Пирогенетическая переработка древесных отходов в активированный уголь тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.21.03, кандидат наук Степанова Татьяна Олеговна

• Степанова Татьяна Олеговна
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Степанова Татьяна Олеговна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕХНИКИ И

ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА АКТИВИРОВАННОГО УГЛЯ

1.1.Основные сведения об активированном угле

1.1.1. Свойства активированного угля

1.1.2. Сырье для производства активированного угля

1.1.3. Практическое применение активированных углей

1.2. Способы получения активированного угля

1.3. Аппаратурное оформление процесса

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА

ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ В

АКТИВИРОВАННЫЙ УГОЛЬ

2.1. Физическая картина термического разложения древесины в

активированный уголь

2.2. Формализация процесса

2.3. Математическое описание процесса переработки древесных

отходов в активированный уголь

2.3.1.Математическое описание процессов в зоне сушки

2.3.2. Математическое описание процессов в зоне пиролиза

2.3.3. Математическое описание процессов в зоне активации

2.3.4. Математическое описание процессов в зоне охлаждения

2.4. Алгоритм расчета процесса получения активированного угля

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА

ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВИРОВАННОГО УГЛЯ

3.1. Описание экспериментальной установки для исследования процесса

получения активированного угля

3.2. Методика проведения экспериментов и обработки

экспериментальных данных

3.3. Анализ результатов математического и экспериментального

исследований

3

3.3.1. Анализ результатов исследований конвективного теплопереноса

3.3.2. Анализ результатов исследований процесса термического

разложения древесных материалов

3.3.3. Анализ результатов исследований процесса активации

3.3.4. Анализ результатов исследований процесса охлаждения

ГЛАВА 4. ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ

ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСНЫХ

ОТХОДОВ В АКТИВИРОВАННЫЙ УГОЛЬ

4.1. Описание установки для производства активированного угля

4.2. Технологический расчет установки производства активированного

угля

4.2.1. Расчет зоны сушки

4.2.2. Расчет зоны пиролиза

4.2.3. Расчет зоны активации

4.2.4. Расчет зоны охлаждения

4.3. Технико-экономический анализ технологии переработки древесных

отходов в активированный уголь

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение

Расчет процесса термического разложения древесины

Приложение

Статистическая обработка расчетных и экспериментальных данных

Приложение

Акты и сертификаты

4

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Пирогенетическая переработка древесных отходов в активированный уголь»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы.

На современном этапе развития деревообработки проблемой является

низкая эффективность использования древесных материалов. Вследствие

массивных лесозаготовок в России ежегодно образуется большой объем

древесных отходов, достигающий 160 млн. м3. Существуют эффективные

технологии переработки древесных отходов, одной из которых является

пиролиз древесных отходов в активированный уголь различного назначения.

Объем производства и применения активированных углей во всем мире

непрерывно растет. В частности, мировое потребление активированных

углей составляет около 1,1 млн. тонн в год и продолжает расти на 9 % в год.

При этом основное количество активированных углей (80-85%) производится

из невозобновляемых ресурсов.

В настоящее время потребители испытывают дефицит

высококачественных активированных углей с высокой адсорбционной

способностью. Активированный уголь широко применяется в

промышленности в качестве адсорбента. Весь объем активированного угля,

используют в следующих отношениях: в производстве пищевых продуктов –

около 40 %, для технологического использования – до 38%, для решения

вопросов охраны окружающей среды – до 10%, в производстве медицинских

препаратов – около 5%, для очистки питьевой воды – до 5%.

В связи с большим объемом тепловых и токсичных выбросов,

образующихся на промышленных предприятиях, актуальной является задача

по созданию новых ресурсо- и энергосберегающих технологий получения

активированного угля.

Степень разработанности темы.

Вопросам пирогенетической переработки древесных материалов

посвящены работы В.Н. Козлова, В.И. Корякина, Е.Ю. Беляева,

Е. А. Лебедева, Н.И. Никитина, И.А. Щекотова, Н.И. Богдановича, В.М.

5

Мухина, Ю.Л. Юрьева, Д.А. Пономарева, В.Н. Пиялкина, Р.Г. Сафина, А.Н.

Грачева, F. Berruti, С. Briens, R.Graham, M.J. Antal, M.Gronli. Вопросами

изучения механизмов термического разложения древесного материала

занимались такие ученые, как А.Н. Кислицин, A.Broido, C.A. Koufopanos, F

Liden, F. Thurner и др. Физическим и математическим моделированием

процессов пиролиза древесины занимались также C.Di Blasi, C.H. Bamford,

H.C. Kung, P.S. Maa, E.G.Kansa, J. Lede. Однако, в связи с повышенной

сложностью процессов термического разложения древесины, отсутствуют

единые методы расчетов технологических процессов и аппаратов

непрерывной пирогенетической технологии переработки древесных отходов

в активированный уголь.

Цель диссертационной работы состоит в исследовании совокупности

процессов и разработке метода расчета непрерывнодействующей установки

пирогенетической переработки древесных отходов в активированный уголь.

Научная новизна.

Работа содержит научно обоснованные технические и технологические

решения, направленные на повышение эффективности получения

активированного угля из древесных отходов.

1. Разработана математическая модель непрерывных, последовательно

протекающих процессов прогрева, сушки, пиролиза древесных отходов,

активации древесного угля, охлаждения активированного древесного угля,

сопровождаемых физико-химическими превращениями, позволяющая

провести теоретические исследования и расчет всех стадий получения

активированного угля.

2. Моделированием процессов разложения древесины определены

режимные параметры термической переработки древесных отходов в

активированный уголь, установлено что: рациональная температура

перегретого пара в зоне активации в режиме противотока должна быть на

входе 900 ℃, а на выходе не менее 600 ℃.

