Секрет прочного угля. Как смолы меняют правила игры

Исследователи из Пермского национального исследовательского политехнического университета разработали метод, который может существенно повысить эффективность производства гранулированного активированного угля. Использование коксохимических смол с добавками для снижения вязкости обещает вывести производство сорбентов на новый уровень.

Гранулированный активированный уголь (ГАУ) является важным компонентом в процессах очистки воды, воздуха и устранения запахов. Его способность поглощать молекулы различных веществ объясняется особой пористой структурой, которая позволяет эффективно удалять загрязнители как из жидких, так и из газообразных сред. Однако качество и прочность этих углей во многом зависят от связующего компонента, который используется в их производстве.

Традиционно для создания ГАУ применяются углеродсодержащие материалы, такие как каменный уголь, в комбинации с лесохимической смолой, которая выступает в роли связующего. Однако высокая вязкость этой смолы и недостаток коксового остатка создают определённые проблемы в производственном процессе, требуя дополнительных добавок для улучшения характеристик. Тем не менее, такие добавки, как коксохимические смолы, также имеют свои ограничения, главным из которых является их вязкость.

Пермские ученые предложили новый подход, который заключается в использовании коксохимических смол в качестве основного связующего компонента. Этот метод позволяет улучшить свойства угля за счёт высокого содержания коксового остатка, необходимого для формирования прочных гранул. Проведенные исследования показали, что при нагревании коксохимических смол их вязкость снижается до приемлемого уровня, что упрощает процесс производства и формования углей.

«Связующее, используемое для получения гранулированных активированных углей, должно содержать от 10% и не более 25% коксового остатка. При использовании связующего с высокой долей коксового остатка возникают проблемы при формовании гранул.»

— Елена Фарберова, кандидат химических наук, доцент

Для дальнейшего снижения вязкости и улучшения сорбционных свойств были исследованы различные поверхностно-активные вещества (ПАВ). Лучшие результаты показало применение неионогенного ПАВ синтанола, который позволил снизить вязкость до 55% при нагреве и увеличить площадь удельной поверхности сорбента на 23%. Это открывает новые перспективы для применения таких углей в очистке сточных вод и газовых выбросов.

Эта технология способна значительно повысить качество гранулированного активированного угля и оптимизировать процесс его производства, что делает её перспективной для широкого применения в различных отраслях промышленности.