Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết Nghiên cứu thực nghiệm quá trình sản xuất than hoạt tính từ gáo dừa nghiên cứu thực nghiệm của các nhà nghiên cứu trên thế giới tác giả lựa chọn được kiểu lò phù hợp với qui mô nhỏ. Đồng thời, thực hiện các kết quả nghiên cứu thực nghiệm quá trình nhiệt phân chậm nhằm xác định được độ bộ thông số vận hành tối ưu để sản xuất than từ gáo dừa là: Nhiệt độ nhiệt phân từ 350 đến 360 độ C, thời gian thực hiện quá trình nhiệt phân là 120 phút.
Phạm Duy Vũ, Hoàng Ngọc Đồng, Nguyễn Đức Minh 50 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT THAN HOẠT TÍNH TỪ GÁO DỪA EXPERIMENTAL STUDY ON THE PRODUCTION PROCESS OF ACTIVATED COAL FROM COCONUT SHELL Phạm Duy Vũ1, Hoàng Ngọc Đồng1, Nguyễn Đức Minh1 Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng; pdvu@dut.udn.vn (Nhận bài: 30/8/2020; Chấp nhận đăng: 12/11/2020) Tóm tắt - Sản xuất than hoạt tính từ q trình nhiệt phân chậm nhiều nhà khoa học giới Việt Nam nghiên cứu phát triển ứng dụng Tuy nhiên, Việt Nam việc nghiên cứu sản xuất than hoạt tính từ gáo dừa với qui mơ nhỏ phù hợp nông thôn chưa nghiên cứu Trong báo này, dựa vào kết nghiên cứu thực nghiệm nhà nghiên cứu giới tác giả lựa chọn kiểu lị phù hợp với qui mơ nhỏ Đồng thời, thực kết nghiên cứu thực nghiệm trình nhiệt phân chậm nhằm xác định độ thông số vận hành tối ưu để sản xuất than từ gáo dừa là: nhiệt độ nhiệt phân từ 350 đến 360C, thời gian thực trình nhiệt phân 120 phút Than hoạt tính tạo từ nghiên cứu đáp ứng yêu cầu kỹ thuật than hoạt tính Abstract - Production of activated carbon from slow pyrolysis is being researched, developed and applied by many scientists in the world and Vietnam However, in Vietnam today, research on producing activated carbon from coconut shell with a small scale suitable in rural areas has not been studied In this paper, based on the results of empirical research by researchers around the world, the author chooses the suitable furnace type with small scale At the same time, performing experimental research on slow pyrolysis to determine the optimal set of operating parameters for coal production from coconut shells is: pyrolysis temperature from 350 to 360C, Pyrolysis time is 120 minutes Activated carbon generated from research meets the technical requirements of activated carbon Từ khóa - Sinh khối; nhiệt phân chậm; than hoạt tính, nhiệt độ nhiệt phân; thời gian nhiệt phân Key words - Biomass; slow pyrolysis; activated carbon; pyrolysis temperature; pyrolysis time Đặt vấn đề Than hoạt tính dạng cacbon xử lý để tạo thành lỗ rỗng tích nhỏ tăng diện tích bề mặt Chỉ gam than hoạt tính có diện tích bề mặt lớn từ 500 đến 2500 m2/g nên ứng dụng chất lý tưởng để lọc hút nhiều loại hóa chất [1] Ngồi cacbon phần cịn lại than hoạt tính thường tro, kim loại kiềm vụn cát Với ưu điểm vượt trội diện tích bề mặt riêng lớn, giá thành rẻ, khơng độc hại nên than hoạt tính sử dụng nhiều lĩnh vực y tế, xử lý nước, xử lý khói thải, lọc khơng khí, cơng nghiệp Trong cơng nghiệp, than hoạt tính ứng dụng để xử lý nước, lọc chất độc hữu cơ, kim loại nặng… Trong y tế, than hoạt tính loại thuốc giải độc