6

3. Разработана оригинальная система охлаждения активированного

угля, позволяющая одновременно вырабатывать частично перегретый пар

для проведения процесса активации.

4. Разработан эффективный энергосберегающий способ термического

разложения древесных отходов в активированный уголь (патент на

изобретение № 2694347).

Практическая ценность:

1. Разработаны экспериментальные стенды для физического

моделирования процессов термообработки и методика исследований для

оценки правильности принятых допущений и установления адекватности

разработанного математического описания изучаемого процесса.

2. Получены эмпирические данные для проведения расчетных работ,

при проектировании установки производства активированного угля.

3. Разработано аппаратурное оформление процесса пирогенетической

переработки древесных отходов в активированный уголь.

Реализация работы.

Результаты диссертационного исследования внедрены в учебно-

научно-производственном комплексе ФГБОУ ВО «Казанский национальный

исследовательский технологический университет». Созданная

экспериментальная установка для исследования процесса пирогенетической

переработки древесных отходов в активированный уголь внедрена в учебный

процесс для подготовки магистров по направлениям 15.04.02

«Технологические машины и оборудование», 35.04.02 «Технология

лесозаготовительных и деревообрабатывающих производств».

Результаты исследований приняты к внедрению на ООО «НТЦ

Альтернативная энергетика» (г. Казань).

Автор защищает:

1. Математическую модель процесса переработки древесных отходов в

активированный уголь.

7

2. Конструкцию разработанных экспериментальных стендов, методику

проведения экспериментальных исследований по определению кинетических

параметров процесса получения активированного угля.

3. Результаты математического и физического моделирования.

4. Способ и аппаратурное оформление процесса пирогенетической

переработки древесных отходов в активированный уголь.

Апробация работы.

Основные положения диссертации докладывались на международных

конференциях "Инновационные машиностроительные технологии,

оборудование и материалы - 2018" (МНТК «ИМТОМ – 2018») (Казань, 2018)

и «Актуальные проблемы развития лесного комплекса» (Вологда, 2019); на

всероссийских конференциях «Наука и молодежь: проблемы, поиски,

решения» (Новокузнецк, 2019), «Инновационные технологии в

машиностроении» (Томск, 2019), «Интенсификация тепло-массообменных

процессов, промышленная безопасность и экология» (Казань, 2018); на

научных сессиях ФГБОУ ВО «КНИТУ» (Казань, 2018, 2019).

Личный вклад автора.

Вклад автора состоит в разработке основных идей пирогенетической

переработки древесных отходов в активированный уголь и решении задач

теоретического, экспериментального и прикладного характера, разработке

математической модели, в создании экспериментального стенда, проведении

математического моделирования и анализе полученных результатов. Автору

принадлежат основные идеи работ, опубликованных в соавторстве.

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 16 печатных работ, в том

числе 6 научный статей в журнале, рекомендованном ВАК, 2 статьи в

изданиях, входящих в международную реферативную базу данных Scopus и

Web of Science, 2 патента на изобретение (РФ № 2582696, РФ № 2694347).

8

Объем и структура работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав,

заключения, списка литературы и приложений. Диссертационная работа

изложена на 138 страницах машинописного текста, включающих 40 рисунков

и 13 таблиц. Библиографический список включает 146 наименования

цитируемых работ российских и зарубежных авторов.

9

Заключение диссертации по теме «Технология и оборудование химической переработки биомассы дерева; химия древесины», Степанова Татьяна Олеговна

Установлено что:

- эффективная высота насыпного слоя для щепы в зоне сушки, при ее

движении со скоростью 1 м/час составляет 0,5 м;

- выход древесного угля, из опилок, древесных пеллет и древесной муки на

20-30% превышает выход угля из щепы;

- рациональная температура перегретого пара в зоне активации в режиме

противотока должна быть на входе 900 ℃, а на выходе не менее 600 ℃.

Для зоны активации получена эмпирическая зависимость времени

активации от геометрических размеров исходного сырья. Выявлены

оптимальные значения температуры и влагосодержания активированного

угля, поступающего на вакуумное охлаждение.

Проведена инженерная проработка технической документации для

проектирования промышленной установки производства активированного

угля.

Разработана оригинальная двухступенчатая система охлаждения

активированного угля перед выгрузкой, позволяющая одновременно

вырабатывать частично перегретый пар для проведения процесса активации.

Технико-экономический анализ показывает, что пирогенетическая

переработка отходов деревопереработки с применением разработанного

оборудования экономически оправдана и позволяет получить экономическую

прибыль в зависимости от вида сырья даже при небольшой

производительности.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Степанова Татьяна Олеговна, 2021 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Азаров В.И., Изучение процесса термолиза методом термогравиметрии // В.

И. Азаров, Г. Н. Кононов // Науч. тр. Моск. гос. ун-та леса. 1995. - № 227. -

С. 27−32.

2. Активные угли. Эластичные сорбенты, катализаторы, осушители и

химические поглотители на их основе. Номенклатурный каталог / под ред.

д.т.н. В. М. Мухина / М.: Изд. дом «Руда и металлы», 2003. – 280 с.

3. Беляев Е.Ю. Получение и применение древесных активированных углей в

экологических целях // Химия растительного сырья. 2000. №2. С. 5–15.

4. Богданович Н.И. Пиролиз технических лигнинов с получением углеродных

адсорбентов и регенерацией химикатов / Н.И. Богданович, С.А. Цаплина,

Л.Н. Кузнецова // Лесохимия и органический синтез. Тез. докл. II

Российского совещания. – Сыктывкар. - 1996. – С. 115.

5. Богданович Н.И. Термохимический синтез новых углеродных материалов

на основе технических лигнинов / Н.И. Богданович, Г.В. Добеле,

Л.Н. Кузнецова, Н.В. Орлова // Физикохимия лигнинов. Мат-лы междунар.

Конференции. – 2005. – С.105.

