Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Ocena stałych produktów karbonizacji mieszaniny poli(tereftalanu etylenu) (PET) z poli(akrylonitrylem) (PAN) jako surowca do produkcji węgla aktywnego

100%

Marzec M. I. , Kaleńczuk R. J. , Morawski A. W.

Karbo

|

1999

|

tom Nr 6

218-222

PL

W warunkach laboratoryjnych przeprowadzono karbonizację aktywo-wanych chemicznie prekursorów węgla aktywnego. Proces prowadzo-no w atmosferze azotu, azotu nasyconego parą wodną oraz dwutlenku węgla. Stwierdzono, że rodzaj atmosfery karbonizacji ma istotny wpływ na rozkład wielkości porów i powierzchnię właściwą- czynników decy-dujących o wielkości adsorpcji. Zbadano możliwość usuwania trihalo-metanów (THMs) i fenolu z wody na otrzymanych węglach aktywnych.

EN

Under laboratory conditions the carbonisation of chemically activated precursors of active carbon has been carried out. The process was being carried out in the atmosphere of nitrogen, nitrogen saturated with water vapour and carbon dioxide. It has been determine that kind of carbonisation atmosphere has an essential influence upon distribution of pores magnitude and proper surface - factors deciding about volume of adsorption. The possibility of trihalomethanes (THMs) and phenol removal from water on active carbons being obtained.

2

Empiryczne zależności dla prognozowania uzysku i gęstości rzeczywistej karbonizatów powstających w przedziale temperatur uplastycznienia węgla

75%

Strugała A.

|

tom T. 18, z. 2

37-62

PL

W artykule przedstawiono wzory umożliwiające prognozowanie uzysku i gęstości rzeczywistej karbonizatów węglowych powstających w okresie termicznego uplastycznienia węgla. W tym okresie karbonizacji luźne ziarna węglowe przekształcają się w zwartą strukturę koksu. Zmiany masy i gęstości rzeczywistej węgla w tym okresie mają duże znaczenie praktyczne, gdyż determinują zmiany objętościowe substancji węglowej. Te ostatnie decydują z kolei o porowatości formującej się w tym czasie struktury koksu. Z tego powodu wzory opisujące zmiany masy i gęstości rzeczywistej węgla na tym etapie karbonizacji stanowią ważny element modelu procesu koksowania. W pierwszej części artykułu, opierając się na wcześniej opracowanym modelu zachowania się poszczególnych składników mineralnych podczas koksowania, wyprowadzono i zweryfikowano wzory opisujące zmiany masy i gęstości substancji mineralnej karbonizowanych węgli. W następnym etapie opierając się na wynikach badań laboratoryjnych, wyprowadzono wzory opisujące zmiany masy i gęstości rzeczywistej substancji organicznej karbonizowanych węgli w okresie ich termicznego uplastycznienia. Przy wyprowadzaniu tych wzorów przyjęto, iż w tym okresie karbonizacji substancję organiczną można umownie podzielić na substancję organiczną nie przeobrażonego jeszcze termicznie węgla oraz substancję organiczną powstającego półkoksu. Przebieg procesu przekształcania się wyjściowego węgla w półkoks opisano za pomocą funkcji przemiany \alfap(t), której postać wyznaczono na podstawie wyników eksperymentalnych. W ostatniej części artykułu, opierając się na wcześniej przyjętym założeniu oraz wykorzystując funkcję \alfap(t), wyprowadzono i zweryfikowano wzory opisujące zmiany gęstości rzeczywistej substancji organicznej węgli w okresie ich termicznego uplastycznienia. Prezentowane w tym artykule wzory oparte zostały na wynikach badań laboratoryjnych, które przeprowadzone zostały w warunkach zbliżonych do panujących w komorze koksowniczej (szybkość nagrzewania, ciśnienie i skład atmosfery gazowej, właściwości i uziarnienie węgla). Z tego względu wzory te mogą być wykorzystane przy opracowaniu modelu procesu koksowania w skali przemysłowej.

EN

The paper presents empirical relationships for the determination of yield and true density of chars produced within the temperature range of coal plasticity. At this stage of carbonisation process, loose coal grains are transformed into agglomerated coke structure. The course of this transformation determines the properties of produced coke. Mass and true density changes of carbonised coal at this stage of carbonisation influence volume changes of solid material and, as a result, the porosity of obtained coal. Therefore the formulae concerning mass and volume changes within the temperature range of coal plasticity constitute an important element of the model of coking process. The first part of the paper contains the formulae referring to the mass and true density changes of mineral matter in carbonised coals. These formulae have been derived on the basis of the model of mineral components behaviour during carbonisation. The next part of the paper presents the formulae concerning the mass changes of organic matter in coal within the temperature range of its plasticity. On deriving the formulae it was assumed that, within the temperature range of plasticity, the organic matter could divided into two types, i.e. the organic matter of raw coal and the organic matter of resulting semi-coke. Moreover, the conversion of coal into semi-coke has been described by means of the \alfap(t) - function. The parameters of this function have been determined on the basis of experimental data. The final part of the paper constains the formulae for calculation of yield and true density of chars produced within the temperature range of coal plasticity. The formulae presented in this paper are based on laboratory research carried out under conditions similar to those in coking chamber (the rate of heating, the composition and pressure of gaseous atmosphere, the bulk density and the size of coal grains). For this reason the presented formulae can be used in the modelling of coking process on commercial scale.