cho bệnh nhân bị ngộ độc thuốc, thực phẩm hay hóa chất số chất độc nấm, phóng xạ… Trong sống, than hoạt tính lại sử dụng để làm đẹp, tăng cường sức khỏe, lọc nước sinh hoạt,… Từ đó, ta thấy nhu cầu than hoạt tính lớn Than hoạt tính sản xuất từ nhiều nguồn nguyên liệu khác than đá, sản phẩm dầu mỏ, phế phẩm từ q trình khai thác nơng lâm nghiệp (biomass): Vỏ trấu, vỏ hạt cà phê, xơ dừa, mùn cưa, bụi bông, vỏ hạt dầu cọ, tre lõi ngô, vỏ xồi, gáo dừa Trong đó, than hoạt tính sản xuất từ phế phụ phẩm nơng lâm nghiệp có giá thành rẻ nguồn nguyên liệu sản xuất than hoạt tính Việt Nam Hiện nay, Việt Nam nguồn nguyên liệu sử dụng để sản xuất than hoạt tính gáo dừa, tre; Chủ yếu tập trung số tỉnh Nam Bộ Bắc Bộ với qui mô lớn sản xuất nhà máy cơng nghiệp Cịn miền trung, nguồn nguyên liệu nằm rải rác dọc theo vùng ven biển, chi phí vận chuyển tập trung nhà máy tăng cao dẫn đến khó khăn việc cạnh tranh giá thành nâng cao suất nhà máy Vì vậy, biện pháp nhằm nâng cao giá trị dừa tận dụng nguồn gáo dừa sản xuất than hoạt tính địa phương Tuy nhiên, công nghệ thiết bị sản xuất than hoạt tính từ gáo dừa có cơng suất nhỏ phù hợp với qui mơ trình độ bà nơng dân chưa nghiên cứu triển khai Từ cho thấy, việc nghiên cứu lựa chọn công nghệ phù hợp chế tạo thiết bị có cơng suất nhỏ đặt địa phương dọc theo vùng biển miền Trung nhằm sản xuất than hoạt tính từ gáo dừa có ý nghĩa khoa học thực tế cao Quá trình sản xuất than hoạt tính gồm giai đoạn than hóa hoạt hóa [5] Vì vậy, để nghiên cứu q trình sản xuất than hoạt tính ta cần phải nghiên cứu trình Tuy nhiên, Việt Nam chưa có mẫu lị cơng nghệ phù hợp cho q trình than hóa hoạt hóa từ gáo dừa có qui mô nhỏ phù hợp cho vùng nông thôn Việc nghiên cứu tính tốn, chế tạo mẫu lị xác định thơng số vận hành phù hợp đóng vai trò quan trọng việc sản xuất than hoạt tính từ gáo dừa Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả lựa chọn mẫu lò phù hợp với qui mơ nhỏ nhằm thực q trình than hóa hoạt hóa; Đồng thời thực việc tính tốn, thiết kế chế tạo mẫu lị có cơng suất kg/mẻ Từ đó, thực nghiên cứu thực nghiệm nhằm xác định thông số vận hành khoảng nhiệt độ, thời gian nhiệt phân phù hợp để than hoạt tính đạt chất lượng cao Ngồi ra, kết nghiên cứu cịn xác định số đặc tính đánh giá chất lượng than hoạt tính sản xuất từ nghiên cứu thực nghiệm The University of Danang - University of Sciences and Technology (Vu Pham Duy, Hoang Ngoc Dong, Nguyen Duc Minh) ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ - ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL 19, NO 4.2, 2021 Phương pháp nghiên cứu 2.1 Giới thiệu phương pháp sản xuất than hoạt tính Q trình sản xuất than hoạt tính thể Hình 1, bao gồm giai đoạn: Than hóa hoạt hóa Hình Qúa trình sản xuất than hoạt tính Than hóa tạo từ trình nhiệt phân chậm, gia nhiệt điều kiện khơng có oxy Sản phẩm trình chủ yếu chất rắn tạo hệ thống lỗ rỗng [1] Đối với nguyên liệu loại biomass, có cấu tạo từ hệ phân tử lớn nên bị tác động nhiệt phân hủy thành phân tử nhỏ Trong trình này, số chất dễ phân hủy thường giải phóng dạng khí chất lỏng để lại lỗ xốp chất rắn, nguyên tử cacbon lại dịch chuyển lại với khoảng cách nhỏ (