6. Богданович Н.И. Пиролиз технических лигнинов / Н.И. Богданович //

Лесной журнал 1998. - № 2-3. - C. 120-132.

7. Богданович Н.И. Влияние водяного пара на выход и свойства угля,

получаемого при пиролизе гидролизного лигнина / Н.И. Богданович,

Е.Д. Гельфанд, Г.П. Рудаметова // Лесохимия и подсочка: Реф.инф. – 1977. -

№7. – С. 4-6.

8. Богданович Н.И. Новые реагенты термохимической активации

углеродных материалов в синтезе адсорбентов / Н.И. Богданович,

Л.Н. Кузнецова, Г.В. Добеле // Углеродные адсорбенты: материалы Второго

международного семинара. – Кемерово: ИУУ СО РАН, 2000. – С.16–18.

96

9. Брагина Л.В. Теплофизические свойства древесины / Л.В. Брагина,

И.Г. Романенко. В.М. Ройтман // Нов. исследования. в обл. изготовления

деревянных конструкций. – М., 1988. – С. 28-34.

10. Бронзов И. Древесный уголь: получение, основные свойства и области

применения древесного угля / И. Бронзов, Г.К. Уткин, А.Н. Кислицин // -М.:

Лесная промышленность 1979. -137 с.

11. Бутырин Г.М. Высокопористые углеродные материалы. М.: Химия, 1976.

- 192 с.

12. Вазов В. Разностные методы решения дифференциальных уравнений в

частных производных / В. Вазов, Д. Форсайт; пер. с англ. Б.М. Будака и

Н.П. Жидкова. – М.: Иностранная литература, 1963. - 487 с.

13. Воскобойников И.В., Шевченко А.О., Щелоков В.М. Технология

производства активированных углей из древесных отходов // Лесной вестник.

2012. №8. С.56-58.

14. Вураско А.В. Химия растительного сырья / А.В. Вураско, А.Р. Минакова,

А.К. Жвирблите, И.А. Блинова // учеб. пособие. Екатеринбург: Урал.

государственный. лесотехнический ун-т, 2013. - 90 с.

15. Выродов, В.А.Технология лесохимических производств: Учебник для

вузов. / В.А. Выродов., А.Н. Кислицын, М.И. Глухарев и др. – М.: Лесная

промышленность, 1987. - 352 с.

16. Вячеславов А. С. Определение площади поверхности и пористости

материалов методом сорбции газов / А.С. Вячеславов, М.Н. Ефремова //

Методическая разработка. – М.: МГУ им. М.В. Ломоносова – 2011. – 65 с.

17. Горбис, З.Р. Теплообмен и гидромеханика дисперсных сквозных

потоков / З.Р. Горбис. - М.: Энергия, 1970. - 424 с.

18. ГОСТ 20464-75 Уголь активный АГ-3. Технические условия. ОКП

2162140100; введ. 1975-03-01. - М.: Издательство стандартов, 1999. - 10 с.

19. ГОСТ 23998-80 Уголь активный АГ-2. Технические условия. ОКП

216214; введ. 1981-01-01. - М.: Издательство стандартов, 1999. - 10 с.

97

20. ГОСТ 23998-80 Уголь активный древесный дробленый. Технические

условия. МКС 71.100.40 ОКП 216239; введ. 1976-01-01. - М.: Издательство

стандартов, 2003. - 10 с.

21. ГОСТ 8703-74 Уголь активный рекуперационный ОКП 216212; введ.

1976-01-01. - М.: Издательство стандартов, 1998. - 10 с.

22. ГОСТ 30268-95 Угли активные импрегнированные ОКС 71.060 ОКП

216200; введ. 1977-01-01. - М.: Издательство стандартов, 1996. - 10 с.

23. ГОСТ 33614-2015 Угли активированные МКС 75.160.10; введ. 2017-04-01.

- М.: Издательство стандартов, 2019. - 10 с

24. Грачев, А.Н. Экспериментальные исследования скорости убыли массы

древесины в процессе абляционного пиролиза / А.Н. Грачев, Р.Г. Хисматов,

А.А. Макаров, Р.Г. Сафин // Лесной журнал. Архангельск. – 2009. - №4, -

С.116-123.

25. Грачев, А.Н. Математическая модель термического разложения

древесины / А.Н. Грачев, Р.Г. Сафин, А.В. Канарский, А.Т. Сабиров,

Р.Г. Хисматов // ИВУЗ. Проблемы Энергетики, 2010. №6, -С.79-85.

26. Грачев, А.Н. Исследование свойств жидкого продукта быстрого пиролиза

отходов деревообработки / А.Н. Грачев, Р.Г. Сафин, М.А. Таймаров,

К.Х. Гильфанов, Д.В. Тунцев // Известия вузов. Проблемы энергетики, -2009.

-№ 11-12. - С.80-83.

27. Дёмин, В.А. Технология и оборудование лесохимических производств

Учебное пособие. / Сыктывкар, СЛИ, 2013. — 119 с.

28. Дубинин М.М. Современное состояние теории объемного заполнения

микропор / М.М.Дубинин // Изв. АН СССР. Серия химическая. - 1991. - №1. -

С. 9 – 30.

29. Забродский, С.С. Гидродинамика и теплообмен в псевдоожиженном слое.

М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. – 488 с.

30. Зиатдинов P.P. Конвективная сушка измельченной древесины перед

термохимическим процессом переработки древесных материалов /

98

P.P. Зиатдинов, Т.О. Степанова, Д.Ф. Зиатдинова, Р.Г. Сафин, Д.А. Ахметова

// Деревообрабатывающая промышленность. - 2019. - № 1. - С. 66-73.