3

Wpływ zjawiska ekspansji złoża ziaren węgla w okresie jego termicznego uplastycznienia na porowatość powstającego karbonizatu

75%

Strugała A.

|

tom T. 18, z. 1

41-66

PL

W artykule wyjaśniono wpływ zjawiska wzrostu objętości złoża ziaren węgla w okresie jego termicznego uplastycznienia na proces formowania się porowatej struktury koksu. W oparciu o bilans objętości złoża oraz poszczególnych jego elementów opracowano matematyczny opis pozwalający prognozować porowatość całkowitą powstającego karbonizatu. Opis ten wykorzystano następnie dla oceny dokładności określenia całkowitej porowatości karbonizatów za pomocą stosowanych w pracy badań mikroskopowych, porozymetrycznych i densymetrycznych. W celu szczególowego określenia wpływu zjawiska ekspansji złoża na formowanie się porowatej struktury karbonizatów węglowych, występujące w nich pory podzielono na trzy grupy wymiarowe, tj. pory o promieniu poniżej 7,5 nm, pory o promieniu 7,5-2500 nm oraz pory o promieniu powyżej 2500 nm. Podział przeprowadzono opierając się na zróżnicowanym wpływie na objętość tych grup porów w karbonizacie takich czynników, jak temperatura karbonizacji, gęstość nasypowa i wymiary ziaren węgla. Porównując objętości poszczególnych grup porów w karbonizatach otrzymanych w stałej objętości i w karbonizatach uzyskanych w warunkach swobodnej ekspansji stwierdzono, iż zjawisko wzrostu objętości złoża wywiera istotny wpływ jedynie na formowanie się grupy największych porów. Na podstawie badań objętości porów w karbonizatach otrzymanych z pojedynczych węgli oraz w karbonizatach wyprodukowanych z ich mieszanek stwierdzono, iż objętość porów o promieniu poniżej 2500 nm jest wielkością o charakterze addytywnym. W przypadku większych porów ich objętość ma charakter addytywny jedynie w karbonizatach uzyskanych w warunkach stałej objętości. Prezentowane w tym artykule wyniki oparte są na badaniach laboratoryjnych przeprowadzonych w warunkach zbliżonych do panujących w komorze przemysłowej (szybkość nagrzewania, skład i ciśnienie atmosfery gazowej, właściwości i uziarnienie węgli, gęstość nasypowa). Z tego powodu wyniki te, jak również sformułowane na ich podstawie wnioski, mogą być pomocne dla wyjaśnienia mechanizmu formowania się porowatej struktury koksu w komorze przemysłowej.

EN

The paper explains the influence of the increase in the volume of coal bed during its thermoplasticity stage on the process of char porous structure formation. Basing onrself on the volume balance of the particular elements of coal bed a mathematical model has been developed for the description of the influence of changes in bed volume as well as its solid phase during carbonization on the total porosity of originating chars. The model has subsequently been used to evaluate the possibility of determining the porosity by means of microscopy, mercury porosimetry and helium method. In order to give a detailed description of the impact of bed expansion on the formation of char porous structure, the pores have been divided into three groups, i.e. pores with radius <7,5 nm, pores with radius 7,5-2500 nm and pores with radius >2500 nm. The division has made on the basis of different influence of factors like carbonization temperature, bulk density and coal grain size on the volume of these pore groups. As a result of the comparison of the pore volume in chars obtained in the conditions of constant volume and those obtained in the conditions of free expansion, the increase in the volume of the bed has been observed to significantly influence only the formation of the pores with radius >2500 nm. Basing oneself on the examination of pore volume in chars produced from single coals and those obtained from their blends, it has been stated that volume of pores with radius <2500 nm is of additive nature. In the case of pores with radius >2500 nm their volume is additive nature only in chars obtained in the conditions of constant volume of the carbonization space. The results presented in this paper are based on laboratory research carried out in the conditions similar to those in commercial coking plants (the rate of heating, the composition and pressure of gaseous atmosphere, the bulk density and the size of coal grains). For this reason the obtained results and conclusions that have been drawn, can be used to explain the process of coke porous structure formation in the conditions of a commercial coking chamber.

4

Rozwój struktury porowatej węgli aktywnych na drodze aktywacji fizycznej i chemicznej węgli kopalnych

75%

Nowicki P. , Wachowska H.

|

tom [Z] 62, 9-10

827-848

EN

Increasing interest in sorption materials is stimulated by the development of new industrial technologies and the necessity to meet the increasingly restrictive standards aimed at the environment protection. From among the available range of sorption products, of the greatest importance are adsorbents obtained from coal, in particular active carbons. The growing use of active carbons is a consequence of the readily available resources, their high mechanical and chemical resistance and easy degradability. Certain applications of active carbon require high adsorption capacity or high selectivity, therefore, many attempts have been undertaken to obtain sorbents showing well-developed surface area and enhanced sorption capacity towards certain adsorbates. These properties can be achieved by physical and chemical activation. This paper presents the review of literature on the methods of chemical and physical activation of coal and the effects of particular parameters of these processes on the textural properties of the active carbon obtained. Much attention has been paid to the process of chemical activation.

5

Evaluation of the possibility of using granulated carbonated volatile fly ash from fluidized beds (G-CVFA) in underground mining techniques

75%

Proksa J. , Łączny M. J. , Bzowski Z.

|

tom Vol. 65, no. 4

737--750

EN

The application of fluidized fly ash in underground mining excavations is limited due to its significant content of free calcium and calcium sulfate. In order to increase the amount of utilized fly ash from fluidized beds, it should be converted to a product with properties that meet the requirements for mining applications. This research presents the results of an attempt to adapt fluidized fly ashes for use in underground mining techniques, by means of carbonation and granulation. Carbonation was performed with the use of technical carbon dioxide and resulted in the reduction of free calcium content to a value below 1%. Granulation on the other hand, resulted in obtaining a product with good physical and mechanical parameters. The performed mineralogical and chemical studies indicate that trace amounts of "binding" phases, such as basanite and/or gypsum are present in the carbonized ash. The addition of water, during the granulation of carbonized fluidized fly ash, resulted in changes in the mineral phases leading to the formation of ettringite and gypsum as well as the recrystallization of the amorphous substance. It was confirmed that the carbonization and granulation of flying fluidized ashes positively affects the possibility of using these ashes in underground mining excavations.

