автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.03, диссертация на тему:Получение и применение модифицированных древесных углей в технологии водоподготовки

кандидата технических наук
Дроздова, Наталья Александровна
город
Архангельск
год
2013
специальность ВАК РФ
05.21.03
цена
450 рублей
Диссертация по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева на тему «Получение и применение модифицированных древесных углей в технологии водоподготовки»

Автореферат диссертации по теме "Получение и применение модифицированных древесных углей в технологии водоподготовки"

На правах рукописи

ДРОЗДОВА НАТАЛЬЯ АЛЕКСАНДРОВНА

ПОЛУЧЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ДРЕВЕСНЫХ УГЛЕЙ В ТЕХНОЛОГИИ ВОДОПОДГОТОВКИ

05.21.03 - Технология и оборудование химической переработки биомассы дерева; химия древесины

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 7 ЯКЗ

Екатеринбург - 2012

005047870

005047870

Работа выполнена на кафедре химической технологии древесины и в НИИ биотехнологии и наноматериалов Уральского государственного лесотехнического университета.

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Кандидат технических наук, профессор Юрьев Ю.Л.

Доктор технических наук, заслуженный работник высшей школы РФ, профессор, заведующий кафедрой лесохимических производств Богданович Н.И.

Кандидат технических наук, доцент, доцент Уральского института государственной противопожарной службы МЧС России Штеба Т.В.

Ведущая организация - ФГБАУ ВПО «Уральский Федеральный Университет имени Первого Президента России Б.Н.Ельцина»

Защита диссертации состоится 24 января 2013 года в 13 часов на заседании диссертационного совета Д.212.008.02 в Северном (Арктическом) Федеральном университете имени М.В.Ломоносова (163002, г. Архангельск, набережная Северной Двины, 17, ауд.1220).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Северного (Арктического) Федерального университета имени М.В.Ломоносова.

Автореферат разослан «20» декабря 2012 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета, канд. хим. наук, доиент

Т.Э. Скребец

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы

В связи с ухудшением качества природных вод, проблема качества потребляемой воды не перестает быть актуальной. Среди методов очистки воды наиболее перспективными являются методы, основанные на сорбции.

Модифицированные древесные угли, являясь бифункциональными сорбентами, одновременно способными и к адсорбции неполярных веществ за счет Ван-дер-ваальсового взаимодействия, и к поглощению ионов металлов кислородсодержащими функциональными группами по ионообменному механизму. В связи с этим изучение возможности применения их для водоподготовки является актуальной задачей.

Цель и задачи исследования.

Целью данной работы является получение модифицированных древесных углей и изучение возможности их использования в технологии водоподготовки.

Для реализации данной цели поставлены и решены следующие задачи:

. Изучить влияние основных технологических факторов процесса активации

на выход и свойства активных углей.

• С минимальными энергозатратами получить образцы модифицированных древесных углей, обладающих высокими сорбционными и ионообменными свойствами.

Изучить процессы сорбции катионов: Ре3+, Мп2+, Са2 , М§ , и анионов: Шз2", ЭЮз2" и выяснить эффективность применения модифицированных древесных углей для водоподготовки.

• Разработать технологию водоподготовки с применением модифицированных древесных углей.

Научная новизна.

Впервые изучены закономерности сорбции различных веществ, содержащихся в воде, на поверхности модифицированных древесных углей.

Впервые показана эффективность водоподготовки, в частности, кондиционирования воды для __ пищевой промышленности, с применением модифицированных древесных углей.

Практическая ценность

Разработана технология двухступенчатой водоподготовки с применением модифицированных древесных углей для пивоваренной и безалкогольной промышленности.

Реализация работы

Проведены опытные испытания установки для водоочистки с применением модифицированных древесных углей на примере кондиционирования воды для пивоваренной и безалкогольной промышленности (Щербаковский пивзавод, Челябинская обл.)

Автор защищает

1. Характер влияния основных технологических факторов процесса активации на выход, свойства и микропористую структуру активных углей из березового и осинового угля-сырца. 2+ 2+ J+ 2+

2. Закономерность процессов сорбции катионов: Fe Zn Mn , Са , Mg , и анионов: NO32', S1O32' на модифицированных древесных углях.

3. Устройство для водоподготовки, включающее колонки, заполненные модифицированными древесными углями.

4. Технологию водоподготовки с применением модифицированных древесных

углей.

Апробация работы

Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на: IV всероссийской научно-технической конференции «Научное творчество молодежи лесному комплексу России» (Екатеринбург, 2008); Пятом Международном Московском конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2009); международном Евразийском симпозиуме «Деревообработка: технология, оборудование, менеджмент XXI века» (Екатеринбург, 2008, 2010); VI всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и конкурса по программе «Умник» «Научное творчество молодежи лесному комплексу России» (Екатеринбург, 2010); VIII международной научно-технической конференции «Формирование регионального лесного кластера: Социально-экономические и экологические проблемы и перспективы лесного комплекса» (Екатеринбург, 2011); «Научное творчество молодежи - лесному комплексу России: материалы VIII Всероссийской научно-технической конференции / УГЛТУ -Екатеринбург, 2012 .

Личное участие автора

Заключается в разработке основных идей диссертации, а также в постановке и решении задач теоретического, экспериментального и прикладного характера. При непосредственном участии автора изучено влияние основных технологических факторов процесса активации на выход и свойства активных углей, получены образцы модифицированных древесных углей, изучены процессы сорбции катионов: Fe , Zn , Mn2+, Са2+, Mg2+, и анионов: N032', S¡032" и выяснена эффективность применения модифицированных древесных углей в технологии водоподготовки. Под руководством автора изготовлена опытная установка для водоочистки с применением модифицированных древесных углей и проведены ее испытания. Автору принадлежат основные идеи опубликованных в соавторстве и использованных в диссертации работ.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 11 работ, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК.

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения; обзора литературы; методической части; экспериментальной части; заключения; списка литературы; приложений. Содержание работы изложено на 134 страницах, включая 43 рисунка и 19 таблиц, библиография содержит 140 наименований.

Краткое содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулированы цель работы и задачи, подлежащие исследованию, указаны положения, выносимые на защиту.

В первой главе приведен обзор научной и патентной информации по теме диссертационной работы. Приведена краткая характеристика структуры и свойств древесины и древесного угля, рассмотрены особенности строения и свойств активных углей. Рассмотрены и проанализированы вопросы получения модифицированных древесных углей, их свойств и применения. Проведен анализ существующих технологий водоподготовки, основанных на сорбционных методах. Проведенный анализ подтверждает вывод об актуальности применения модифицированных древесных углей для водоподготовки. Однако для промышленной реализации этого необходимы более глубокие исследования в области получения модифицированных древесных углей, изучения и опытной проверки их сорбционных свойств, разработки технологии их применения для водоподготовки.

Во второй главе приведена характеристика объектов и методов исследования, дано описание установок для получения модифицированных древесных углей. В качестве сырья для активации использовался древесный уголь, полученный на модульной пиролизной ретортной установке МПРУ-30.

Для окисления использовался активный уголь, полученный на кафедре ХТД путем активации древесного угля и соответствующий требованиям стандарта на активный уголь марки БАУ-А. Свойства полученных модифицированных древесных углей исследовались с применением стандартных методик. Наличие поверхностных функциональных группировок у активных и окисленных углей анализировали с помощью ИК-Фурье спектрометра Bruker Alpha.

Концентрацию катионов Fe3+, Zn2+, Мп2+ в исходном растворе, а также в растворах после контакта с активным и отдельно с окисленным углем, определяли эмиссионным спектральным анализом с индуктивно-связанной плазмой на оптическом эмиссионном спектрометре «ICAP 6300 Duo» фирмы «Thermo scientific» США. Концентрацию катионов Са2+, Mg2+ в исходном растворе, а также в растворах после контакта с окисленным углем, определяли как общую жесткость титрованием по ПНДФ 14.1:2.99-97. Концентрацию анионов NO32", SiC>3 2' определяли по стандартным методикам с помощью фотометра фотоэлектрического КФК-Э-01-ЗОМЗ.

При получении модифицированных древесных углей использовали метод активного планирования эксперимента. Статистическую обработку результатов проводили с помощью программного обеспечения MS Excel.

