Zastosowanie ogrzewania mikrofalowego w procesie karboniazcji zużytej żywicy jonowymiennej

• Autorzy: Bratek K. , Bratek W. , Kaczmarczyk J. , Kułażyński M.

Warianty tytułu

EN

Application of microwave heating in carbonization process of waste ion exchange resin

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zbadano możliwości uzyskania sorbentów ze zużytej żywicy jonowymiennej przy zastosowaniu ogrzewania mikrofalowego w atmosferze argonu lub azotu. Właściwości karbonizatów otrzymanych ze zużytej żywicy jonowymiennej porównano z karbonizatem otrzymanym metodą tradycyjną (temperatura karbonizacji 600°C, szybkość ogrzewania 10°C/min). Stwierdzono, że zużyta żywica jonowymiennajest podatna na działanie ogrzewania mikrofalowego. Mikrofale przenikajądo wnętrza ziaren żywicy, powodując ogrzewanie ich od środka ziarna na zewnątrz. Szybkość ogrzewania mikrofalowego żywicy jest znacznie wyższa niż przy ogrzewaniu tradycyjnym, co sprawia, że skraca się. czas potrzebny do przebiegu procesu karbonizacji. W karbonizatach otrzymanych metodą mikrofalową utworzyły sią szersze mikropory niż w karbonizacie otrzymanym metodą tradycyjną oraz makropory, których nie obserwowano w karbonizacie tradycyjnym. Karbonizaty mikrofalowe wykazują wyższe liczby jodowe niż karbonizaty tradycyjne.

EN

The possibilities of obtaining sorbents from waste ion exchange resin using microwave heating was investigated. The carbonization using microwave radiation was conduced in microwave reactor of power 650 W in N2 or Ar atmosphere. Using microwave heating sorbents with interesting pores system can be obtained. Properties and structure of chars obtained from waste ion exchange resin by using microwave heating have been compared with properties of char obtained using traditional heating (carbonization temperature 600 °C, heating rate 10 °C/min). Ion exchange resin can be very easy heated using microwave radiation. The heating rate using microwave heating is higher than that by using traditional heating what results in shortening the time necessary for resin's carbonisation process. Micro- and macropores created in the chars obtained using microwave heating have bigger diameter than that created in the chars obtained by using traditional heating. In the chars obtained using microwave heating homogenous macropores with the oval shape are created. These macropores were not observed in the char obtained using traditional heating. The chars obtained using microwave heating exhibit higher iodine numbers that obtained using traditional heating.

Słowa kluczowe

PL

żywica jonowymienna; ogrzewanie mikrofalowe; karbonizacja

EN

ion-exchange resin; microwave heating; carbonization

• Wydawca: Wydawnictwo Górnicze Sp. z o.o.
• Czasopismo: Karbo
• Rocznik: 2005
• Tom: Nr 3
• Strony: 202--209
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz.

Twórcy

autor

Bratek K.

• Instytut Chemii i Technologii Nafty i Węgla Politechniki Wrocławskiej

autor

Bratek W.

• Instytut Chemii i Technologii Nafty i Węgla Politechniki Wrocławskiej

autor

Kaczmarczyk J.

• Instytut Chemii i Technologii Nafty i Węgla Politechniki Wrocławskiej

autor

Kułażyński M.