6

Ciśnienie koksowania mieszanek węglowych przygotowanych z komponentów wyraźnie różniących się właściwościami reologicznymi masy plastycznej podczas pirolizy

75%

Rozwadowski A.

|

tom T. 23, z. 2

49-63

PL

W artykule zostały zaprezentowane wyniki badań ciśnienia generowanego przez próbki wybranych węgli koksowych i sporządzonych z tych węgli mieszanek podczas karbonizacji prowadzonej w warunkach stałej objętości oraz ograniczonej ekspansji. Do badań użyto aparatury, której konstrukcja umożliwia symulowanie zjawisk zachodzących w komorze koksowniczej mających wpływ na poziom ciśnienia powstającego w warstwie plastycznej w dwóch charakterystycznych etapach koksowania. W początkowym stadium koksowania, gdy warstwy plastyczne podążają w kierunku środka komory, a między nimi znajduje się nieuplastyczniony jeszcze węgiel wsadowy (karbonizacja w warunkach ograniczonej ekspansji) oraz w momencie połączenia się warstw plastycznych w osi komory (karbonizacja w stałej objętości). W czasie badań stwierdzono, że duża płynność masy plastycznej węgli tworzących mieszankę wsadową oraz zbliżony temperaturowy zakres plastyczności sprzyjają powstawaniu wysokiego ciśnienia w warstwie plastycznej podczas koksowania. Jednocześnie w tych warunkach z dużą intensywnością może przebiegać migracja uplastycznionej substancji węglowej poza obszar warstwy plastycznej oraz kompresja nieuplastycznionej części wsadu, a więc zjawiska, które obniżają ciśnienie w warstwie plastycznej. Wprowadzając do składu mieszanki węgiel, generujący wyższe od pozostałych komponentów ciśnienie podczas karbonizacji i uplastyczniający się w tym samym zakresie temperatur co inne składniki mieszanki, należy liczyć się ze wzrostem ciśnienia generowanego przez taki wsad. Natomiast skuteczne obniżenie ciśnienia koksowania można osiągnąć wprowadzając do wsadu węgiel uplastyczniający się w wyraźnie niższych od pozostałych węgli temperaturach, nawet gdy sam charakteryzuje się wysokim ciśnieniem koksowania.

EN

The article presents the results of a research into the pressure generated by samples of selected bituminous coals and blends made from these coals during carbonization carried out under the conditions of constant volume and limited expansion. The structure of the apparatus used in research enables the simulation of the effects occurring in the coking chamber affecting the level of pressure generated in the plastic layer in two characteristic coking stages. In the early phase of coking, when plastic layers head for the middle part of the chamber and there is unplasticized coal charge between them (carbonization under the conditions of limited expansion) and at the moment of plastic layers combining in the chamber’s axis (carbonization in constant volume). During research it was found that considerable fluidity of the plastic coal mass forming the charge blend and similar temperature range of plasticity facilitate the generation of high pressure in the plastic layer during coking. Simultaneously, under these conditions high intensity may characterize the migration of the plasticized coal substance outside the area of the plastic layer as well as the compression of the unplasticized part of the charge, that is the effects which relatively lower the pressure in the plastic layer. Adding to the composition of the blend coal generating higher pressure during carbonization than other components and plasticizing within the same temperature range as other ingredients of the blend, we have to take into account the rise of the pressure generated by such a charge. Whereas effective reduction of the coking pressure may be attained by adding to the charge coal plasticizing in significantly lower temperatures than other coals even if it is characterized by high coking pressure.

7

Changes of properties and structure of low rank coal during carbonization

75%

Świetlik U. , Jasieńko S.

|

tom Vol. 47, nr 2

105-114

EN

Changes in the physicochemical properties and the structure of low rank coal (ICC 711) during carbonization process at the temperatures of 300, 400, 500, 600, 800 and 10000C have been studied. The methods of investigation of coal and solid products of carbonization included proximate and ultimate analyses, density, coking properties and thermal analysis (for coal only) and optical microscopy. During carbonization of the coal examined stages of characteristic changes in the properties and the structure were observed. The most intensive thermal decomposition of the organic substance of the coal occurred in the temperature range of 400 - 5000C and 600 - 8000C. The interpretation of the occurring phenomena was given. The behaviour of low rank coal during carbonization differs from the one of caking and coking coals because of the lack of the plastic phase during heat treatment. This results in a lower ordering of the structure of the cokes obtained.

PL

Zbadano zmiany właściwości fizykochemicznych i struktury węgla kamiennego o niskim stopniu uwęglenia zachodzące w procesie karbonizacji w temperaturach 300, 400, 500, 600, 800 i 10000C. Metody badań węgla i stałych produktów karbonizacji obejmowały: analizę techniczną, analizę elementarną, gęstość rzeczywistą, własności koksownicze i analizę termiczną ( tylko dla węgla wyjściowego) oraz strukturalną analizę mikroskopową. W czasie karbonizacji badanego węgla wyróżniono stadia w których obserwowano charakterystyczne zmiany właściwości i struktury. Najbardziej intensywny rozkład termiczny organicznej substancji węglowej przebiegał w zakresie temperatur 400 - 5000C i 600 - 8000C. Podano interpretację zachodzących zjawisk. Z powodu braku stanu plastycznego w czasie ogrzewania węgli niskouwęglonych ich zachowanie w procesie karbonizacji różni się w porównaniu z węglami średniouwęglonymi, a stałe produkty karbonizacji uzyskują niższy stopień uporządkowania struktury. Karbonizaty z węgli niskouwęglonych mogą być wykorzystane do produkcji paliwa bezdymnego, jako składnik schudzający w mieszankach koksowniczych, bądź do produkcji sorbentów węglowych.

8

Wpływ odpadów petrochemicznych na mechanizm koksowania węgli o różnym stopniu uwęglenia

75%

Zubkowa W. , Strójwąs A. , Preżdo W. , Ryncarz A.

Karbo

|

2008

|

tom Nr spec.