В третьей главе рассмотрены вопросы получения и применения модифицированных древесных углей в технологии водоподготовки. Представлены результаты изучения сорбционных свойств полученных модифицированных древесных углей в статических и динамических условиях. Дана технико-экономическая оценка применения модифицированных древесных углей в технологии водоподготовки.

Для модификации использовали древесные угли, полученные из древесины березы и осины. Активацию проводили с помощью водяного пара, окисление - с применением горячего воздуха.

Матрица планирования эксперимента по активации ДУ в натуральном виде (числитель - березовый уголь, знаменатель - осиновый уголь)

Таблица 1

№ Фактор Функция отклика

п/п X! Х2 Х3 У, У2 Уз У4 У5

1 850 2 1,75 54,9/45,3 3,2/3,9 79,0/79,0 114,6/124,3 238,2/191,7

2 850 2 1,25 55,8/46,8 3,2/3,9 78,0/78,0 112,8/122,9 240,9/192,0

3 850 1 1,75 65,9/56,7 3,0/3,6 66,0/73,0 103,1/106,4 241,9/193,7

4 850 1 1,25 66,8/57,9 2,9/3,5 65,0/72,0 98,5/105,8 242,4/193,8

5 800 2 1,75 64,1/55,3 3,0/3,7 68,0/75,0 107,2/112,8 243,2/194,9

6 800 2 1,25 65,2/55,1 3,1/3,6 67,0/75,0 103,4/109,5 243,7/195,0

7 800 1 1,75 76,9/67,5 2,6/3,4 58,0/68,0 89,6/93,8 245,1/197,9

8 800 1 1,25 77,9/68,4 2,5/3,3 57,0/67,0 85,2/92,4 245,8/198,2

где: Х| - температура активации (°С), Х2 -удельный расход водяного пара (кг/кгДУ), Х3 - продолжительность активации (ч), У1 - выход активного угля (%), У2 -суммарный объем пор (см3/г), У3 - адсорбционная активность по йоду (%),У4 -адсорбционная активность по метиленовому голубому (мг/г),У5 - насыпная плотность (г/л).

По результатам, представленным в табл.1 рассчитаны уравнения регрессии и для наглядности на рисунках 1...10 построены графики зависимости функций отклика от действующих факторов

Уравнения для выхода АУ:

Березовый уголь У,= 65,938 - 5,088Х, - 5,938Х2 Осиновый уголь У]= 56,625 - 4,950Х, - 6,ОООХ2

^_______——' ■—_____ т

Рис.1 Зависимость выхода березового АУ от температуры и удельного расхода пара

Рис.2 Зависимость выхода осинового АУ от температуры и удельного расхода пара

Сравнивая поверхности отклика, полученные при изучении зависимости выхода АУ от температуры процесса активации и удельного расхода пара можно видеть, что для березового АУ эта поверхность располагается существенно выше, чем для осинового, что можно объяснить более высокой устойчивостью матрицы березового угля к воздействию температуры и окислителей. Характер наклона поверхности отклика показывает, что удельный расход пара оказывает более существенное влияние на выход АУ, чем температура процесса активации, как для березового, так и для осинового угля.

Уравнения для суммарного объема пор:

Березовый уголь У2 = 2,93В + 0.138Х, + 0,188Х2 Осиновый уголь У2 = 3,613 + 0,113Х, + 0,163Х2

Рис.3 Зависимость суммарного объема пор березового АУ от температуры и от удельного расхода пара

Рис.4 Зависимость суммарного объема пор осинового АУ температуры и удельного расхода пара

Сравнивая поверхности отклика, полученные при изучении зависимости суммарного объема пор АУ от температуры процесса активации и удельного расхода пара, можно видеть, что для березового АУ эта поверхность располагается существенно ниже, чем для осинового, что можно объяснить более плотной структурой исходного угля, которая генетически связана со структурой исходной древесины.

Уравнения для адсорбционной активности по йоду:

Березовый уголь Уз = 67,25 + 4,75Х[ + 5,75Х2

Осиновый уголь У3 = 73,375 + 2,215Х, + 3,375Х2

Рис.5 Зависимость адсорбционной активности по йоду березового АУ от температуры и удельного расхода пара

Рис.6 Зависимость адсорбционной активности по йоду осинового АУ от температуры и удельного расхода пара

В сравнении с осиновым АУ, поверхность отклика для березового АУ имеет больший наклон как по оси температур, так и по оси удельного расхода пара, что указывает на более развитую микропористую структуру осинового угля.

Уравнения для адсорбционной активности по метиленовому голубому:

Березовый уголь У4= 101,8 + 5,45Х, + 7,7Х2 Осиновый уголь У4= 108,488 + 6,363X1 + 8,887Х2

Рис.7 Зависимость адсорбционной активности по МГ березового АУ от температуры и удельного расхода пара

Рис.8 Зависимость адсорбционной активности по МГ осинового АУ от температуры и удельного расхода пара

Для осинового АУ поверхность отклика располагается выше, чем у березового, что объясняется более развитой мезопористой структурой.

Уравнения для насыпной плотности:

Березовый уголь У5 = 242,65 - 1,8X1 - 1,15X2 Осиновый уголь У5= 194,65 - 1,85Х, - 1,25Х2

Рис.9 Зависимость насыпной плотности березового АУ от температуры и удельного расхода пара

Рис. 10 Зависимость насыпной плотности осинового АУ от температуры и удельного расхода пара

Поверхность отклика для березового АУ располагается значительно выше, чем для осинового, что связано с более низкой плотностью исходной осиновой древесины и получаемого из нее древесного угля.

В ходе проведенных нами исследований установлено, что на выход АУ, адсорбционную активность по йоду и метиленовому голубому, насыпную плотность оказывают влияние температура и удельный расход пара, а для суммарного объема пор наиболее сильным фактором является удельный расход пара. Показано, что на развитие

Температура, ОС

удельный расход пара, кг/кг ДУ

Температура, ОС

расход пара, кг/кг ДУ

микропористой структуры при активации как березового, так и осинового угля наибольшее влияние также оказывает удельный расход пара.

Для последующего окисления мы использовали только АУ, полученный из березовой древесины, поскольку по сравнению с ним осиновый АУ имел слишком высокую зольность (более 6%) и низкую плотность (менее 240 г/л). Березовый АУ, полученный при температуре 850°С, удельном расходе пара 1 кг/кг ДУ и продолжительности процесса активации 105 мин. (далее БАУ), полностью соответствовал требованиям ГОСТ 6217-84 для марки БАУ-А.

Режим окисления принят на основе ранее проведенных на кафедре ХТД исследований. Продолжительность окисления 24 часа, температура процесса окисления 240°С, удельный расход воздуха 0,5 л/(г АУ-час).

Активные и окисленные березовые угли были исследованы на наличие поверхностных функциональных группировок. На рисунке 11 приведены ИК-спектры БАУ и древесного окисленного угля (ДОУ), полученными с использованием ИК-Фурье спектрометра Bruker Alpha (приставка НПВО Zuse).

Рис.11 ИК-спектры поглощения углей: 1-БАУ, 2-ДОУ

Увеличение количества кислородсодержащих групп на поверхности углей демонстрируют приведенные ИК-спектры. В спектре БАУ ясно видна полоса 1560-1590 см"1, которую можно отнести к колебаниям связей С=С ароматических колец. Эта же полоса наблюдается и у окисленного (ДОУ)- Полосы в области 1420-1450 см"1 можно отнести к валентным колебаниям связи С-ОН. Они наблюдаются у ДОУ. В проведенных ранее исследованиях на кафедре ХТД УГЛТУ выявлено также присутствие этой связи в древесном угле-сырце, что объясняется наличием гуминовых кислот, разрушающихся при активации угля, что так же подтверждается спектром БАУ, где отсутствуют полосы в этой области.

Нами было изучена сорбция на березовом активном угле (БАУ) ионов железа (рис. 12), цинка (рис. 13), марганца (рис. 14). Построены изотермы сорбции и расчитаны константы скорости реакции.

í 100

о 50 100 150

начальная концентрция раствора, мг/л

Рис.12 Зависимость сорбции на БАУ от начальной концентрации ионов Fe3+B модельном растворе

Из рис. 12 видно, что сорбция катионов железа (III) не подчиняется уравнению Лэнгмюра. В нейтральной среде железо находится в форме малорастворимого гидроксида. В этом случае угольная загрузка работает, как механический фильтр.