31. Зиатдинов P.P. Конвективная сушка измельченной древесины перед

термохимическим процессом переработки древесных материалов /

P.P. Зиатдинов, Т.О. Степанова, Р.Г. Сафин, Д.Ф. Зиатдинова, Д.А. Ахметова

// Деревообрабатывающая промышленность. 2019. № 1. С. 66-73.

32. Зиатдинов P.P. Исследования процесса пирогенетической переработки

биомассы / P.P. Зиатдинов, Т.О. Степанова, Р.Г. Сафин, Д.Ф. Зиатдинова,

Д.А. Ахметова // Деревообрабатывающая промышленность. 2019. № 3. С. 83-

93.

33. Зиатдинов P.P. Термохимическая переработка древесных отходов в

активированный уголь / P.P. Зиатдинов, А.Р. Хабибуллина, Р.Г. Сафин,

Д.Ф. Зиатдинова, Д.А. Ахметова // Деревообрабатывающая промышленность.

2019 г. № 1. С. 84-93.2.

34. Емец Л.В., Получение и применение древесных активированных углей в

экологических целях / Р.М. Левит, И. М. Струкова, Е. Я. Данилова,

А.Т. Кынин // Химические волокна. - 1996. - № 6. - С. 20−31.

35. Исаченко В.П. Теплообмен при конденсации / В.П. Исаченко. М.:

Энергия, 1977. – 239 с.

36. Исследование и внедрение высокотемпературных режимов

пиломатериалов: отчет по научно-исследовательской теме №121 МЛТИ. –

М.: 1961.

37. Исследование термовлагопроводности древесины сосны: отчет НИС

МЛТИ. – 1977. – 71 С.

38. Канторович Б.В. Основы теории горения и газификации твердого топлива

/ Б.В. Канторович. – М.: Изд. АН СССР, 1958. - 598 с.

39. Кельцев Н. В. Основы адсорбционной техники. М., 1984. - 512 с.

40. Кинле Х. Активные угли и их промышленное применение / Х. Кинле, Э.

Бадер // Пер. с нем. Л.: Химия, 1984. - 216 с.

99

41. Кислицын А.Н. Пиролиз древесины: химизм, кинетика, продукты, новые

процессы / А.Н. Кислицын. – М.: Лесная промышленность, 1990. - С.312.

42. Ковернинский И.Н. Комплексная химическая переработка древесины /

И.Н. Ковернинский [и др.] // Учебник — Архангельск: Изд-во Арханг. гос.

техн. ун-та, 2002. - 347 С.

43. Коган А.Б. Равновесие между жидкостью и паром: справочное пособие /

А.Б. Коган В.М. Фридман, В.В. Кафаров – М.-Л.: / Наука, Ленингр.отд.,1966.

– 1426 с.

44. Кожухов Н.И. Вопросы ресурсосбережения и использования кусковых

отходов лесопиления / Н.И.Кожухов, Е.В. Сазанова // Лесной журнал. – 2000.

- №1. – С.69-74.

45. Козлов В.Н. Технология пирогенетической переработки древесины /

В.Н. Козлов, А.А. Нимвицкий. – М., 1954. – 620 С.

46. Колышкин Д. А., Михайлова К. К. Активные угли: свойства и методы

испытаний. – М.: Химия, 1972. – 56 с.

47. Коробов В.В Переработка низкокачественного древесного сырья:

проблемы безотходной технологии / В.В. Коробов, Н.П. Рушнов – М.:

Экология, 1991. – 287 с.

48. Корякин В.И. Термическое разложение древесины / В.И. Корякин. – М.:

Гослесбумиздат, 1962. – 294 с.

49. Кречетов И.В. Сушка древесины / И.В.Кречетов. – М.: Лесная

промышленность, 1980. – 432 с.

50. Кныш В.А. Исследование процесса конвективной и радиационно-

конвективной сушки шпона: дис.канд.техн.наук / В.А. Кныш. – Л., 1969.

51. Кудратов А.М. Разработка технологии получения новых видов

адсорбентов на основе бурого угля ангренского месторождения.

Геотехнология №25 (2006).

52. Лашков В.А. Нагрев технологической щепы в среде насыщенного пара /

В.А. Лашков, Е.И. Левашко, Р.Г. Сафин //ИФЖ. – 2001.– Т.74. - №1.–С.80-83.

100

53. Лыков А.В. Теория теплопроводности./ А.В. Лыков. - М.: Высшая школа,

1967. С. 599.

54. Машкина С.В. Технико-экономические аспекты применения

активированного угля в технологических процессах. Научный журнал

«Вестник ИнЕУ» № 1, 2007.

55. Машкина С.В. Электрический нагрев неэлектропроводного дисперсного

сырья при производстве активированного угля: дис. … канд.техн.наук. -

Алматы, 2009. – 127 с.

56. Меламед Ц.Э., Ахмина Е.И., Васильев Н.И., Грицай М.В., Рябов Н.Б. //

Хим. перераб. древесины. Спб. 1992. С. 7-9.

57. Михеева Н.С Исследование механизма сушки влажных материалов /

Н.С. Михеева //Труды МТИПП. – 1956. – Вып.6. – С. 64-77.

58. Мухин В.М. Производство и применение углеродных адсорбентов: учеб.

пособие / В.М. Мухин, В.Н. Клушин // М.: Российский химико-

технологический университет им. М.В.Менделеева, 2012. – 308 с.

59. Мухин В.М. Активные угли. Эластичные сорбенты, катализаторы,

осушители и химические поглотители на их основе / Под общей ред.

д.т.н. В.М. Мухина. – М.: Издательский дом «Руда и металлы». - 2003. –

278 с.

60. Никишов В.Д. Комплексное использование древесины: учебник для вузов

/ В. Д. Никишов. – М.: Лесн. пром-сть, 1985. — 264 с.

61. Олонцев В.Ф. // Хим. пром. 1998. № 1. С. 8−12.