36-46

PL

Przeprowadzono laboratoryjne próby koksowania trzech węgli różnych typów (typ 34.2, 35.2A oraz 37.1) z dodatkiem 2 % odpadów pochodzenia petrochemicznego w postaci emulsji, w celu wyjaśnienia mechanizmu ich wpływu na przebieg procesu koksowania. W trakcie ogrzewania wsadu oznaczano zarówno ciśnienie wewnątrzwarstwowe, jak i budowę warstwy plastycznej. Zbadano również zmiany objętości wsadu podczas karbonizacji. Ogrzewanie prowadzono do osiągnięcia we wsadzie po gorącej stronie temperatury 850°C. Odpowiadało to temperaturze 200°C z jego zimnej strony. Po ochłodzeniu skarbonizowany wsad preparowano z wydzieleniem warstw, odpowiadających podstawowym stadiom procesu koksowania. Warstwy te zbadano za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) w celu oznaczenia zmian stopnia pęcznienia, struktury porowatej, jak również tekstury powierzchni wydętych ziaren i materiału ścianek porów. Obserwowano również zmiany porowatości i tekstury ścianek porów otrzymanych karbonizatów podczas transformacji wsadu od stanu plastycznego do koksu. Badania wykazały większe uplastycznienie ziaren wszystkich badanych węgli pod wpływem dodatków petrochemicznych. Stwierdzono, iż wprowadzenie substancji petrochemicznych do węgla typ 34.2 zasadniczo nie zmienia przebiegu zmian jego objętości lecz sprzyja tworzeniu się bardziej stabilnej tekstury materiału ścianek porów koksu otrzymanego z tego węgla. Koksowanie odpadów w mieszankach z węglami typu 35.2A oraz 37.1 sprzyja zwiększeniu gęstości i zwartości otrzymywanego karbonizatu, jednak w koksach z węgla ortokoksowego powoduje powstawanie tekstury materiału ścianek porów o mniejszej spójności.

EN

Three coals of different type, 34.2, 35.2A, and 37.1, were carbonized with waste of petrochemical origin added as emulsion in amount of 2 % to show the mechanism of their influence on the carbonization process. The investigation was held in a coking laboratory oven with one side vertical heating under X-raying. During heating, the internal pressure was measured by the compensatory method, and the structure of plastic layer was determined by penetration of the charge with a needle thermoelement. The changes in volume were determined according to movement of the markers placed in the charge and fixed on the X-ray pictures. The charge underwent heating till it reached the temperature of 850°C at the hot side and 200°C at the cold side. After cooling, the carbonized charge was prepared with separation of the layers according to basic stages of the cokemaking process. Separated layers were investigated with an electric scanning microscope (SEM) to determine the changes in swelling rate, surface texture of swollen grains, and the material texture of pore walls. The changes in porosity and pore walls texture of the carbonizates obtained during transformation of the charge from the plastic stage to coke were also monitored. The investigation showed a greater plasticization in grains of all coals considered according to the influence of petrochemical additives. It is stated that the introduction of petrochemical substances into the charge of coal 34.2 does not considerably influence the process of changes in volume but does favour the formation of a more stable texture of pore walls material in coke from this coal. Carbonization of waste mixed up with coals of types 35.2A and 37.1 favours the increase in density and amount of the compact residues obtained; however, it influences the formation of pore walls material of a lower cohesion in orthocoking coals.

9

Sorbenty węglowe z karbonizowanych polimerów syntetycznych

75%

Zieliński J. , Makomaski G. , Ciesińska W. , Brzozowska T.

|

tom T. 88, nr 9

1029-1032

10

Uwagi na temat oznaczenia ciśnienia rozprężania wg PN-73/G – 04522

75%

Rozwadowski A.

Karbo

|

2006

|

tom Nr 3

148-151

PL

Przedstawiono krytyczne uwagi dotyczące oznaczenia ciśnienia rozprężania w oparciu o PN-73/G – 04522. Uwagi te dotyczą trzech etapów oznaczenia, tj. przygotowania próbki, przygotowania aparatury oraz wykonania oznaczenia. Przygotowanie próbek nie gwarantuje zapewnienia ich reprezentatywności, sprawia, iż zbyt szerokie spektrum uziarnienia może być źródłem znacznego błędu, a ponadto winno być realizowane na podstawie nieaktualnej już Polskiej Normy. W zakresie przygotowania aparatury do oznaczenia autor wskazał na ewidentny błąd dotyczący wymaganej objętości próbki w tyglu pomiarowym, która jest w praktyce niemożliwa do uzyskania. W przypadku wykonania oznaczenia wątpliwość budzi wymagana szybkość ogrzewania próbki (10 K/min), zbyt długie (5 minutowe) odstępy między kolejnymi odczytami ciśnienia oraz brak ciągłej ewakuacji lotnych produktów pirolizy z przestrzeni między dnem tygla pomiarowego a elementami grzejnymi.

EN

The paper presents critical remarks on determination of expansion pressure according to Polish Standard PN-73/G – 04522. The remarks refer to three stages of the Standard procedure i.e., /i/ preparation of coal sample; /ii/ inserting the sample into measuring apparatus and /iii/ measurements of the pressure. The procedure of coal sample preparation results in excessively wide range of grain size distribution of coal samples prepared from two different coalsas well as in the case when the samples were derived from the same coal. Moreover, no longer effective Polish Standard was recommended as the procedure of coal sample preparation. With regard to apparatus preparation for determination, the author points to an evident error related to the required sample volume in the measuring cylinder, which is in fact, impossible to obtained in practise. In the case of carrying out the measurements, the required heating rate (10 K/min); excessively long intervals (5 min) between the succesive readings of the expansion pressure; lack of continuous removal of volatile pyrolysis products from the space between the bottom of the measuring cylinder and heating elements raise doubts.