• Instytut Chemii i Technologii Nafty i Węgla Politechniki Wrocławskiej

Bibliografia

• 1. Dobrowolski J.A., Mikrofale. Wydawnictwo Politechniki Warszawskiej. Warszawa 1991.
• 2. Guo J., Lua Aik Chong, Preparation of activated carbons from oil-palm-stone chars by microwave-induced carbon dioxide activation. Carbon, 2000, t. 38, s.1985.
• 3. Menendez J.A., Inguanzo M., Pis J.J., Microwave-induced pyrolysis of sewage sludge. Water Research, 2002, t. 36, s. 3261.
• 4. Miura M., Kaga H., Sakurai A., Kakuchi T., Takahashi K., Rapid pyrolysis of wood block by microwave heating. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2004, t. 71, s. 187.
• 5. Carrott P.J.M., Nabais J.M.V., Ribeiro Carott M.M.L., Menèndez J.A., Thennal treatments of activated carbon fibres using a microwave furnace. Microporous and Mesoporous Materials, 2001, t. 47, s. 243.
• 6. Cha C. Y., Kim D. S., Microwave induced reactions of sulfur dioxide and nitrogen oxides in char and anthracite bed. Carbon, 2001, t. 39, s. 1159.
• 7. Jorjani E., Rezai B., Vossoughi M., Osanloo M., Desulfurization of Tabas coal with microwave irradiation/peroxyacetic acid washing at 25, 55 and 85°C. Fuel, 2004, t. 83, s. 943.
• 8. Elsamak G.G., Altuntaş Öztaş N., Yürüm Y., Chemical desulfurization of Turkish Cayirhan lignite with HI using microwave and thermal energy Fuel, 2003, t. 82, s. 531.
• 9. Uslu T., Atalay Ü., Microwave heating of coal for enhanced magnetic removal of pyrite. Fuel Processing Technology, 2003, t. 85, s. 21.
• 10. Marland S., Han B., Merchant A.. Rowson N., The effect of microwave radiation on coal grindability. Fuel, 2000, t. 79, s. 1283.
• 11. Lester E., Kingman S., The effect of microwave pre-heating on five different coals. Fuel, 2004, t. 83, s. 1941.
• 12. Monsef-Mirzai P., Ravindran M., Mc Vhinnie W.R., Burchill P., Rapid microwave pyrolysis of coal. Metodology and examination of the residual and volatile phases. Fuel, 1993, t. 74, s. 20.
• 13. Nabais J.M.V., Carrott P.J.M., Ribeiro Carrott M.M.L., Menèndez J.A., Preparation and modification of activated carbon fibres by microwave heating. Carbon, 2004, t. 42, s. 1309.
• 14. Kap Seung Yang, Young Yo Yoon, Moo Sung Lee, Wan Jin Lee, Yong Ho Kim. Further carbonization of anisotropic and isotropic pitch-based carbons by microwave irradiation. Carbon, 2002, t. 40, s. 897.
• 15. Bratek K., Bratek W., Kułażyński M., Spherical active carbon from waste ion exchange resin prepared by different techniques. 6th Intemational Symposium on the Characterization of Porous Solids, Alicante, Spain 2002, abstract, p. 51.
• 16. Bratek W., Bratek K., Kułażyński M., Pawełka M., Sorbents from the biomass obtained using traditional and microwave heating. IV Intemational Conference Catalysis and adsorption in fuel processing and environmental protection, Kudowa Zdrój, Poland 2002, s. 203.
• 17. Bratek K., Bratek W., Kułażyński M., Godecki Sz.. Karbonizacja polimerów w reaktorze mikrofalowym. Prace Naukowe Akademii Ekonomicznej, Wrocław, Nr 1041, Zielona chemia, 2004, s. 167.
• 18. Bratek K., Bratek W., Kułażyński M., Madej M., Wykorzystanie ogrzewania mikrofalowego w procesie karbonizacji i aktywacji biomasy. Prace Naukowe Akademii Ekonomicznej, Wrocław, Nr 1041, Zielona chemia, 2004, s. 176.
• 19. Menendez J.A., Garcia A., Parra J.B., Menendez EM., Pis J.J., Microwave - induced activation of Spanish semi - anthracite. Berlin 2000 p. 633.
• 20. Ania C.O., Menèndez J.A., Parra J.B., Pis J. J., Microwave-induced regeneration of activated carbons polluted with phenol. A comparison with conventional thermal regeneration. Carbon, 2004, t. 42, s. 1377.
• 21. Liu X., Quan X., Bo L., Chen S., Zhao Y., Chang M., Temperature measurement of GAC and decomposition of PCP loaded on GAC and GAC-supported copper catalyst in microwave irradiation. Applied Catalysis A: General, 2004, t. 264, s. 53.
• 22. Kingman S.W., Rowson N.A., Microwave treatment of minerals-a review. Minerals Engineering, 1998, t. 11, s. 1081.
• 23. Menendez JA., Menendez E.M., Iglesias M.J., Garcia A., Pis J. J., Modification of the surface chemistry of active carbons by means of microwave-induced treatments. Carbon, 1999, t. 37. s. 1115.