На рисунках 13 и 14 изображены графики зависимости сорбции на угле БАУ катионов марганца и цинка, соответственно.

о 50 100 150 о 10 20 30 40 50

Начальная концентрация распора, мг/л начальная концентрация раствора, мг/л

Рис. 13 Зависимость сорбции на БАУ Рис.14 Зависимость сорбции на

от начальной концентрации ионов Мп2+ в БАУ от начальной концентрации ионов модельном растворе 2п2+ в модельном растворе

В результате проведенных исследований были построены+изотермы сорбции (рис. 15,16), определены константы равновесия сорбции катионов Мп + и найдена энергия Гиббса. Сорбция катионов Мп2+, Хп2+ протекает самопроизвольно и осуществима не только в стандартных, но и в любых условиях. Сорбция катионов цинка на БАУ протекает быстрее сорбции катионов марганца.

О 50 100 150

Начальная концентрация раствора, мг/л

О 10 20 30 40

Начальная концентрация раствора, мг/л

Рис.15 Изотерма сорбции катионов Рис.16 Изотерма сорбции катионов

Мп2+ гп2+

Нами проведено исследование сорбционных свойств ДОУ в статических условиях по отношению к катионам Ре3+, Мп2+, Ъ^*, Са2+, М§2+ с целью выявления зависимости концентраций этих катионов в растворе после контакта с ДОУ от продолжительности процесса (рис. 17...21). Выяснено, что сорбция рассматриваемых катионов является реакциями первого порядка, а также рассчитаны константы скорости этих реакций.

10 35 1 ЭО

I-

| 20

О 80 40 во 80

продолжительность контакта, мин.

Рис.17 Зависимость концентрации Ре3+ в растворе от продолжительности контакта

4 ™

I ""

f оЛо

\ 0^30

0.170 0.21Л

продолжительность контакта, мин.

Рис.18 Зависимость концентрации Са2+ в растворе от продолжительности контакта

ко

Рис.19 Зависимость концентрации Рис.20 Зависимость концентрации

в растворе от продолжительности Ъх?* в растворе от

контакта продолжительности контакта

0,4

0 -I------------'-■-1

о ю 20 30 40 50 60 70

продолжительность ко ктаюа, мин.

Рис.21 Зависимость концентрации катионов Мп2+ в растворе от продолжительности

контакта

По скорости сорбции на ДОУ эти катионы можно расположить в рад: Ге3+> Са2\ Мй2+> Хп+> Мп2+.

Также нами изучено влияние продолжительности обработки воды модифицированным древесньм углем на содержание в ней ионов кальция, магния, железа, цинка, марганца, силикатов, нитратов.

Из рис 22 и 23 видно, что на степень извлечения ионов кальция и магния положительно влияет как активный, так и окисленный древесный уголь, но на окисленном угле сорбция протекает быстрее, чем на активном. Сорбция катионов железа протекает одинаково как на активном, так и на окисленном угле (рис. 24).

I"

I г

I

5 и

продопютамистъ контакта, м |-»-БАУ-*-ДОУ|

Рис. 22 Сорбция катионов Са

Рис.23 Сорбция катионов Мё

Катионы цинка наиболее глубоко сорбируются окисленным углем, что показано на рисунке 25.

продолжительность контакта, мин.

-доу |

Рис. 24 Сорбция катионов Ре

продолжительность

Рис. 25 Сорбция катионов

При склонности ионов марганца к образованию гидратных соединений, в начале опыта (первые 30 мин.), наблюдается наиболее активная сорбция марганца активным углем, а поглощение окисленным углем, основанным на ионном обмене, протекает замедленно (рис. 26).

20 30 40

продолжительность контакта.

Рис. 26 Сорбция катионов Мп2+ Практически полное извлечение нитратов в обрабатываемой воде достигается при использовании как активного, так и окисленного угля, однако характер изменения заметно отличается. В начальный момент резкое снижение содержания нитратов доказывает сильно выраженные анионообменные свойства активного угля (рис. 27), а плавная динамика сорбции за первых 40 мин. при использовании окисленного угля свидетельствует о его высокой сорбционной способности. Подобная тенденция видна и при поглощении силикатов (рис. 28). Более полное извлечение наблюдается при использовании окисленного древесного угля, по сравнению с активным, что обусловлено присутствием в воде силикатов находящихся в коллоидной форме.

прололкительностъ контакта.

— КлУ —■ - ДНУ

Рис.27 Сорбция анионов N03

Рис.28 Сорбция анионов ЭЮз

Изучены сорбционные свойства полученных модифицированных древесных углей в динамических условиях. Древесные активный и окисленный угли были применены для доочистки артезианской воды от анионов и катионов металлов до требовании технологической инструкции подготовки воды для пивоваренной и безалкогольной промышленности (ТИ 10-5031536-79-90). Артезианская вода обрабатывалась сначала ионообменной смолой КУ-2, затем активным углем марки БАУ-А, затем древесным окисленным углем, полученным в оптимальных условиях. В результате проведения многоступенчатой фильтрации воды были получены данные представленные графически на рисунках 29, 30.

5 4

з 2 1

±

Рис 29 Изменение суммарной Рис.30 Исследование сорбционной

концентрации ионов в воде (мг-экв/л) в емкости фильтрационной установки,

динамических условиях 1-исходная вода; 2-после обработки КУ-2; 3-после обработки БАУ; 4-после обработки ДОУ

При изучении сорбционной емкости установки исходная вода с начальной суммарной концентрацией ионов 5,3 мг-экв/л пропускалась последовательно через колонку с ионообменной смолой КУ-2 (навеска 1г), колонку с БАУ-А (навеска 1г), колонку с ДОУ (навеска 1г). Ранее нами было показано, что продолжительность контакта воды с углем, необходимая для достижения требований ТИ 10-5031536-79-90, равна 20 мин Исходя из этого, скорость фильтрации была приближена к производственной и составляла 10 мл/мин на 1см2 сечения фильтра. Таким образом, продолжительность работы угольных фильтров при производственной скорости фильтрации составила 10 часов, что видно на рисунке 30.

На основании проведенных исследований нами предложено и запатентовано устройство для водоподготовки с применением модифицированных древесных углей, показанное на рисунке 31, где на первой стадии предусмотрено фильтрование через активный уголь, а на второй - через окисленный уголь.

Рис.31 Устройство для водоподготовки: 1 - трубопровод; 2 - колонка с активным древесным углем; 3 - сетка, 4 - колонка с окисленным древесным углем; 5 -центробежный насос; 6 - вентиль запорно-проходной; 7 - вентиль регулирующии игольчатый.

Вода с помощью центробежного насоса 5 по трубопроводу 1 подается на первую ступень очистки в колонну с активным древесным углем 2. Подача воды производится насосом снизу. Для предотвращения выноса угля, колонна оборудована улавливающей сеткой 3. На первой ступени очистки происходит основная адсорбция примесей и анионообмен. Далее вода поступает на вторую ступень очистки по трубопроводу 1 в колонну с окисленным древесным углем 4. Подача воды также производится снизу, а для улавливания частиц угля установлена сетка 3. На второй ступени очистки происходит окончательная адсорбция примесей и катионообмен. Установка снабжена запорными задвижками 6. Скорость подачи воды регулируется с помощью регулирующей задвижки 7 По мере использования угольный материал подвергается регенерации известными способами Основное и вспомогательное технологическое оборудование и трубопроводную арматуру рекомендуется применять в исполнении из нержавеющей

стали.

Используя двухступенчатую обработку воды, мы имеем следующие преимущества:

На первой ступени обработка осуществляется через слой активного древесного угля, при этом происходит основная адсорбция примесей и поглощение

нежелательных анионов.

На второй ступени обработка осуществляется через слой окисленного древесного угля, при этом происходит окончательная адсорбция примесей и

нежелательных катионов.

Использование двухступенчатой очистки позволяет снизить содержание солей жесткости, осуществить сорбцию загрязняющих воду частиц и довести показатели качества воды до необходимых нормативов.

