температуру активации полукокса , полученного из каменного угл  марки длиннопламенный (д) при нагревании его бе:з доступа воздуха до 670с. Размер зерен полукокса навески составл ет 0,6-1 мм. Берут навеску величиной в 1 г. Скрость обгара определ ют при 340С, 370С и ДОЗС. Графически определ ют оптимальную температуру активации 400°С (которой соответствует скорость 1lOr/г-с). Экспериментальна  проверка подтверждает эту температуру. Example b. The optimum activation temperature of the semi-coke obtained from the long-flame brand coal (e) is determined by heating it without air access to 670 s. The grain size of the semi-coke of the weighed portion is 0.6-1 mm. A weighed amount of 1 g was taken. The burned speed was determined at 340 ° C, 37 ° C and DOZS. The optimum activation temperature of 400 ° C (which corresponds to a rate of 1lOr / g-s) is determined graphically. An experimental check confirms this temperature.

В таблице приведены данные по затрате времени на определение оптимальной температуры активации по предлагаемому и известному способам.The table shows the time spent on the determination of the optimal activation temperature for the proposed and known methods.

1 one

53«5 1553 "5 15

5 5 5 5

130x1 30130x1 30

етem

НетNot

Во врем  разогрева печи During the heating of the furnace

НетNot

Нет и активацииNo and activation

10 От 2-х 10 From 2

Нет дней до 2-х недельNo days until 2 weeks

От 2-х From 2

165 дней до 2-х недель165 days to 2 weeks

Точностьопределени  оптимальной температуры складываетс  из точности взвешивани , котора  составл ет 0,5 мг, из точности замера температуры - и точности замера времени , 1 с и среднеквадратична  ошибка определени  составл ет в зависимости от температуры (275-1000°С) от 2 до 5 градусов.The accuracy of determining the optimum temperature consists of the accuracy of weighing, which is 0.5 mg, of the accuracy of temperature measurement and the accuracy of time measurement, 1 second and the standard error of the determination is 2 to 5 degrees depending on temperature (275-1000 ° C) .

Таким образом предлагаемый способ значительно упрощает определение оптимальной температуры активации, так как он основан только на одном паThus, the proposed method greatly simplifies the determination of the optimal activation temperature, since it is based on only one step.

Claims (1)

Формула изобретения материалов, включающий нагрев образ-’ цов углеродного материала при подаче газообразного кислородсодержащего активирующего агента, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени определения и упрощения процесса, образцы нагревают при различных температурах и температуру, соответствующую скорости обгара 1-10ч- 5« 10'4 г/ г·с, принимают за оптимальную температуру активации.The claims of the materials, including heating samples of the carbon material while supplying a gaseous oxygen-containing activating agent, characterized in that, in order to reduce the time of determination and simplification of the process, the samples are heated at different temperatures and the temperature corresponding to a burn speed of 1-10 h - 5 “10 ' 4 g / g · s, taken as the optimal activation temperature.
SU782608307A 1978-03-20 1978-03-20 Method of determining optimum activation temperature of carbon materials SU747815A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782608307A SU747815A1 (en) 1978-03-20 1978-03-20 Method of determining optimum activation temperature of carbon materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782608307A SU747815A1 (en) 1978-03-20 1978-03-20 Method of determining optimum activation temperature of carbon materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU747815A1 true SU747815A1 (en) 1980-07-15

Family

ID=20761409

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782608307A SU747815A1 (en) 1978-03-20 1978-03-20 Method of determining optimum activation temperature of carbon materials

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU747815A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2470983C1 (en) * 2011-05-20 2012-12-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Method for determining activation time of oil coke surface

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2470983C1 (en) * 2011-05-20 2012-12-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Method for determining activation time of oil coke surface

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5231683B2 (en) Method for measuring moisture retention of tobacco
JP6153660B2 (en) Fully automatic dynamic moisture analysis climate chamber for tobacco leaves
White Transient moisture gradient in fire-exposed wood slab
SU747815A1 (en) Method of determining optimum activation temperature of carbon materials
Mayland Effect of Drying Methods on Losses of Carbon, Nitrogen and Dry Matter from Alfalfa 1
Kelly et al. Water vapor sorption rates by wood cell walls
CN110132788A (en) A kind of Multi-example automatic weighing system for the quick water content detection of tobacco
Simmons et al. Burning rate of millimeter sized wood particles in a furnace
Pakowski et al. Prediction of sorption equilibrium both in air and superheated steam drying of energetic variety of willow Salix viminalis in a wide temperature range
Beard et al. Temperature, distributions and heat transfer during the drying of lumber
Fleischer Drying rates of thin sections of wood at high temperatures
Charsley et al. Characterisation of charcoals by thermal methods
US2914434A (en) Method for controlling atmospheres while heat treating steel
Ferrasse et al. Direct total heat of desorption measurement from coupled TGA-DSC analysis
SU640191A1 (en) Method of determining energetic solid fuel storability
SU1130787A1 (en) Method of determination of loose material humidity
SU1741037A1 (en) Dew point content test method
SU712746A1 (en) Device for determining microconcentrations of combustible gases
SU1350597A1 (en) Method of checking concentration of pyrite in rocks
JPH0259645A (en) Method for measuring water content in sample
Fǎtu et al. Isokinetic conditions for valuation of kinetic parameters
SU1735751A1 (en) Method of determining softening temperature of pitches
SU754284A1 (en) Method of determining solid fuel combustion temperature
SU463050A1 (en) The method of determining the heat capacity of materials
JPS5230495A (en) Thermal analysis apparatus