62. Патент № 2456236 (РФ) C01B 31/08 Способ получения сорбента

органических соединений / Жежера Н.И., Самойлов Н.Г. (РФ) -

2011104769/05; заявлено 09.02.2011; опубл. 20.07.2012.

63. Патент №2352349 (РФ) A61K 36/185 Способ переработки коры

березы / Левданский В.А., Левданский А.В., Кузнецов Б.Н. - 2008102252/15;

заявлено 21.02.2008, опубл. 20.04.2009.

64. Патент №:2051096 C01B031/08 Способ получения активированного угля /

Щипко М.Л., Янголов О.В., Кузнецов Б.Н. - 93034069/26; опубл. 27.12.1995

101

Б.И. №36.

65. Патент №2111923 (РФ) B01J20/20 Способ получения активного угля из

косточек плодов и скорлупы орехов / В.П.Голубев, В.М.Мухин, А.М.

Тамамьян, И.Д. Зубова и др. (РФ). - 97110295/25; заявлено 24.06.1997; опубл.

27.05.98 г. Бюл. №15.

66. Патент №:2362734 (РФ) C01B31/08 Способ получения активного угля /

В.М. Мухин, В.С. Гостев, В.В. Чебыкин, С.Н. Соловьев, В.А. Карев,

Г.А. Нагорная (РФ). - 2008120177/15; заявлено 22.05.2008; опубл.

27.07.2009.

67. Патент 1663009 А1 (SU) C10B53/02 Способ получения угля из

гидролизного лигнина / Давыдова Л.Н., Киселев В.П., Воропаев Ю.М.,

Щипко М.Л., Симкин Ю.Я., Кузнецов Б.Н., Иванченко А.В. – 4470134/26;

заявлено 05.08.1988; опубл. 15.07.1991. 62. Пат. 5 538 932 США. Yan Zhiquan

Q., McCue John C., Tolles E.D. Опубл. 27. 07. 96.

68. Патент № 2225754 (РФ) B01J20/00 Сорбент для очистки

нефтесодержащих промышленных стоков и способ его получения /

Биктимиров А.Ф., Сармин И.А. (РФ) - 2001112085/15; заявлено 03.05.2001;

опубл. 20.03.2004.

69. Патент №2463107 (RU) C01B031/16 Активированный уголь,

импрегнированный кислотой, способы его получения и применения. / Кузуб

Р. Юджин (CA), Так Дзин Квон (CA), Джонсон Ричард Л. (CA) -

2009110159/05; заявлено 23.08.2006, опубл. 23.09.2010.

70. Пат. 2463331 Россия. Способ производства древесного угля / Тимербаев

Н.Ф., Зиатдинова Д.Ф., Сафин Р.Р., Сафин Р.Г., и др., Опубл. 10.10.2012.

БИ № 28.

71. Пат. 2568061 Россия. Установка для производства древесного угля

Тимербаев Н.Ф., Зиатдинова Д.Ф., Сафин Р.Г., и др., Опубл. 27.11.2012.

БИ №33.

72. Пат. 2582696 Россия. Установка для производства древесного угля /

Сафин Р.Г., Тимербаев Н.Ф., Сафин Р.Р., Зиатдинова Д.Ф., Хабибуллина А.Р.,

102

Ахметова Д.А., Сафина А.В. З.Г. Саттарова, А.В. Сафина, Т.О. Степанова.

Опубл. 27.04.2016. БИ № 12.

73. Пат. 2694347 Способ получения активированного угля / Р.Г. Сафин,

Р.Р. Зиатдинов, Р.Р. Сафин, Н.Ф. Тимербаев, Т.О. Степанова, К.В. Валеев,

Л.М. Ризванова, Д.Р. Гумеров, Д.Г. Рябушкин. Опубл. 11.07.2019

(https://www.fips.ru/iiss/document.xhtml?faces

redirect=true&id=5ed15dc985907bf55775759aefe1251d)

74. Петров Е. В., Получение и применение древесных активированных углей

в экологических целях / Л.Н. Григорьев, А.Г. Черкашин, Т.И. Буренина //

Изв. высших учеб. завед. Лесной журнал. 1996.№ 1−2.С. 86−93.

75. Петров В.С., Симкин Ю.Я., Крылова О.К. // Химия в интересах

устойчивого развития. 1996. Т. 4. № 4-5. С. 389-394.

76. Петров В.С., Поборончук Т.Н. // 3-й Междунар. симп. “Каталитические

превращения угля”, посвящ. памяти Г.К. Борескова, Новосибирск. 10-13

июля. 1997: Сб. тр. ч. 2. Новосибирск, 1997. - С. 325-326.

77. Пижурин, А.А. Исследования процессов деревообработки /

А.А. Пижурин, М.С. Розенблит. – М.: Лесная прмышленность, 1984. –

С.231.54. Покровская, Е.Н., Никифорова Т.П., Маковский Ю.А. // 1-я Всерос.

конф. по полимерным материалам пониженной горючести: Тез. докл.

Волгоград. 1995. - С. 105−107.

78. Полонская Ф.М. Тепло – и массообмен в период постоянной скорости

сушки / Ф.М. Полонская //ЖТФ. – Т.XXIII. Вып. 5., 1953.

79. Протодьяконов И.О. Явления переноса в процессах химической

технологии / И.О. Протодьяконов, Н.А. Марцулевич, А.В. Марков - Л.:

Химия, 1981. - 264 с.

80. Пиялкин B.H. Интенсификация процесса пиролиза измельченной

древесины при повышенной температуре Текст. / В.Н. Пиялкин // Лесохимия

и подсочка. 1975. -№10. - с. 13-14. -Библиогр.: с. 14.

103

81. Пиялкин В.Н. Методика расчета температурных критериев при

ультрапиролизе древесного сырья Текст. / В. Н. Пиялкин, В. И. Ширшиков,

В. В. Литвинов.- Санкт-Петербург: СПбГЛТА, 2010.- 187 с.