Исходя из экспериментально определенной емкости загрузки, рассчитана технологическая схема водоподготовки на Щербаковском пивзаводе до требовании ТИ 10-5031536-79-90 производительностью 20 тыс. м3 воды в год, которая показана на

рисунке 32. Цикл между заменой загрузки фильтров составляет 1 год. При жесткости исходной воды выше 4 мг-экв/л мы предлагаем ввести в схему водоподготовки Ыа-катионитовый фильтр, чтобы снизить нагрузку на угольные фильтры. рН подготовленной воды снижается до 6,5 ед., что соответствует требованиям ТИ 10-5031536-79-90.

1 2 3 -1

нц нц нц нц

Рис.32 Технологическая схема водоподготовки (до требований ТИ 10-5031536-7990): 1-накопительная емкость исходной воды; 2-колонка с КУ-2; 3-колонка с активным древесным углем; 4-колонка с древесным окисленным углем; 5-накопительная емкость кондиционной воды; 6,7-исходная вода; 8,9-частично обессоленная вода; 10,11-кондиционная вода (ТИ 10-5031536-79-90).

Экономический эффект от применения модифицированных углей в технологии водоподготовки применительно к кондиционированию воды для пивоварения образуется за счет перехода предприятия на выпуск элитных сортов пива, что становится возможным при резком улучшении качества используемой воды.

В настоящее время стоимость одного декалитра (Дал) рядовых сортов пива находится в пределах 300... 550 руб. Стоимость одного Дал элитных сортов находится в пределах 800 ...2000 руб.

В условиях Щербаковского пивзавода ожидаемый экономический эффект составляет: 98 млн. руб. в год

Основные выводы:

• На основе березового и осинового угля - сырца получены образцы активных

углей

с хорошо развитой пористой структурой (активность по йоду выше 60%, активность по метиленовому голубому выше 100мг/г) и высоким выходом (более 50%)

• Показано, что на развитие микропористой структуры при активации как березового, так и осинового угля наибольшее влияние оказывает удельный расход пара.

• Показана эффективность сорбции катионов Ре3+, Хп2*, Мп2", Са2 и анионов ИОз2", ЭЮз2" на модифицированных древесных углях.

• Разработана технология водоподготовки с применением двухступенчатой очистки воды от нежелательных катионов и анионов на модифицированных древесных углях.

• Показана эффективность применения модифицированных древесных углей для глубокой очистки воды (соответствие ТИ 10-5031536-79-90).

В приложениях к работе приведены акт испытания установки для водоподготовки с помощью модифицированных древесных углей и расчет ожидаемого экономического эффекта.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

Статьи в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных

ВАК:

1. Дроздова, H.A. Применение модифицированных древесных углей для улучшения солевого состава воды в пивоварении / Н.А.Дроздова, Т.М. Панова, Ю.Л. Юрьев//Лесной журнал. - Архангельск.-2010.-№1 -С.134-138.

2. Дроздова, H.A. Исследование возможности применения древесного угля для стабилизации пива / H.A. Дроздова, Т.М. Панова, К.Ю. Тропина, Ю.Л. Юрьев // Лесной журнал. - Архангельск. - 2010. - №5 - С.120-124.

3. Дроздова, H.A. Активация березового и осинового угля / Н.А.Дроздова, Ю.Л. Юрьев // Вестник КНИТУ. - Казань,- 2012. - №13 - С.147-149.

Патенты:

4. Пат. 96367 Российская Федерация, Приоритет. Устройство для подготовки воды / Юрьев Ю.Л., Дроздова H.A., Тропина К.Ю., Пономарев О.С., Панова Т.М.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Уральский государственный лесотехнический университет». - № 96367; заявл. 26.02.2010; опубл. 27.07.2010, Бюл. № 21.

Труды в прочих изданиях:

5. Дроздова, H.A. Улучшение качества воды и пива с применением модифицированных древесных активных углей / H.A. Дроздова, К.Ю.Макарова, А.Д.Медведев, Т.М. Панова // Научное творчество молодежи лесному комплексу России. Материалы IV всероссийской научно-технической конференции./ Уральский Государственный Лесотехнический Университет - Екатеринбург - 2008. - 4.2. -С.258-260.

6. Дроздова, H.A. Применение нанопористых систем в промышленной биотехнологии / H.A. Дроздова, Т.М. Панова // Пятый Международный Московский конгресс «Биотехнология: состояние и перспективы развития». Материалы Пятого Московского конгресса, часть I (Москва 16-20 марта 2009г) М: ЗАО «Экспо -биотехнологии», РХТУ им. Д.И.Менделеева. - 2009. -С. 405-406.

7. Дроздова, H.A. Подготовка воды для пивоварения с помощью модифицированных древесных углей / H.A. Дроздова, Ю.Л. Юрьев, Т.М. Панова, К.Ю. Тропина// Деревообработка: технология, оборудование, менеджмент XXI века. Труды III международного Евразийского симпозиума/ под научной редакцией В.Г. Новоселова. -Екатеринбург. - 2008. - С. 66-70.

8. Дроздова, H.A. Влияние активных углей на окислительно-восстановительные свойства пива / Н.А.Дроздова, Т.М. Панова, К.Ю. Тропина // Научное творчество молодежи лесному комплексу России. Материалы VI всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и конкурса по программе «Умник», часть II. - Екатеринбург. - 2010. - С 193-196.

9. Дроздова, H.A. Использование активного угля ОУ-А для повышения коллоидной стойкости пива / H.A. Дроздова, Т.М. Панова, К.Ю. Тропина // Деревообработка: технология, оборудование, менеджмент XXI века. Труды V международного Евразийского симпозиума. - Екатеринбург. - 2010. - С. 146-151.

10. Дроздова, H.A. Использование нанопористых материалов в биотехнологии / H.A. Дроздова, Т.М. Панова, К.Ю. Тропина, Ю.Л. Юрьев // Формирование регионального лесного кластера: Социально-экономические и экологические проблемы и перспективы лесного комплекса: Материалы VIII международной научно-технической конференции. -УГЛТУ - Екатеринбург. - 2011. - С. 173-175.

11. Дроздова, H.A. Применение нанопористых углеродных материалов для извлечения высокомолекулярных белков и полифенолов пива // H.A. Дроздова, Т.М. Панова, К.Ю. Тропина И «Научное творчество молодежи - лесному комплексу России: материалы VIII Всероссийской научно-технической конференции / УГЛТУ -Екатеринбург, - 2012. - С. 238-240.

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах с заверенными гербовой печатью подписями просим направлять по адресу: 163002 г.Архангельск, наб. Северной Двины, 17, С(А)ФУ, диссертационный совет Д.212.008.02.

Подписано в печать и- ->а 2012. Объем 1,0 п.л. Заказ %3с Тираж 100.

620100 г. Екатеринбург, Сибирский тракт, 37. Уральский государственный лесотехнический университет. Отдел оперативной полиграфии.

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Дроздова, Наталья Александровна

Введение

1. Аналитический обзор. Цель и задачи исследования

1.1. Свойства и получение древесных активных углей

1.2. Свойства и получение древесных окисленных углей

1.2.1. Свойства древесных окисленных углей

1.2.2. Получение древесных окисленных углей

1.3. Теория и практика адсорбции

1.4. Использование активных углей для очистки воды

1.5. Требования, предъявляемые к воде для пивоварения

1.6. Цель и задачи исследования

2. Методы проведения экспериментов

2.1. Объект исследования

2.2. Проведение активации древесного угля

2.3. Проведение окисления угля

2.4. Исследование активного угля (БАУ) и древесного окисленного угля (ДОУ) методом ИК-спектроскопии

2.5. Исследование сорбционных характеристик БАУ и ДОУ по катионам металлов в статических условиях

2.6. Сравнение сорбционных характеристик активного и окисленного углей в статических условиях

2.7. Определение концентрации ионов содержащихся в артезианской воде обработанной БАУ и ДОУ в динамических условиях

2.8. Методика статобработки полученных результатов

2.9. Оценка достоверности полученных экспериментальных данных

3. Экспериментальная часть

3.1. Получение модифицированных древесных углей

3.2. Сорбционные свойства модифицированных древесных углей

3.3. Технико-экономическая оценка применения модифицированных древесных углей в технологии водоподготовки

3.4. Расчет ожидаемого экономического эффекта

3.5. Варианты применения активных и окисленных углей 115 Выводы по результатам исследования 118 Библиографический список 119 Приложение 1. Акт испытания

Введение 2013 год, диссертация по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, Дроздова, Наталья Александровна

В связи с ухудшением качества природных вод, проблема качества потребляемой воды не перестает быть актуальной. Среди методов очистки воды основными являются методы, основанные на сорбции. В водоподготовке основным методом извлечения нежелательных примесей является сорбция. Модифицированные древесные угли, являясь бифункциональными сорбентами, одновременно способными и к адсорбции неполярных веществ за счет ван-дер-ваальсового взаимодействия, и к поглощению ионов металлов кислородсодержащими функциональными группами по ионообменному механизму. В связи с этим изучение возможности применения их для водоподготовки является актуальной задачей.