11

Wpływ muskowitu i zeolitów na grafityzację witrynitu w trakcie laboratoryjnej karbonizacji

75%

Adamczyk Z. , Komorek J. , Morga R.

|

tom z. 260

29-38

PL

Koncentrat witrynitowy (Rr=l,15%) w stanie czystym oraz z dodatkiem muskowitu lub zeolitów wygrzewano w atmosferze argonu, w 500, 800 i 1200°C przez 3h, a następnie poddano obserwacji mikroskopowej i badaniom rentgenostrukturalnym. Finalne produkty karbonizacji charakteryzują się różnym kształtem porów. Pory w koksie z czystego koncentratu są okrągłe lub soczewkowate. Dodatek muskowitu powoduje, że pory zwykle są wydłużone, w części z nich znajdują się słabo zmienione blaszki muskowitu. Dodatek zeolitów sprawia, że pojawiają się pory wieloboczne - wypełnione kryształami wtórnego nefelinu, z reliktami zeolitów. Widoczne na rentgenogramach zmiany wskazują na to, że zwiększanie temperatury obróbki termicznej powoduje postępującą grafityzację czystego witrynitu. Domieszka muskowitu powoduje znaczne nasilenie się tego procesu, a obecność zeolitów nie wywiera zauważalnego wpływu na proces grafityzacji i wzrost domen krystalicznych.

EN

Pure vitrinite concentrate (Rr=l,15%), as well as with addition of muscovite and zeolites, was heated in an argon atmosphere at the temperature of 500, 800 and 1200°C for time of 3 hours and then subjected to microscopic observation and X-ray diffractometry examination. Final carbonization products arę characterized by different shape of pores. Pores in coke obtained from pure vitrinite concentrate are circular or lenticular. Addition of muscovite causes that they arę mostly elongated. In some of them, poorly altered muscovite blades can be seen. Addition of zeolites causes that pores arę mostly polygonal - filled with crystals of secondary nepheline or relics of zeolites. Changes, which can be seen on diffractograms, indicate gradual graphitization of vitrinite with increasing temperature. Addition of muscovite causes substantial increase of graphitization, while occurrence of zeolites does not affect this process.

12

Porowaty węgiel grafityzowany otrzymywany techniką zol-żel

63%

Kiciński W.

|

tom Vol. 32, nr 2

115-121

PL

Wykorzystując technikę zol-żel podjęto próbę syntezy materiału węglowego o dobrze rozwiniętej strukturze porowatej, dużej wartości powierzchni właściwej i możliwie wysokim stopniu grafityzacji. Materiały takie mają unikatową kombinację właściwości fizykochemicznych i powierzchniowych - - wysoką przewodność elektryczną i termiczną, odporność na korozję chemiczną, stabilność termiczną, trwałość mechaniczną, małą gęstość, a przy tym mogą być otrzymywane z tanich i szeroko dostępnych surowców. Mogą więc znaleźć zastosowanie jako materiał elektrodowy w elektrochemicznych zasobnikach energii. Pierwotną strukturę porowatą materiału formowano na etapie syntezy zol-żel i zachodzącej w wyniku polikondensacji rezorcyny i furfuralu separacji faz. Porowatość rozwijano, dodatkowo stosując w roli matrycy koloidalną krzemionkę. Syntezę prowadzono w wodno-metanolowym roztworze chlorku niklu(II) pełniącego rolę prekursora katalizatora grafityzacji. Otrzymany w procesie zol-żel kserożel organiczny poddawano karbonizacji w temperaturze 1050°C, w wyniku czego następowała karbotermiczna redukcja NiCl2, grafityzacja matrycy węglowej i reorganizacja pierwotnej struktury porowatej kserożelu. Otrzymany w procesie pirolizy kompozyt kserożel węglowy/nikiel/krzemionka poddawano wymywaniu w kwasie fluorowodorowym. W wyniku takiego oczyszczania otrzymywano czysty materiał węglowy - zwany dalej kserożelem węglowym. Obecną w matrycy kserożelu węglowego fazę amorficzną usuwano następnie poprzez selektywne utlenianie w powietrzu w temperaturze 460°C. Powodowało to drastyczny spadek całkowitej objętości porów, redukcję wartości SBET oraz utratę wytrzymałości mechanicznej materiału. Otrzymane materiały węglowe analizowano za pomocą technik: SEM, XRD, niskotemperaturowej fizysorpcji azotu i TG-DTA. Przeprowadzono analizę porównawczą morfologii i struktury materiału węglowego przed i po procesie selektywnego utleniania fazy amorficznej węgla.

EN

The sol-gel process is applied to obtain nanoporous carbon material with both high surface area and high graphitization degree. Carbon materials characterized by 3D meso-, macroporous structure, well graphitized framework and large surface areas exhibit extraordinary performance as electrocatalyst supports and electrode materials (e.g. for fuel cells, double-layer capacitors and lithium ion batteries). The presence of well-interconnected meso- and macropores allows reduced diffusional limitations often occurring in classical carbon-supported catalysts, while the graphitization of the carbon matrix improves its electrical conductivity (Fig. 1). Graphitic nanoporous carbon was obtained via pyrolysis of organic xerogel doped with nickel(II) chloride (Fig. 2). Doping was realized through chloride solubilization in a water-methanol solution of resorcinol and furfural. During carbonization of the doped organic xerogel in 1050°C, metallic nanoparticles that catalyze the formation of graphitic structures were generated. The possibility of enhancing the porosity of the xerogel via templating with colloidal silica was investigated. The removal of the metal and silica templates leads to monoliths of carbon xerogel characterized by multimodal porosity with substantially enhanced mesoporosity resulting in a SBET of 268 m2/g (Tab. 1). Next, a selective-combustion process was used on the bulk carbon material produced by this solid-state synthesis process, yielding purified graphitic nanostructures. Removal of the amorphous carbon by a selectivecombustion process significantly reduced the material's mesoporosity and SBET, also causing loss of its mechanical strength. The carbon xerogel samples before and after selective-combustion were investigated by means of SEM (Fig. 3), XRD (Fig. 4), N2 physisorption (Fig. 5 and 6), and TG-DTA (Fig. 7). The results obtained for both materials were then compared.

13

Zużyta żywica jonowymienna - surowiec do otrzymywania sorbentów

63%

Bratek K. , Bratek W.