82. Пиялкин В.Н. Роль температурно-временных факторов при

ультрапиролизе древесного сырья Текст. / В.Н.Пиялкин, А.Я.Киповский,

С.А.Прокопьев, И.И. Белоусов // Известия ВУЗов: Лесной журнал.- №4. -

Архангельск, 2004. С. 85-92.

83. Пиялкин В.Н. Сырье и продукты пирогенетической переработки

биомассы дерева Текст. / В.Н. Пиялкин, A.C. Иванов, С.А. Прокопьев,-

Санкт-Петербург: СПбГЛТА, 2007. 208 с.

84. Самойлова Н.А. // 3-я Респ. конф. по интенсиф. нефтехим. процессов

«Нефтехимия-94»: Тез. докл. Нижнекамск, 1994. - С. 176−177.

85. Симкин Ю. Я. Получение и применение древесных активированных

углей в экологических целях / Ю.Я. Симкин, В. С. Петров // Изв. высших

учеб. завед. Лесной журнал. 1997. № 4. С. 63−67.

86. Сафин Р.Р., Пиролизная установка для переработки древесных отходов //

Р.Г.Сафин, И.А. Валеев // «ММТТ-17». г. Кострома. – 2004. - Т.9. -С. 135.

87. Сафин Р.Г. Экспериментальное исследование влияния давления при

пиролизе древесины / Р.Г. Сафин, Р.Р. Сафин, И.А. Валеев // Вестник

Казанского технологического университета // №1. –2005. - С. 256-260.

88. Сафин Р.Р. Математическое моделирование процесса пиролиза

древесины при регулировании давления среды / Р.Р. Сафин, Р.Г. Сафин,

И.А. Валеев // Вестник Московского государственного университета леса //

№2. - 2005.–С. 168-174.

89. Сафин Р.Г. Современное состояние процесса пирогенетической

переработки органических веществ / Н.Ф. Тимербаев, Р.Г. Сафин,

И.И. Хуснуллин // Вестник казанского технологического университета. –

2011. - №3. – С. 169-173.

104

90. Сафин Р.Г. Моделирование процесса сушки древесных частиц при

кондуктивном подводе тепла / Н.Ф. Тимербаев, Р.Г. Сафин, А.Р. Хисамеева //

Вестник казанского технологического университета. – 2011. - №4. – С. 84-88.

91. Сафин Р.Г. Кондуктивный теплообмен дисперсного материала в

установке для производства угля / Н.Ф. Тимербаев, Р.Г. Сафин,

А.Р. Садртдинов, И.И. Хуснуллин // Вестник казанского технологического

университета. – 2011. - №18. – С. 69-75.

92. Сафин Р.Г. Непрерывно действующая мобильная установка для

производства древесного угля / Н.Ф. Тимербаев, Р.Г. Сафин,

А.Р. Садртдинов, В.В. Степанов // Вестник казанского технологического

университета. – 2011. - №18. – С. 201-205.

93. Сафин Р.Г. Перспективы развития лесопромышленного комплекса РТ на

базе научных разработок кафедр лесотехнического профиля КНИТУ /

Р.Р. Сафин, Р.Г. Сафин // Деревообрабатывающая промышленность. – 2012. -

№3. – С. 22-27.

94. Сафин Р.Г. Энергонезависимая установка непрерывной переработки

древесных отходов / Р.Г. Сафин, А.Р. Садртдинов, И.И. Хуснуллин // Вестник

казанского технологического университета. – 2013. - №16. – С. 183-188.

95. Сафин Р.Г., Тимербаев Н.Ф., Зиатдинов Д.Ф. Технологические процессы

и оборудование деревообрабатывающих производств: учебник. М.: Изд-во

«Лань», 2020 г. – С. 750.

96. Сафин Р.Г., Гумеров Д.Р., Степанова Т.О. Экспериментальные

исследования процесса активации / Р.Г. Сафин, Д.Р. Гумеров,

Т.О. Степанова // В сборнике: инновационные технологии в

машиностроении сборник трудов X международной научно-практической

конференции. Томск, 2019. - С. 121-124.

97. Сафин Р.Г. Современное направление переработки лесных ресурсов и

возможности их развития / Р.Г., Сафин, Т.О. Степанова // Энергетика:

эффективность, надежность, безопасность: мат-лы XXI Всеросс. науч.-техн.

105

98. Сафин Р.Г. Экспериментальные исследования процесса активации /

Р.Г. Сафин, Д.Р. Гумеров, Т.О. Степанова // Инновационные технологии в

машиностроении: труды X Междунар. науч.-практ. конф. - Томск, 2019. - С.

121-124.

99. Сафин P.P. Энергосбережение: современный подход к повышению

эффективности деревообрабатывающих предприятий России [Текст] /

P.P. Сафин, А.В. Беляева//Деревообрабатывающая промышленность. - 2005. -

№ 3. - С. 11-13.

100. Степанова Т.О. Шахтная установка пирогенетической переработки

древесных отходов / Т.О. Степанова, Р.Г. Сафин, Д.Г. Рябушкин //

Инновационные машиностроительные технологии, оборудование и

материалы - 2018" (МНТК "ИМТОМ-2018"): мат-лы IХ Междунар. науч.-

техн. конф Ч.2. Казань: ООО «Фолиант», 2018. - С. 107-111.

101. Степанова Т.О. Экспериментальная установка для активации древесного

угля / Т.О. Степанова, Д.Р. Гумеров, Л.Ш. Асаева, А.Р. Шакиров // Наука и

молодежь: проблемы, поиски, решения: труды Всеросс. науч. конф. –

Новокузнецк: Ред.-издат. центр СибГУ, 2019. - С. 376-378.

102. Таганов И.Н., Моделирование процессов массо-и энергопереноса.