Целью данной работы является получение модифицированных древесных углей и изучение возможности их использования в технологии водоподготовки.

Для реализации данной цели поставлены и решены следующие задачи:

• Изучить влияние основных технологических факторов процесса активации на выход и свойства активных углей.

• Получить с минимальными энергозатратами образцы модифицированных древесных углей, обладающих высокими сорбционными и ионообменными свойствами.

• Изучить процессы сорбции катионов: Ре3+, гп2+, Мп2+, Са2+, и анионов: и выяснить эффективность применения модифицированных древесных углей для водоподготовки.

• Разработать технологию водоподготовки с применением модифицированных древесных углей.

В данной работе впервые изучены закономерности сорбции различных веществ, содержащихся в воде, на поверхности бифункциональных модифицированных древесных углей. А также впервые показана эффективность водоподготовки, в частности, кондиционирования воды для пищевой промышленности с применением модифицированных древесных углей.

На основе научно-технической информации была разработана и запатентована технология двухступенчатой водоподготовки с применением модифицированных древесных углей для пивоваренной и безалкогольной промышленности. Проведены опытные испытания установки для водоочистки с применением модифицированных древесных углей на примере кондиционирования воды для пивоваренной и безалкогольной промышленности (Щербаковский пивзавод, Челябинская обл.)

На защиту выносятся следующие вопросы:

1. Характер влияния основных технологических факторов процесса активации на выход, свойства и микропористую структуру активных углей из березового и осинового угля-сырца.

2. Закономерность процессов сорбции катионов: Бе3+, гп2+, Мп2+, Са , М§ и анионов: N03 , 8Юз на бифункциональных модифицированных древесных углях.

3. Устройство для водоподготовки, включающее колонки, заполненные модифицированными древесными углями.

4. Технологию водоподготовки с применением модифицированных древесных углей.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения; аналитического обзора; методической части; экспериментальной части; выводов по результатам исследований; списка литературы; приложений. Содержание работы изложено на 134 страницах, включая 43 рисунка и 19 таблиц, библиография содержит 140 наименований.

Заключение диссертация на тему "Получение и применение модифицированных древесных углей в технологии водоподготовки"

Выводы по результатам диссертационной работы

На основе березового и осинового угля - сырца получены образцы активных углей с хорошо развитой пористой структурой (активность по йоду выше 60%, активность по метиленовому голубому выше 100мг/г) и высоким выходом (более 50%)

Показано, что на развитие микропористой структуры при активации как березового, так и осинового угля наибольшее влияние оказывает удельный расход пара. о 11 2+ З-!- 21'

Показана эффективность сорбции катионов Бе , Zn , Мп , Са , , и анионов Ж)32", БіОз2" на модифицированных древесных углях. Разработана технология водоподготовки с применением двухступенчатой очистки воды от нежелательных катионов и анионов на модифицированных древесных углях.

Показана эффективность применения модифицированных древесных углей для глубокой очистки воды (соответствие ТИ 10-5031536-79-90).

Библиография Дроздова, Наталья Александровна, диссертация по теме Технология и оборудование химической переработки биомассы дерева; химия древесины

1. Козлов, В.Н. Технология пирогенетической переработки древесины : учеб. пособие для вузов / В.Н. Козлов, A.A. Нимвицкий. М.-JL: Гослесбумиздат, 1954. 619 с.

2. Бронзов, О.В. Древесный уголь: получение, основные свойства и области применения : учеб. пособие для вузов / О.В. Бронзов и др.. М.: Лесная промышленность, 1979. 135 с.

3. Полубояринов, О.И. Плотность древесины : учеб. пособие для вузов / О.И. Полубояринов. Л.: Химия, 1973. 76 с.

4. Кинле, X. Активные угли и их промышленное применение : учеб. пособие для вузов / X. Кинле, Э. Бадер. Л.: Химия, 1984. 216 с.

5. Дубинин, М.М. Поверхность и пористость адсорбентов : Основные проблемы теории физической адсорбции: учеб. пособие / М.М. Дубинин; М.: Химии, 1970. 84 с.

6. Чубарова, Т.В. К вопросу о стабильности сорбционных свойств активных углей в условиях цикловой работы / Т.В. Чубарова // Журнал прикладной химии. 1978. - Вып. 4. - С. 939-940.

7. Юрьев, Ю.Л. Технология лесохимических производств. В 2 ч. Ч. 1. Пиролиз древесины: учеб. пособие / Ю.Л. Юрьев; Екатеринбург: УГЛТА, 1997.-99 с.

8. Тарковская, И.А. Окисленный уголь : учеб. пособие для вузов / И.А. Тарковская; Киев: Наукова думка, 1981. 200 с.

9. Дубинин М.М. Микропористые структуры углеродных адсорбентов. Сообщение 3. Однородные и неоднородные микропористые структуры / М.М. Дубинин // Известия АН СССР. 1980. - №1. - С. 1822.

10. Weber, W.J. Research of superficial groups active charcoal with the help of spectroscopy / W.J. Weber, J.S. Mattson, L. Lee, H.B. Mark // J. of Colloid and Interface Sei. -1970. №33. - P. 284.

11. Иванищенко, JI.И. Применение полярографии при анализе поверхностных групп древесного угля активированного кислородом / Л.И. Иванищенко, В.Ю. Глущенко // Адсорбция и адсорбенты. 1974. - Вып. 2. -С. 5.

12. Юрьев, Ю.Л. Древесный уголь : справочник / Ю.Л. Юрьев; Екатеринбург: изд-во «Сократ», 2007. 184 с.

13. Дубинин, М.М. Физико-химические основы сорбционной техники : учеб. пособие для вузов / М.М. Дубинин; М.: ОНТИ, 1935. -536 с.

14. Петров, B.C. Технология углей из лесосечных отходов лиственницы и других хвойных пород Сибири : дис. . докт.техн.наук: 05.21.03 / Петров Валентин Сергеевич. Красноярск, 1986. 339 с.

15. Смирнов, А.Д. Сорбционная очистка воды : учеб. пособие для вузов / А.Д Смирнов; Л.: Химия, 1982. 168 с.

16. Рачинская, В.Н. Физико-химические характеристики и структура активных углей из лесосечных отходов хвойных пород Сибири : автореф. дис. . .канд. техн. наук : 05.21.03 / Л, 1987. 22 с.

17. Уокер, Ф. Химические и физические свойства углерода : учеб. пособие для вузов / Ф. Уокер; М.: Мир, 1969. 300 с.

18. Романов, Ю.А. Развитие пористости при активации карбонизированных углей / Ю.А. Романов, Н.В. Лимонов, Т.К. Ивахнюк // Журнал прикладной химии. 1990. - №8. - С. 1666.

19. Иванченко, A.B. О возможности получения активных углей из лесосечных отходов лиственницы сибирской / A.B. Иванченко, Петров B.C. // межвуз. сб. научн. тр. / Сибирский технологический институт. Красноярск. 1977. - №8. - С. 135-139.

20. Klei, Н.Е. Influence of concentration pair for speed of reaction of activation of charcoal / H.E. Klei, J. Sahagian, D.W. Sundstrom // Ind. End. Chem: Process Des. Dev. 1975. - P.470-473.

21. Галкин В.А. Исследование процесса активации древесного угля мелкого зернения водяным паром / В.А. Галкин // Новое в лесохимии: учеб. пособие для вузов / В.А. Галкин, В.Н. Голубев, А.Н. Кислицын. М, 1973. - С. 33-48.

22. Чудинов, C.B. Справочник лесохимика : справочник / C.B. Чудинов и др.; М.: Лесная промышленность, 1987. 272 с.