Karbo

|

2003

|

tom Nr 1

36-41

PL

Przedstawiono przegląd literaturowy dotyczący możliwości otrzymywania sorbentów z żywic jonowymiennych. Zbadano również właściwości i strukturę karbonizatu i aktywatu otrzymanego ze zużytej żywicy jonowymiennej Amberjet. Karbonizację żywicy prowadzono w piecu obrotowym z szybkością ogrzewania 10 K/min do temperatury 600°C. Proces aktywacji karbonizatu prowadzono w temperaturze 850°C (czas aktywacji - 30 min) przy użyciu ditlenku węgla. W badaniach stosowano analizę techniczną, elementarną, oznaczenie składu ziarnowego, mikro-wytrzymałości i liczby jodowej oraz strukturalne badania rentgenogra-ficzne, mikroskopowe, sorpcyjne i porozymetryczne. Zbadano również skuteczność oczyszczania ścieku modelowego (wody zanieczyszczonej toluenem, olejem napędowym, fenolem i p-chlorofenolem) przez akty-wat. Stwierdzono, że karbonizat i aktywat ze zużytej żywicy jonowymiennej ma sferyczny kształt, wysoką wytrzymałość mechaniczną, dobrze rozwiniętą strukturę porowatą. Aktywat z bardzo dobrym skutkiem oczyszcza wodę zanieczyszczoną toluenem i olejem napędowym.

EN

Review of the literature concerning possibilities of the obtaining sorbents from ion exchange resins was presented. The properties and structure of the char and activation product obtained from waste ion exchange resin Amberjet was investigated too. The carbonization process was conducted in the rotary furnace by heating to the temperature 600°C with the heating rate 10 K/min. The activation process of the char was conduced at 850°C for 30 min using CO2. The studies have involved ultimate and proximate analysis, determination of grains composition, microstrength and iodine number, microscopic studies, X-ray diffraction, porosimetric and sorption methods. The efficiency of the cleaning the water contamined by toluene, diesel oil, phenol andp-chlorophenol by activation product was examined too. It was stated that in carbonization and activation processes spherical sorbents characterized by high mechanical strength and good developed porous structure were obtained. Activation product clean the water contamined by toluene and diesel oil efficiently.

14

Badania układu kapilarnego karbonizatów z węgli spiekających o różnym stopniu uwęglenia

63%

Jasieńko-Hałat M. , Siemieniewska T.

Przemysł Chemiczny

|

2004

|

tom T. 83, nr 8

387-390

PL

Przeprowadzono badania nad kształtowaniem się struktury kapilarnej węgli kamiennych spiekających: gazowego, ortokoksowego, semikoksowego, w procesie karbonizacji w zakresie temp. 100-1000°C. W badaniach układu kapilarnego stosowano porozymetrię rtęciową oraz metody sorpcyjne (adsorbaty: ditlenek węgla i benzen). Określono wpływ stopnia uwęglenia i temperatury karbonizacji na układ makroporów, mezoporów, mikro- i submikroporów karbonizatów.

EN

Formation of porosity in orthocoking, semicoking and gas coals during their carbonization at 100-1000°C (100°C intervals) was studied. The volumes of submicro-, micro-, meso- and macropores (respective width: <0,4, 0.4-2, 2-50 and <50 nm) were evaluated by CO2 and C₆H₆6 adsorption methods, combined with mercury porosimetry. During carbonization, mainly submicropores and macropores especially in the gas coal were developed. With raising carbonization temperature, an increase in submicro- and macropores took place until a maximum volume was reached. Further increase of the temperature resulted in a slight lowering of the macropores volume, accompanied by a drastic closure of submicropores. The temperature corresponding to the highest development of submicropores decreased with increasing coalification degree of the coals.

15

The impact of a Neogene basalt intrusion on the optical properties and internal structure of the dispersed organic matter in Carboniferous strata (SW-part USCB)

63%

Adamczyk Z. , Kokowska-Pawłowska M. , Komorek J. , Klupa A. , Lewandowska M. , Nowak J.

|

2018

|

tom Vol. 68, no. 2

249--262

EN

The S-7 borehole log from the Sumina area (USCB Poland) revealed the presence of three basaltic veins originating from a basalt dyke. Coal interlayers in the rocks surrounding the basaltic veins have been coked to form natural coke. Photometric measurements revealed that the optical properties of the studied natural coke samples are characteristic of semi-graphite (Rmax > 9%). The natural coke matrix of all of the analyzed samples has a biaxial negative optical character. Vitrinite in the examined natural coke samples is characterized by a lower optical anisotropy than that of the natural matrix and it has a biaxial positive optical character. Vitrinite in almost all samples taken at locations more distant from the intrusion has a biaxial positive optical character. A reversal of the changes of the true maximum vitrinite reflectance and bireflectance with changing distance from the second basaltic vein has been observed. The temperature regime that acted upon the dispersed organic matter located in the immediate vicinity of the intrusion, estimated on the basis of the selected experimental data, is suggested to be higher than 750°C.

16

Nano-CaCO3 jako matryca do przygotowania z chitozanu bogatych w azot mezoporowatych materiałów węglowych

63%

Kucińska A. , Łukaszewicz J. P.