Нелинейные системы. / И.Н. Таганов // Л.: Химия. - 1979. – 208 с.

103. Тимербаев Н.Ф. Конвективная сушка дисперсных материалов перед

термохимическим процессом переработки // Н.Ф. Тимербаев, Р.Г. Сафин,

Д.Ф. Зиатдинова, Т.О. Степанова // Известия высших учебных заведений.

Проблемы энергетики. 2019. - Т.21. - С.29-37.

104. Тимербаев Н.Ф. Комплексная энерготехнологическая переработка

древесных отходов с применением прямоточной газификации: монография /

Тимербаев Н.Ф. – Казань: КНИТУ, 2011. – 248 с.

105. Тимербаев Н.Ф. Моделирование процесса пиролиза древесины в

установке для производства древесного угля / Н.Ф. Тимербаев, Р.Г. Сафин,

И.И. Хуснуллин // Вестник казанского технологического университета. –

2011. - №9. – С. 51-56.

106

106. Уголев Б.Н. Древесиноведение с основами лесного товароведения /

Б.Н. Уголев // М.: Лесная пром-сть.- 2001. – 340 с.

107. Федоров Н.Ф. Реагентная интенсификация процесса парогазовой

активации в технологии активных углей / Н.Ф.Федоров, М.А.Андреев,

И.В.Андреева // Акт. проблемы теории адс-ции, пор-ти и адс. селект-ти:

материалы XIV Всерос. симпозиума с участием иностранных ученых. 26 – 30

апреля 2010 г. – Москва – Клязьма. - 2010. - С. 29.

108. Цыганов Е.А. Термическая переработка древесины и ее компонентов /

Е.А. Цыганов [и др.]: Тез. докл.конф. 1−3 июня 1988. Красноярск, 1988. С.

65−66.

109. Чудновский А.Ф. Теплофизические характеристики дисперсных

материалов / А.Ф. Чудновский. - М.: ГИФМЛ, 1962. - 456 с.

110. Шевченко Р.С. Формирование сорбционных и магнитных свойств

ферромагнитных адсорбентов при пиролизе отходов переработки

древесины в присутствии гидроксида железа (III) / Р.С. Шевченко,

Н.И. Богданович, Л.Н. Кузнецова, Г.В. Добеле // Изв. высших учеб. завед.

Лесной журнал. – 1999. – №2-3. - С. 142-150.

111. Шубин Г.С. Сушка и тепловая обработка древесины / Г.С. Шубин. – М.:

Лесн. пром-сть, 1990. – 335 с.: ил. – ISBN 5-7120-0210-8.

112. Шубин Г.С. Физические основы и расчет процессов сушки древесины /

Г.С. Шубин. – М.: Лесная пром-сть, 1973. – 246 с.

113. Шумяцкий Ю. И., Афанасьев Ю. М. Адсорбция: процесс с

неограниченными возможностями. – М.: Высшая школа, 1998. – 78 с.

114. Юдкевич, Ю. Д., Иванов А. С. // Изв. Санкт-Петербург. лесотехн. акад.,

1995. № 3. С. 112−117.

115. Юнусов, Л.Р. Исследование процессов конвективного

тепломассообмена в условиях вакуумно-конвективных сушильных камер /

Л.Р. Юнусов / автореф. дисс. на соиск. к.т.н., – 2008. – С. 16.

107

116. Юрьев, Ю.Л. Cовершенствование производства углеродных материалов

на основе березовой древесины / Ю.Л Юрьев, Н.А. Ничков // Гидролизная

и лесохимическая промышленность. 1991. № 8. С. 10.

117. Юрьев, Ю.Л. Древесный уголь. Справочник / Ю.Л. Юрьев.

Екатеринбург: изд-во «Сократ». - 2007. - 184 с.

118. Юрьев Ю.Л. Статистические характеристики уровня качества

древесного угля Ашинского завода / Ю.Л. Юрьев, В.С. Таланкин,

М.Ю. Попкова, В.В. Лукьянов // «Гидролизная и лесохимическая

промышленность». – 1992. - №1. – С. 26-27.

119. Юрьев Ю.Л. Направления использования некондиционного древесного

угля / Ю.Л. Юрьев, Н.А. Ничков // «Гидролизная и лесохимическая

промышленность». - 1992. - №3. - С.23

120. Орлов В.П. К вопросу о сжигании парогазовой смеси от пиролиза

древесины / В.П. Орлов, Ю.Л. Юрьев // «Лесной журнал». – 1999. - №4. – С.

128.

121. Юрьев Ю.Л. Проблемы аппаратурного оформления процессов

переработки измельченной древесины в активные угли / Ю.Л. Юрьев,

В.П. Орлов, С.А. Панюта, Т.В. Штеба // «Лесной журнал». – 2000. - №5-6. - С.

52-57.

122. Юрьев Ю.Л. Термохимическая переработка древесины в условиях

лесопромышленного предприятия / Ю.Л. Юрьев, А.В. Солдатов // «Лесной

журнал». -2005. - №3. - С. 113-118.

123. Юрьев Ю.Л. Получение древесного угля из отходов

деревообрабатывающей промышленности / Ю.Л.Юрьев, В.И.Матюхин,

Ю.С.Жуков, А.Н.Созинов // «Экологические проблемы промышленных

регионов». Тезисы докл. межд. выставки «Уралэкология. Техноген.

Металлургия-2000», Екатер., С.74-75.

124. Юрьев Ю.Л. Некоторые проблемы сырьевой базы и качества древесного

угля / Ю.Л. Юрьев // Тезисы докл. межд. конф. «Социально-экономические и

108

экологические проблемы лесного комплекса», Екатеринбург, 2003. - С. 255-

258.

125. Юрьев Ю.Л. Древесный уголь и проблемы экологии / Ю.Л. Юрьев //

Экологические проблемы животных и человека. Сб. докл. II междунар.