23. A.c. 400165 СССР, МКИ3 ВО 1J19/04. Способ получения активного угля / Ю.В. Андреев, Н.В. Белов, В.А. Галкин, В.Н. Голубев,

24. B.И. Горбачев. заявл. 23.07.83; опубл. 30.05.85, Бюл. № 27- 2с.

25. Пат. 2051097 Рос. Федерация, МПК С01В31/10. Способ активации карбонизированных материалов : / Панюта С.А., Юрьев Ю.Л., Стахровская Т.Е., Шишко И.И.; заявитель и патентообладатель Панюта

26. C.А., Юрьев Ю.Л., Стахровская Т.Е., Шишко И.И. № 2051097; заявл. 14.03.94; опубл. 27.12.95, Бюл. № 12. - 14 с.

27. Юрьев, Ю.Л. Проблемы аппаратурного оформления процессов переработки измельченной древесины в активные угли / Ю.Л. Юрьев, В.П. Орлов, С.А. Панюта, Т.В. Штеба. // Лесн. журн. 2000. - № 5-6. - С.52-57.

28. Дубинин, М.М. Физико-химические основы сорбционной техники : учеб. пособие для вузов / Изд. 2-е, перераб. и доп. Л.: ОНТИ: Главная редакция химической литературы, 1935.-345 с.

29. Формазюк, Н.И. Очистка промышленных стоков от тяжелых металлов: учебное пособие : Н.И. Формазюк, В.Ф. Марков, Ю.Н. Макурин, П.Н. Иванов, JI.A. Брусницина, В.И. Двойнин; Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005. 85 с.

30. Фрумкин, А.Н. Адсорбция и окислительные процессы / А.Н. Фрумкин // Успехи химии. 1949. - 18. - вып. I. - С.9-21.

31. Стражеско, Д.Н. Исследование ионообменных свойств окисленного угля / Д.Н. Стражеско, И.А. Тарковская // Получение, структура и свойства сорбентов: учеб. пособие / Л.: Госхимиздат, 1959. -С.61-71.

32. Schilow, N. Adsorptions ercheirungen in Losungen. Über den chemischen Zustand der Oberflache von aktiver Kohle / N. Schilow, H. Schatunowskaya, K. Tschmutow // Z.phys.Chem. A. 1930. - 149. -N Vi. - S. 211-222.

33. Schilow, N. Adsorptionserscheinungen in Lösungen. XIX. Ergänzende Versuche über «gasfreie» Kohle als Adsorbent / N. Schilow, K. Tschmutow // Z.phys. Chem. A. 1930. - 148. -N Vi. - S. 233-236.

34. Schilow, N. Adsorptionserscheinungen in Lösungen. XXI. Studien über Kohleoberflächenoxyde / N. Schilow, K. Tschmutow // Z.phys. Chem. A. 1930. - 150. -N /2. - S. 31-36.

35. Кучинский, Е. Адсорбция электролитов на угле / Е. Кучинский, Р. Бурштейн, А. Фрумкин // Журн.физ.химии. 1940. - 14. -вып. 4.-С. 441-460.

36. Левина, С.Д. Адсорбция электролитов на угле / С.Д. Левина // Успехи химии. 1940. - 9. - вып. 2. - С. 196-213.

37. Стражеско, Д.Н. Исследование механизма сорбции солей окисленным углем с применением радиоактивных индикаторов / Д.Н. Стражеско, И.А. Тарковская, Л.Л. Червяцова // Журн.неорг.химии. 1958. -З.-вып. 1.-С. 109-114.

38. Стражеско, Д.Н. Адсорбция из растворов на активном угле: автореф.дис. ., д-ра хим.наук. Киев. 1951. - 48 с.

39. Стражеско, Д.Н. Электрофизические свойства активных углей и механизм процессов, проходящих на их поверхности / Д.Н. Стражеско // Адсорбция и адсорбенты. 1976. - вып. 4. - С. 3-14.

40. Боэм, Х.Н. Химическая идентификация поверхностных групп / Х.Н. Боэм // Катализ. Стереохимия и механизм органических реакций: учеб. пособие / М.: Мир, 1968. С. 186-285.

41. Тарковская, И. А. Исследование химической природы поверхности активных углей методом РЖ-спектроскопии / И.А. Тарковская, А.Н. Томашевская // Адсорбция и адсорбенты. 1980. -вып.8. - С.43-48.

42. Фиалков, B.C. О возможности регулирования содержания функциональных групп на поверхности углеродистых порошков / B.C. Фиалков, Г.Н. Топоров, В.Д. Чеканова // Журн. физ. химии. 1963. - 37. -№3. - С. 566-569.

43. Дубинин, М.М. Поверхностные окислы и сорбционные свойства активных углей / М.М. Дубинин // Успехи химии. 1955. - 24. -№ 5.-С. 513-526.

44. Тарковская, И.А. Концентрирование микропримесей при помощи окисленного угля / И.А. Тарковская и др. // Тр. Комис. по аналит. химии. 1965. - 15. - С. 336-345.

45. Кузин, И.А. Применение активных углей для очистки неорганических соединений / И.А. Кузин // Журн. Всесоюз. хим. о-ва Менделеева, 1968,- 13,-№5.-С. 551-557.

46. Тарковская, И.А. Очистка реактивов высокоизбирательным катионообменником окисленным углем / И.А. Тарковская, Ф.П. Горбенко, С.И. Шевченко // Методы анализа хим. реактивов и препаратов. 1967. -вып. 14.-С. 28-33.

47. Boehm, Н.Р. Chemical identification of surfaces groups / H.P. Boehm // Adv. Catal. And Relat. Subj. 1966. - 16. - P. 179-274.

48. Тарковская, И.А. Ионный обмен на окисленном угле и его применение / И.А. Тарковская и др. // Синтез и свойства ионообменных материалов: учеб. пособие / М.: Наука, 1968. С. 248-255.

49. Garten, V.A. The ion- and electron-exchange properties of activated carbon in relation to its behaviours as a catalyst and adsorbent / V.A. Garten, D.E. Weiss // Rev.Pure and Appl. Chem. 1957. - 7. - P. 69-118.

50. Garten, V.A. A new interpretation of the acidic and basic structures in carbon. I. Lactone groups of the ordinary and fluorescein types in carbons / V.A. Garten, D.E. Weiss, J.B. Willis // Austral. J. Chem. 1957. -N2.-P. 295-312.

51. Масютин, H.H. Изучение окислительно-восстановительных свойств активных углей / H.H. Масютин // Адсорбция и адсорбенты. -1974.-вып. 2.-С. 39-41.

52. Bartell, F.E. Adsorption by activated suger charcoal / F.E. Bartell, E.J. Miller // J. Amer. Chem. Soc. 1922. - 44. - N9. - P. 1866-1880.

53. Bartell, F.E. Adsorption by activated suger charcoal. III. The mechaniam of adsorption / F.E. Bartell, E.J. Miller // J. Phys. Chem. 1924. -28,-N4.-P. 992-1000.

54. Брунс, Б. Об адсорбционной способности окисленных углей / Б. Брунс, М. Максимова // Журн.физ.химии. 1933. - вып. 5. - С. 554-561.

55. Дубинин, М. Элементарный состав и сорбционные свойства окисленных углей из сахара / М. Дубинин, Е. Заверина // Журн.физ.химии. 1938. - 12. - вып. 4. - С. 380-396.

56. Кузин, И.А. Сорбция диметиламина из водных растворов окисленными углями / И.А. Кузин, О.В. Зарубин, В.П. Мусакина, Н.Р. Шистко // Журн.прикл.химии. 1970. - 43. - вып. 6. - С. 1522-1527.

57. Дубинин, М.М. Поверхностные окислы и адсорбционные свойства активных углей / М.М. Дубинин // Поверхностные химические соединения и их роль в явлениях адсорбции: учеб. пособие / М.: Изд-во Моск.ун-та. 1957. - С. 9-33.

58. Стражеско, Д.Н. Химическая природа поверхности, избирательный ионный обмен и поверхностное комплексообразование на окисленном угле / Д.Н. Стражеско, И.А. Тарковская // Адсорбция и адсорбенты. 1972. - вып. I. - С.7-17.