|

tom T. 16, nr 2

193--204

PL

Pomimo długiej historii węgle aktywowane wciąż znajdują zastosowanie jako specyficzne adsorbenty i katalizatory. Specyficzność właściwości adsorpcyjnych i katalitycznych jest w dużej części uwarunkowana obecnością określonych pierwiastków na powierzchni węgla, głównie w formie tzw. heteroatomowych grup funkcyjnych. W ostatnim czasie, oprócz węgli aktywowanych zawierających tlenowe grupy funkcyjne, szczególnym zainteresowaniem cieszą się węgle o wysokiej zawartości azotu. Są one otrzymywane ze względu na szereg możliwych zastosowań, jak: adsorpcja gazów o charakterze kwasowym (m.in. CO2), adsorpcja jonów metali z roztworów czy wytwarzanie elektrod do superkondensatorów, ogniw paliwowych i innych urządzeń elektrochemicznych. Przedmiotem niniejszej pracy było wykorzystanie naturalnego biopolimeru do otrzymywania węgli aktywowanych. W badaniach zastosowano opracowaną przez autorów oryginalną metodę rozwijania parametrów powierzchniowych, wykorzystując CaCO3 jako matrycę nieorganiczną i chitozan jako prekursor matrycy węglowej. Głównym celem zastosowanej metody wytwarzania było uzyskanie materiałów o wysokiej zawartości azotu (powyżej 5% wagowo) i rozwiniętych parametrach strukturalnych. Wykazano wpływ sposobu użycia matrycy CaCO3 oraz temperatury prowadzonego procesu karbonizacji na rozwinięcie pola powierzchni uzyskanych materiałów. W celu sprawdzenia wpływu dodatku, tzw. N-reagenta, na parametry strukturalne otrzymanych materiałów węglowych w jednej z serii próbek zastosowano opcjonalny dodatek małocząsteczkowego nośnika azotu. Uzyskane pola powierzchni BET mieszczą się w zakresie do 1025 m2g−1, a zawartość azotu wynosi do 15,0% wag.

EN

Despite a long history active carbons still are used as special adsorbents and catalysts. The specificity of the adsorptive and catalytic properties is largely determined by the presence of certain elements in the surface of the carbon, mainly in the form of so-called heteroatomic functional groups. Recently, in addition to oxygen-containing activated carbon functional groups, nitrogen-rich active carbons have gained particular interest. They are fabricated due to a number of possible applications, such as adsorption of acidic gases (among others CO2), the adsorption of metal ions from solutions, or production of electrodes for supercapacitors, fuel cells and other electrochemical devices. The object of this study was to use a natural biopolymer for the preparation of activated carbons. The studies developed by the authors exploit an original method for the achievement of useful surface parameters based on the application of a template-CaCO3 and chitosan as a precursor of carbon matrix. The main purpose of the method of preparation was to obtain carbonaceous materials of a high nitrogen content (more than 5% by weight) and satisfactory structural parameters. It was proven that a proper CaCO3 usage and variation of carbonization temperature led to the development of the surface area and pore structure. In order to test the effect of the so- -called N-reagent on the structural parameters of active carbons, one of a series of samples was subjected to the action of a low molecular weight nitrogen carrier. The porous structure of activated carbons derived from chitosan can be tailored by the proper use of templates, i.e. strictly microporous activated carbons can be manufactured as well as a micro- -mesoporous carbons. The activated carbons obtained in a wide range of carbonization temperature (600÷800°C) even without the addition of N-reactant had a very high level of nitrogen (6.8÷9.6% by weight) bonded to the carbon matrix in various chemical form. BET surface area for the activated carbons obtained using N-reactant approached 1025 m2g−1, while the content of nitrogen reached 15.0% by weight. Basing on the results of XPS analysis several chemical types of nitrogen functional groups such as amine (I-row), pyrimidine and pyridine N-oxide were detected.

17

The investigation of the process obtaining potassium carbonate

63%

Buczkowski R. , Lemanowska E. , Kasikowski T.

|

tom Vol. 47, nr 4

295-306

EN

Potassium carbonate is one of the most important inorganic compounds used in industry. Now, it is mainly obtained by the chemisorption of carbon dioxide into an aqueous solution of potassium hydroxide which was produced in the process of electrolysis of potassium chloride brine. In this paper, the results of the studies of absorption of carbon dioxide in potassium lye coming from the membrane electrolysis of potassium chloride are presented. The aim of our research was to determine basic parameters of the following processes: a) isothermal chemisorption of carbon dioxide into an initially concentrated potassium hydroxide solution at temperatures: 313 K, 333 K, and 353 K, b) polythermal crystallization of the carbonate-potassium salts within the range of 373-293 K, and c) filtration of the reaction suspension, and calcination of the product.

PL

Węglan potasu jest jednym z najważniejszych nieorganicznych składników wykorzystywanych w przemyśle. Obecnie, wytwarzany jest głównie w wyniku absorpcji dwutlenku węgla w wodnym roztworze wodorotlenku potasu otrzymanym w procesie elektrolizy roztworu chlorku potasu. W pracy przedstawiono wyniki badań absorpcji dwutlenku węgla w ługu potasowym z elektrolizy membranowej KCl. Celem badań było wyznaczenie podstawowych parametrów procesowych: a) izotermicznej chemisorpcji dwutlenku węgla we wstępnie zatężonym roztworze KOH w temperaturze: 313, 333, i 353 K oraz b) politermicznej krystalizacji soli węglanowo- potasowych w zakresie 373-239 K filtracji zawiesiny poreakcyjnej oraz operacji kalcynacji produktu.

18

Właściwości adsorpcyjne węgli aktywnych otrzymanych z włókien Kevlar®

63%

Choma J. , Osuchowski Ł. , Dziura A. , Kwiatkowska-Wójcik W. , Jaroniec M.

|

tom Vol. 36, nr 4

3--8

PL

Z odpadowych włókien Kevlar® otrzymano serię czterech mikroporowatych materiałów węglowych za pomocą karbonizacji, a następnie aktywacji z użyciem KOH. Otrzymane pyłowe węgle aktywne charakteryzowały się dobrze rozwiniętą strukturą porowatą. Ich maksymalna powierzchnia właściwa wynosiła 2660 m2 /g, zaś całkowita objętość porów była równa 1,54 cm3 /g. Kontrolowany proces karbonizacji i aktywacji spowodował znaczący rozwój ultramikroporów i mikroporów, których objętość osiągała odpowiednio wartości 0,54 cm3 /g i 1,35 cm3 /g. Pomiary adsorpcji fizycznej wykazały następującą skuteczność adsorpcji: CO2 – 4,47 mmol/g (0°C, 800 mmHg) i 2,64 mmol/g (25°C, 850 mmHg), H2 – 21,4 mg/g (–196°C, 850 mmHg), CH4 – 1,21 mmol/g (20°C, 750 mmHg) oraz C6H6 – 17,3 mmol/g (20°C, p/p0≈1,0). Bardzo dobre właściwości adsorpcyjne mikroporowatych węgli aktywnych otrzymanych z odpadowych włókien Kevlar® wskazują, że mogą one być z powodzeniem wykorzystane w inżynierii środowiska do adsorpcji i przechowywania dwutlenku węgla oraz łatwo lotnych związków organicznych, a także znaleźć zastosowania związane z gromadzeniem i wykorzystaniem energii zaadsorbowanego wodoru.

