Сравнительный анализ зависимости основных свойств древесного угля от содержания в нем нелетучего углерода

Содержание нелетучего углерода в древесном угле (ДУ) во многом характеризует степень формирования в нем пористой углеродной структуры. Этот показатель качества угля является обязательным для определения независимо от сферы применения ДУ.  Например, если древесный уголь используется как сорбент, то важно, чтобы в нем было достаточно развитая микропористая структура, которая развивается при подъеме температуры в присутствии активирующего агента в процессе его получения. Также ДУ применяется как восстановитель в черной и цветной металлургии и сырье в химической промышленности. Древесный уголь из различных пород древесины отличается по своим качественным характеристикам и свойствам. Основной породой для производства древесного угля в России является береза. По занимаемой площади, березовые леса близки к сосновым, но на сегодняшний день при лесозаготовке применяется сплошная рубка, что требует переработки всего заготавливаемого объема древесины, этим вызван интерес, к изучению свойств ДУ полученный из различных пород древесины. В последнее время в связи с нарастанием экологических проблем большое внимание во всем мире уделяется вопросам ремедиации почв аграрного или лесного сектора, подвергнутых техногенному загрязнению органическими или минеральными веществами. В этом случае применяемый уголь (часто имеет название биочар) должен иметь достаточные сорбционные свойства. Для исследования нами выбраны образцы древесного угля, полученные путем пиролиза древесины сосны, березы и осины. Исследована зависимость адсорбционной активности по йоду, насыпной плотности и суммарного объема пор от содержания нелетучего углерода в древесных углях, полученных из березы, осины и сосны при конечной температуре пиролиза в диапазоне 400…800°С.  

Ключевые слова: пиролиз, древесный уголь, нелетучий углерод, пористость, ремедиация почвы, береза, осина, сосна

COMPARATIVE ANALYSIS OF DEPENDENCE OF SOME PROPERTIES OF CHARCOAL ON ITS NON-VOLATILE CARBON CONTENT

The non-volatile carbon content of charcoal (VC) largely characterises the degree of formation of a porous carbon structure in it. This indicator of charcoal quality is mandatory regardless of the application of the charcoal.  For example, if charcoal is used as a sorbent, it is important that it has a sufficiently developed microporous structure, which develops when the temperature rises in the presence of an activating agent in the process of its production. DU is also used as a reducing agent in ferrous and non-ferrous metallurgy and as a raw material in the chemical industry. Charcoal from different wood species differs in its qualitative characteristics and properties. The main species for charcoal production in Russia is birch. On the occupied area, birch forests are close to pine forests, but today at logging is used clear-cutting, which requires processing of the entire volume of wood, this caused interest to study the properties of charcoal obtained from different types of wood. Recently, due to the growing environmental problems, much attention has been paid worldwide to the issues of remediation of soils in the agricultural or forestry sector, subjected to technogenic pollution by organic or mineral substances. In this case, the applied charcoal (often called biochar) should have sufficient sorption properties. For the study we selected samples of charcoal obtained by pyrolysis of pine, birch and aspen wood. The dependence of iodine adsorption activity, bulk density and total pore volume on the content of non-volatile carbon in charcoal obtained from birch, aspen and pine at the final pyrolysis temperature in the range of 400...800°C was investigated.

Keywords: pyrolysis, charcoal, non-volatile carbon, porosity, soil remediation, birch, aspen, pine