59. Тарковская, И.А. Применение ионного обмена на окисленном угле и синтетических ионитах для глубокой очистки растворов от примесей / И.А. Тарковская, С.И. Шевченко // Труды по хим. и хим.техн. 1969. - вып. 3. - С. 49-54.

60. Гоба, В.Е. Электрообменные свойства активных углей, окисленных различными способами / В.Е. Гоба, И.А. Тарковская, А.Н. Завьялов // Адсорбция и адсорбенты. 1980. - вып. 6. - С.55-58.

61. Мацкевич, С.Е. Влияние метилирования на свойства окисленного угля / С.Е. Мацкевич, М.В. Горошко // Адсорбция и адсорбенты. 1974. - вып. 2. - С. 14-16.

62. Тарковская, И.А. О факторах, влияющих на образование поверхностных комплексов на окисленных углях и на их ионообменныесвойства / И.А. Тарковская и др. // Адсорбция и адсорбенты. 1977. -вып. 5.-С. 3-11.

63. Мацкевич, Е.С. Обмен катионов на окисленном угле / Е.С. Мацкевич, JI.C. Иванова, Д.Н. Стражеско // Электрохимия. 1970. - 6. -вып. 5.-С. 640-643.

64. Кузин, И. А. Исследование избирательных свойств окисленного угля / И.А. Кузин, Б.К. Страшко // Журн.прикл.химии. -1967. 40. - вып. 12. - С. 2840-2843.

65. Кузин, И.А. Очистка иодидов щелочных металлов активными углями / И.А. Кузин и др. // Журн.прикл.химии. 1969. - 42. -№ 3. - С. 516-522.

66. Таушканов, В.П. Очистка хлоридов щелочных металлов активными углями / В.П. Таушканов и др. // Журн.прикл.химии. 1972. - 45. - № 3. - С. 523-528.

67. Мацкевич, Е.С. Исследование поверхностных соединений окисленного угля изотопным методом / Е.С. Мацкевич, Д.Н. Стражеско, Л.С. Иванова // Укр.хим.журн. 1971. - 37. - вып. 5. - С. 509-511.

68. Иванова, Л.С. Радиометрические исследования кинетики обмена катионов на углях, окисленных различными способами / Л.С. Иванова и др. // Адсорбция и адсорбенты. 1972. - вып. 1. - С. 18-21.

69. Иванова, Л.С. Исследование кинетики равновесного обмена катионов на окисленном угле с применением радиоактивных индикаторов / Л.С. Иванова и др. // Укр.хим.журн. 1976. - 42. - вып. 3. - С. 235-239.

70. Кузин, И.А. Окисление активных углей азотной кислотой / И.А. Кузин, Б.К. Страшко, В.М. Мироненко, О.В. Зарубин // Ионный обмен и иониты: учеб. пособие / Л.: Наука, 1970. С. 178-181.

71. Кузин, И.А. Получение и исследование свойств окисленного угля / И.А. Кузин, Б.К. Страшко // Журн.прикл.химии. -1966. 39. - № 3. - С. 603-608.

72. Кузин, И. А. Получение, исследование свойств и применение окисленных углей / И.А. Кузин // Адсорбция и адсорбенты. -1974.-вып. 2.-С. 10-14.

73. Кузин, И.А. Исследование углей, окисленных при низких температурах / И.А. Кузин, Т.Г. Плаченов, В.П. Таушканов // Получение, структура и свойства сорбентов: учеб. пособие / JL: Госхимиздат, 1959. -С. 86-93.

74. Страшко, Б.К. Получение окисленного угля и исследование его ионообменных свойств / Б.К. Страшко, И.А. Кузин // Синтез и свойства ионообменных материалов: учеб пособие / М.: Наука, 1968. С. 303-309.

75. Мохосов, М.В. Очистка соединений вольфрама, молибдена, кальция и стронция / М.В. Мохосов и др. // Журн.прикл.хими. 1968. -№ 41. - № I. - С. 13-18.

76. Конончук, Т.И. Очистка рассола от «ядов» ртутного электролиза / Т.И. Конончук и др. // Иониты и ионный обмен: учеб. пособие / Л.: Наука, 1970. С.222-229.

77. Тарковская, И.А. Очистка рассола для хлорного производства на окисленном угле / И.А. Тарковская и др. // Иониты и ионный обмен: учеб. пособие / Л.: Наука, 1970. С. 217-222.

78. Конончук, Н.И. Пестрикова // Журн.прикл.химии. 1970. - 43. - № 12. -С. 2623-2629; 1971. - 44. - № 2. - С. 217-221.

79. Посторенко, А.И. Очистка концентрированных растворов едкого натра от примесей железа и алюминия с помощью активных углей / А.И. Посторенко, Н.М. Васильева, И.А. Тарковская // Журн.прикл.химии. 1973. - 46. - № 9. - С. 1911-1915.

80. Тарковская, И.А. Химико-спектральное определение микроколичеств примесей с предварительным концентрированием на активном угле / И.А. Тарковская и др. // Укр.хим.журн. 1976. - 42. - № 7.-С. 796-800.

81. Тарковская, И.А. Применение обычных и окисленных углей для очистки растворов хлорного производства, едких щелочей и карбонатов щелочных металлов / И.А. Тарковская и др. // Адсорбция и адсорбенты. 1974. - вып. 2. - С. 50-54.

82. Горбенко, Ф.П. Определение микропримесей кальция в соединениях щелочных металлов и аммония с предварительным концентрированием на окисленном угле / Ф.П. Горбенко, И.А. Тарковская, М.И. Олевинский // Укр.хим.журн. 1964. - 30. - № 6. - С. 640-643.

83. Горбенко, Ф.П. Очистка щелочей с помощью окисленного угля / Ф.П. Горбенко, И.А. Тарковская, М.И. Славинский // Журн.прикл.химии. 1964. -37. -№ 12.-С. 2145-2147.

84. Таушканов, В.П. Очистка иодида натрия от примесей калия и рубидия сорбционным методом в метиловом спирте / В.П. Таушканов, И.А. Кузин, A.A. Елохин // Журн.прикл.химии. 1975. - № 48. - С. 17321735.

85. Таушканов, В.П. Применение окисленных углей для глубокой очистки солей и органических растворителей / В.П. Таушканов и др. // Адсорбция и адсорбенты. 1974. - вып. 2. - С. 46-50.

86. Таушканов, В.П. Поглощение ионов меди и кобальта из водно-диоксановых смесей ионитами и активными углями / В.П. Таушканов и др. // Журн.прикл.химии. 1975. - 48. - № 7. - С. 17351740.

87. Таушканов, В.П. Влияние органических растворителей на обмен ионов щелочных металлов на окисленном угле СКТ / В.П. Таушканов, A.A. Елохин, И.А. Кузин // Журн.прикл.химии. 1975. - 49. -№ 12.-С. 2779-2780.

88. Таушканов, В.П. К вопросу адсорбции ионов металлов окисленным углем СКТ из растворов щелочногалоидных солей / В.П. Таушканов, A.A. Елохин, И.А. Кузин // Журн.прикл.химии. 1976. - 49. -№7.-С. 1513-1517.

89. Стражеско, Д.Н. Изучение кинетических закономерностей изотопного обмена ионов на окисленных углях в водно-органических средах / Д.Н. Стражеско, С.Я. Грабчак, JI.C. Иванова // Адсорбция и адсорбенты- 1978. вып. 6. - С.3-9.

90. Ионный обмен : сб. статей / под ред. К.В. Чмутова. М.: Изд-во иностр. Лит, 1951. 389 с.

91. Степин, Б. Д. Методы получения особо чистых неорганических материалов / Б.Д. Степин и др. // Л.: Химия, 1969. -480 с.

92. Кушнир, М.М. Соосаждение железа с гидроокисью кальция в растворах едких щелочей / М.М. Кушнир // Укр. хим. журн. 1957. - № 2.-С. 251-256.

93. Кушнир, М.М. Очистка промышленных растворов солей от железа осажденной двуокисью марганца / М.М. Кушнир // Укр. хим. журн. 1958,-№4.-С. 526-527.

94. Томашевская, А.Н. Очистка окиси лития и карбоната натрия с использованием окисленных углей / А.Н. Томашевская и др. // Хим. технология. 1979. -№ 4. - С. 210-305.