EN

A series of four microporous carbons was obtained from Kevlar® fibers by carbonization followed by KOH activation. The resulting powdered activated carbons possessed a well-developed porous structure. Their maximum specific surface area was 2660 m2 /g while the total pore volume was of 1.54 cm3 /g. The controlled process of carbonization and activation led to a significant ultramicropore and micropore development, the volume of which reached 0.54 cm3 /g and 1.35 cm3 /g, respectively. Measurements of physical adsorption of different substances demonstrated the following adsorption efficacy: CO2 – 4.47 mmol/g (0 °C, 800 mmHg) and 2.68 mmol/g (25 °C, 850 mmHg), H2 – 21.4 mg/g (–196 °C, 850 mmHg), CH4 – 1.21 mmol/g (20 °C, 750 mmHg) and C6H6 – 17.3 mmol/g (20 °C, p/p0≈1.0). Very good adsorption properties of microporous carbons obtained from Kevlar® fibers indicated that they might be successfully used in environmental engineering for adsorption and storage of carbon dioxide as well as volatile organic compounds. Other applications are associated with storage and usage of the energy of adsorbed hydrogen.

19

Multi-Response Optimisation for the Development of an Activated Carbon Web as Interlining for Higher Electrical Conductivity and EMI Shielding Using Grey Relational Analysis

63%

Naeem M. S. , Ahmad N. , Javed Z. , Jabbar A. , Rehman A. u. , Zubair M. , Gilani S. Q. Z. , Ahmad Z. , Karahan M.

|

2021

|

tom Vol. 29, no. 1 (145)

57--65

EN

This paper presents a simple and novel method of producing an activated carbon (AC) non-woven web from acrylic waste derived from discarded bathmats converted into a nonwoven web by a carding and needle punching machine. After stabilisation at lower temperature, carbonisation of the stabilised web was performed in a muffle furnace. The carbonisation temperature, the holding time of the activated carbon web at the final temperature, the heating rate to reach the final carbonisation temperature and the number of steps adopted for developing the carbon web were optimised using the grey relational analysis (GRA) approach to get optimum responses of the surface area of the web, electrical conductivity and electromagnetic shielding. The results demonstrated a large improvement in electrical conductivity as surface resistivity decreased from 134.21 Ω.mm to 0.28 Ω.mm, and the corresponding electromagnetic shielding increased to 82.63 dB when the temperature of the carbonisation, the holding time and number of steps were increased. The surface area in the AC web was increased from 73 m2g-1 to 210 m2g-1 with an increase in the carbonisation temperature, the holding time and number of steps to reach the final temperature. The optimisation technique used in this work could be successfully used in cost and error reductionwhile producing an AC web. The optimised AC web was characterised by Brunauer, Emmett and Teller (BET), X-ray diffraction characterisation and elemental analysis (EDX) in order to determine changes in its structure, surface area, degree of crystallinity, inter-layer spacing and proportion of different elements. The AC web developed can be effectively employed as interlining in apparels because of its flexibility and eco-friendly electromagnetic shielding, as it works on the principle of the absorption, reflections and internal reflections of electromagnetic radiations.

PL

W artykule przedstawiono prostą i nowatorską metodę wytwarzania włókniny z węgla aktywnego (AC) z odpadów akrylowych pochodzących z wyrzuconych dywaników łazienkowych przekształconych we włókninę za pomocą zgrzeblarki i igłownicy. Po stabilizacji w niskiej temperaturze karbonizację stabilizowanej wstęgi przeprowadzono w piecu muflowym. Temperatura karbonizacji, czas utrzymywania wstęgi węgla aktywnego w temperaturze końcowej, szybkość nagrzewania do osiągnięcia końcowej temperatury karbonizacji oraz liczba kroków przyjętych do opracowania sieci węglowej zostały zoptymalizowane przy użyciu metody szarej analizy relacyjnej (GRA), tak aby uzyskać optymalne odpowiedzi pola powierzchni wstęgi, przewodnictwa elektrycznego i ekranowania elektromagnetycznego. Wyniki wykazały dużą poprawę przewodności elektrycznej, ponieważ rezystywność powierzchniowa spadła z 134.21 do 0.28 Ω.mm, a ekranowanie elektromagnetyczne wzrosło do 82.63 dB, gdy temperatura karbonizacji, czas utrzymywania i liczba kroków zostały zwiększone. Pole powierzchni we wstędze AC wzrosło z 73 m2g-1 do 210 m2g-1 wraz ze wzrostem temperatury karbonizacji, czasu przetrzymywania i liczby kroków do osiągnięcia temperatury końcowej. Technika optymalizacji zastosowana w pracy może być z powodzeniem stosowana do redukcji kosztów i błędów podczas produkcji sieci AC. W celu określenia zmian w strukturze, powierzchni, stopniu krystaliczności, odstępach międzywarstwowych i proporcjach elementów dokonano analiz Brunauera, Emmetta i Tellera (BET) oraz charakterystyki dyfrakcji rentgenowskiej i analizy elementarnej (EDX) Opracowana siatka może być skutecznie stosowana jako wkładka w odzieży ze względu na jej elastyczność i przyjazne dla środowiska ekranowanie elektromagnetyczne, ponieważ działa na zasadzie pochłaniania i wewnętrznych odbić promieniowania elektromagnetycznego.

20

Zagospodarowanie katolitu z elektrolizy przeponowej wodnego roztworu chlorku potasu

63%

Lemanowska E. , Buczkowski R. , Kasikowski T. , Lon K. , Peszynska-Bialczyk K.

Ekologia i Technika

|

2003

|

tom 11

|

nr 5

3-11