симпозиума (29-30 октября 2009 г.) – Новосибирск. – 2010. - С. 60-62.

126. Юрьев Ю.Л. Термохимическая модификация древесины / Ю.Л. Юрьев,

В.В. Бетковский, С.А. Самойленко // Формирование регионального лесного

кластера: социально-экономические и экологические проблемы и

перспективы лесного комплекса: матер. VIII междунар. науч.-тех. конф.-

Екатеринбург: Урал. Гос .лесотехн. ун-т. – 2011. - С. 188-190.

127. Antal M.J. Biomass pyrolysis: a review of the literature. Part I.Carbohydratel

pyrolysis / M.J.Antal // Adv. In solat Energy. – 1983. – P.61 – 111.

128. Basch A. Influence of fine structure on the pyrolysis of cellulose. III. The

influence of orientation / A.Basch, M.Lewin // J.Polym.Sci.: Polym. Chem Ed. –

1974. –V.12, N9. - P 2053-2063.

129. Bamford C.H., J. Crank, and D.H. Malan. The combustion of wood. Part I.

Proceedings of the Cambridge Philosophical Society, 1946, University of

Cambridge, UK., pp. 166-182.

130. Di Blasi Colombia, Heat transfer mechanisms and multi-step kinetics in the

ablative pyrolysis of cellulose

131. Di Blasi, C, 1993. Analysis of convection and secondary reaction effects

within porous solid fuels undergoing pyrolysis. Combustion Science Technology,

90:315-339.

132. Di Blasi, C. "Heat, momentum and mass transport through ashrinking

biomass particle exposed to thermal radiation." Chemical Engineering Science. -

1996. -51(7). -P. 1121-1132.

133. Gronli M.G. and Melaaen, M.C. (2000). "Mathematical model for wood

pyrolysis -comparison of experimental measurements with model predictions.

Energy and Fuels 14(4): 791-800.

109

134. Kansa E.J., H.E. Perlee and R.F. Chaiken. Mathematical model of wood

pyrolysis including internal forced convention. Combust. Flame, 1977, 29: 311-

324.

135. Kung H.C. A mathematical model of wood pyrolysis. Combust. Flame, 1972,

18: 185-195.

136. Lede J, et al. Fast pyrolysis of wood: direct measurement and study of

ablation rate// Fuel. -1985. 64. -p.1514-1520.

137. Maa P. Influence of particle sizes and environmental conditions on high

temperature pyrolysis of cellulosic material Text. / P. Maa, R. Bailie // Combustion

Science and Technology. -1973.- №7.-P. 257269.

138. Thurner F Kinetic Investigation of Wood Pyrolysis Text. / F. Thurner, U.

Mann // Industrial and Engineering Chemical Process Design and Development. -

1981. -20. -P. 482-488.

139. Kumar M., Gupta R.C. // Energy Sources. 1998. V. 20, No 7. P. 575-589

140. Ponomarev D. A., Takhistov V. V. Thermochemistry of organic and

elementoorganic species. Part III. The enthalpies of formation of the hydrides of

main group elements // Journal of molecular structure. – 1999. – Vol. 477. – №. 1.

– P. 91–103.

141. Sadrtdinov A.R. The Development of Equipment for the Disposal of Solid

Organic Waste and Optimization of Its Operation / Sadrtdinov, A.R.,

Safin, R.G., Timerbaev, N.F., Ziatdinova, D.F., Saprykina, N.A. // IOP Conference

Series: Materials Science and Engineering 142(1),012095. – 2016.

142. Safin R.G. A mathematical model of thermal decomposition of wood in

conditions of fluidized bed/ Safin,

R.G., Barcik, Š., Tuntsev, D.V., Safin, R.R., Hismatov, R.G. //Acta Facultatis

Xylologiae, 58(2), с. 141-148. – 2016.

143. Safin R.G. Technology of wood waste processing to obtain construction

material / Safin, R.G., Sattarova, Z.G., Khairullina, E.R. // Solid State Phenomena

265 SSP, с. 245-249. – 2017.

110

144. Safin R. G. Processing of Renewable Wood Biomass into Thermally

Modified Pellets with Increased Combustion Value / Safin R. G., Prosvirnikov D.

B., Stepanova T. O. // 2020 Proceedings of the 5th international Conference on

Industrial Engineering: Lecture Notes in Mechanical Engineering 387.

141. Timerbaev N.F. Modeling of the process of energy-technological treatment of

wood waste by method of direct-flow gasification / Timerbaev, N.F., Safin, R.R.,

Safin, R.G., Ziatdinova, D.F.// Journal of Engineering and Applied Sciences 9(5),

с. 141-146. – 2014.

142. Timerbaev N.F. The Development of Experimental Setups and Experimental

Studies of the Process of Energy-Technological Processing of Wood /

Timerbaev, N.F., Safin, R.G., Ziatdinova, D.F., Fomin, A.A., Mokhovikov, A.A.

// IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 142(1),012096. –

2016.

143.Timerbaev N.F. Thermochemical processing of organic waste / Timerbaev

N.F., Safin R.G., Mazarov I.Yu., Stepanova T.O. // 2019 Thermochemical

processing of organic waste IOP Conference Series: Materials Science and

Engineering 643.

144. Toles C.A., Marshall W.E., Johns M.M. // J. Chem. Technol and Biotechnol.

1998. 72, 3. P. 255-26.

145. Fomin A.A. Dispersion of the margin removed in complex milling / Fomin,

A.A., Gusev, V.G., Safin, R.G., Safin, R.R. // Russian Engineering Research 35(6),

с. 517-420. – 2015.

146. Yang Chaoxiong, Wu Jinyuan // Gaofenzi xuebao=Acta polym. sin. 1998.

111

ПРИЛОЖЕНИЯ

112