95. Стражеско, Д.Н. Исследование сорбционных и ионообменных свойств окисленных углей из древесины / Д.Н. Стражеско, И.А. Тарковская, А.Н. Завьялов // Адсорбция и адсорбенты. 1975. - вып. З.-С. 8-13.

96. Тарковская, И.А. Исследование свойств окисленных углей из древесины / И.А. Тарковская и др. // Адсорбция и адсорбенты. 1976. -вып. 4.-С. 19-24.

97. Завьялов, А.Н. Новые разработки в области пиролиза древесины / А.Н. Завьялов, А.Г. Бурмистров, З.Д. Пархимович, Е.А. Чащина // Горький, 1984. 67 с.

98. Тарковская, И.А. Электропроводность окисленных углей и их сорбционные и каталитические свойства / И.А. Тарковская // Украинский химический журнал. 1983. - № 7. - С. 719-723.

99. Шулепов, C.B. Физика углеграфитовых материалов: учеб. пособие / М.: Металлургия, 1972. 254 с.

100. Barrer, K.M. Sorption processes on diamond and graphite. Reaction of diamond with oxygen, carbon dioxide and carbon monoxide / K.M. Barrer // J.Chem.Soc. 1936. - Part II. - P. 1261-1268.

101. Заверина, E. К вопросу об изменении свойств активных углей со временем / Е. Заверина, М. Дубинин // Журн.физ.химии. 1938. -12.-вып. 2.-С. 397-407.

102. Tucker, В.G. Formation and decomposition of surface oxide in carbon combustion / B.G. Tucker, M.F.R. Mulcahy // Trans. Faraday Soc. -1969.-65,-N l.-P. 274-286.

103. Страшко, Б.К. Исследование химической и термической стойкости окисленного угля / Б.К. Страшко, И.А. Кузин, А.И. Лоскутов // Журн.прикл.химии. 1966. -№ 9. - С. 2018-2020.

104. Страшко Б.К. Исследование продуктов окисления активного угля азотной кислотой / Б.К. Страшко, В.М. Мироненко // Журнал прикл. химии. 1966. -№ 9. - С. 833-838.

105. Адаменко, И.А. Образование активных кислых групп на поверхности полукоксов углей в результате горения / И.А. Адаменко, В.И. Елчина // Химия твердого топлива. 1970. - № 5. - С. 40-44.

106. Адаменко, И.А. Образование активных кислых групп при горении донецкого антрацита / И.А. Адаменко, В.И. Елчина // Химия твердого топлива, 1974.-№ 1.-С. 117-122.

107. Костюченко, П.И. О механизме избирательной сорбции микроколичества ионов ванадия активными углями / П.И. Костюченко и др. // Адсорбция и адсорбенты, 1972. вып. I. - С. 24-32.

108. Ларина, A.A. Исследование каталитического действия активных углей на разложение сахарозы в сиропах свеклосахарного производства / A.A. Ларина и др. // Адсорбция и адсорбенты, 1978. -вып. 7.-С. 7-10.

109. Завьялов, А.Я. Углеродный катионообменник ДОУ-1 / А.Я. Завьялов, А.Г. Бурмистров, З.Д. Дуля // Лесохимия и подсочка. Реферативный сборник, 1979. № 2. - С. 13.

110. Бурмистров, А.Г. Получение углеродных ионообменников на основе древесного угля и исследование их свойств : автореф.дис. . канд.тех.наук. Ленинград, 1981. 19 с.

111. Мазурова, Е.В. Модификация древесно-угольных материалов / Е.В. Мазурова, B.C. Петров, Н.С. Епифанцева // Химия растительного сырья, 2003. № 2. - С. 69-72.

112. Shafisadeh, F. Oxidation of chare during smoldering combustion of cellulosic materials / F. Shafisadeh, Y. Sekiguchi // Combust. And Flame, 1984. 55. - № 2. - 171 p.

113. Амелин, А.Н. Дериватографические и структурные исследования активированного угля, обработанного фосфорной кислотой /

114. A.Н. Амелин, Ю.В. Корякин // Адсорбция и адсорбенты, 1974. вып. 2. -С. 19-20.

115. Кельцев Н. В. Основы адсорбционной техники / Н.

116. B.Кельцев. М.: Химия, 1984. - 592 с.

117. Когановский А. М. Адсорбция и ионный обмен в процессах водоподготовки и очистки сточных вод / А. М. Когановский. Киев: Наук, думка, 1983.-240 с.

118. Филоненко Ю. Я. Адсорбция: теоретические основы, адсорбенты, адсорбционные технологии / Ю. Я. Филоненко, И. В. Глазунова, А. В. Бондаренко ; под общ. ред. Ю. Я. Филоненко. Липецк: ЛЭГИ, 2004.- 103 с.

119. Грег С. Адсорбция, удельная поверхность, пористость / С. Грег, К. Синг; Пер. с англ. А. П. Карнаухова. М.: Мир, 1984. - 306 е., ил.

120. Когановский А. М. Адсорбционная технология очистки сточных вод / А. М. Когановский, Т. М. Девченко, И. Г. Рода. К.: Техника, 1981. - 176 с.

121. Плаченов Т. Г. Порометрия / Т. Г. Плаченов, С. Д. Колосенцев. Л.: Химия, 1988. - 176 е.: ил.

122. Brunauer S. Adsorption of gases in multimolecular layers / S. Brunauer, L. S. Deming, W. E. Deming, E. Teller // J. Am. Chem. Soc. 1983. -v. 60, №2.-P. 309-319.

123. Рощина T. M. Адсорбционные явления и поверхность / Т. М. Рощина // Соросовский Образовательный Журнал. 1998. - № 2. - С. 89-94.

124. Адсорбция из растворов на поверхностях твёрдых тел / под ред. Г. Парфита, К. Рочестера; пер. с англ. Б. Н. Тарасевича, В. И. Лыгина. М.: Мир, 1986.-488 е., ил

125. Киселев А. В. Межмолекулярные взаимодействия в адсорбции и хроматографии / А. В. Кисилёв. М.: Высш. шк., 1986. - 360 с.

126. Когановский А. М. Адсорбция органических веществ из воды / А. М. Когановский, Н. А. Клименко и др. J1: Химия, 1990. -256 с.

127. Кульский JI. А. Основы химии и технологии воды / JI. А. Кульский. Киев: Наук, думка, 1991. - 568 с.

128. Кульский JI. А. Справочник по свойствам, методам анализа и очистки воды / J1. А. Кульский, И. Т. Гороновский, А. М. Когановский. -Киев: Наук, думка, 1980. т. 1. - 680 с.

129. Кульский JL А. Теоретическое обоснование и технологические решения проблемы чистой воды / JI. А. Кульский. -К.:Наукова думка, 1970. 96 с.

130. Кунце, И. Производство сусла / И.Кунце. // М.: ПивоАгросервис, 2000. 356 с.

131. Карпенко, Д.В. Новый подход к умягчению воды / Д.В. Карпенко, Р.П. Кравченко, Ю.Е. Петрова. // МГУПП Пиво и напитки. -2003. -№3.-С.22-24.

132. Федоренко, В.И. Современные системы водоподготовки для производства напитков / В.И.Федоренко // Журнал пиво и напитки. -2003.- №1. С.38.

133. Морин, П.Б. Щелочность воды и ее устранение / П.Б. Морин. // Пищевая промышленность. 2003. - №6. - С.56-57.

134. Кульский, JI.A. Теоретические основы и технология кондиционирования воды / Л.А.Кульский // 3е изд. перераб. и дополн. -Киев: Наукова думка, 1980. 564с.

135. Гиндулин И.К. Получение и катионообменные свойства березового окисленного угля : дис. . канд. техн. наук 05.21.03 / Гиндулин Ильдар Касимович.// Екатеринбург, 2008. 158 с.

136. Оболенская, A.B. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы. Учебное пособие для ВУЗов / A.B. Оболенская, З.П. Ельницкая, A.A. Леонович. // М.: «Экология», 1991г. 320с.

137. Богданович Н. И. Расчёты в планировании эксперимента / Н. И. Богданович. Л. ЛТА, 1978 - 80 с.

138. Штеба, Т.В. Получение активных углей из березовой щепы различного качества : дис. . канд. техн. наук 05.21.03 / Штеба Татьяна Валерьевна.// Екатеринбург, 2004. 174 с.