УДК 544.4616

ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ ПРОЦЕССА ТЕРМИЧЕСКОЙ 
ДЕСТРУКЦИИ КОСТРЫ ЛЬНА

©Луговой Ю. В., канд. техн. наук, Тверской государственный технический университет, 

г. Тверь, Россия, pn-just@yandex.ru

©Чалов К. В., канд. хим. наук, Тверской государственный технический университет, 

г. Тверь, Россия, tschalov_k@mail.ru

©Степачева А. А., канд. хим. наук, ORCID 0000-0001-9366-5201, 

Тверской государственный технический университет, г. Тверь, Россия, a.a.stepacheva@mail.ru

©Косивцов Ю. Ю., д-р техн. наук, Тверской государственный технический университет, 

г. Тверь, Россия, kosivtsov@science.tver.ru

©Сульман Э. М., д-р хим. наук

Тверской государственный технический университет, г. Тверь, Россия, sulman@online.tver.ru 

 

Аннотация. Использование отходов в биомассы в энергетических целях в настоящее время вызывает большой интерес научных и промышленных коллективов по всему миру. Костра льна является отходом льноперерабатывающей промышленности, который можно использовать в энергетических целях. Наибольший интерес представляют процессы термической переработки, максимально использующие энергетический потенциал перерабатываемых отходов биомассы. К таким методам термической переработки относят различные виды пиролиза. В работе представлены результаты кинетического исследования процесса пиролиза костры льна в интервале температур до 600 °C с использованием экспериментально полученных данных динамической термогравиметрии. Для нахождения кинетических параметров и кинетической модели процесса были использованы модель–независимые методы и методы нелинейной регрессии. Математическая обработка экспериментально полученных данных позволила определить формально–кинетический механизм процесса пиролиза костры льна, кинетические параметры и температурный интервал протекания каждой стадии процесса. Полученные кинетические параметры процесса пиролиза костры льна в дальнейшем позволят оптимизировать промышленную технологию пиролиза, уменьшить затраты времени на проведение научно–исследовательских и конструкционных работ. Данная кинетическая модель процесса пиролиза содержит 4 стадии разложения костры льна, соответствующие процессам потери влаги и термодеструкции составляющих компонентов — гемицеллюлозы, целлюлозы и лигнина. Значительная масса углеродсодержащего остатка, получаемая в результате пиролиза костры льна (около 29% масс.) позволяет сделать вывод о потенциальной возможности ее дальнейшего использования для производства углесодержащих материалов. Окончательно выводы о применимости костры льна в качестве сырья для получения углеродных сорбентов помогут сделать результаты дальнейших исследований прочностных, поверхностных и сорбционных свойств. 

 

Ключевые слова: костра льна, термодеструкция, кинетическое моделирование, энергия активации.

 

Ссылка для цитирования:

Луговой Ю. В., Чалов К. В., Степачева А. А., Косивцов Ю. Ю., Сульман Э. М. Исследование кинетики процесса термической деструкции костры льна // Бюллетень науки и практики. Электрон. журн. 2017. №12 (25). С. 76-83. Режим доступа: http://www.bulletennauki.com/lugovoi (дата обращения 15.01.2018). DOI: 10.5281/zenodo.1101163.

 

 

INVESTIGATION OF FLAX SHIVE THERMAL DESTRUCTION KINETIC PROCESS

©Lugovoi Yu., Ph.D., Tver State Technical University
Tver, Russia, pn-just@yandex.ru
©Chalov K., Ph.D., Tver State Technical University, Tver, Russia, tschalov_k@mail.ru
©Stepacheva A., Ph.D., ORCID 0000-0001-9366-5201, Tver State Technical University
Tver, Russia, a.a.stepacheva@mail.ru
©Kosivtsov Yu., Dr. habil., Tver State Technical University 
Tver, Russia, kosivtsov@science.tver.ru
©Sulman E., Dr. habil., Tver State Technical University 
Tver, Russia, sulman@online.tver.ru

 

Abstract. The use of waste biomass for energy purposes is currently of great interest to scientific and industrial groups around the world. Flax shive is a waste of flax processing industry, which can be used for energy purposes. The most interesting are the processes of thermal processing, making maximum use of the energy potential of the processed biomass wastes. Such methods of thermal processing include various types of pyrolysis. The paper presents the results of a kinetic study of the pyrolysis process of flax bonfire in the temperature range up to 600 °C using the experimentally obtained data of dynamic thermogravimetry. To find the kinetic parameters and the kinetic model of the process, we used model–independent methods and methods of nonlinear regression. Mathematical processing of the experimentally obtained data made it possible to determine the formal kinetic mechanism of the pyrolysis process of flax shive, the kinetic parameters and the temperature interval of each stage of the process. The obtained kinetic parameters of the pyrolysis process of the flax shive in the future will allow to optimize the industrial pyrolysis technology, to reduce the time spent on carrying out research and construction works. This kinetic model of pyrolysis process contains 4 stages of decomposition of flax shive, corresponding to the processes of moisture loss and thermal destruction of flax shive components — hemicellulose, cellulose and lignin. The significant mass of the carbonaceous residue obtained as a result of the pyrolysis of flax shive (about 29% by weight) allows us to conclude that it is potentially possible to use it further for the production of carbon–containing materials. Finally, conclusions about the applicability of flax shive as a raw material for obtaining carbon sorbents will help to make the results of further studies of strength, surface and sorption properties.

 

Keywords: flax shive, thermal destruction, kinetic modeling, activation energy.
 

Cite as (APA):

Lugovoi, Yu., Chalov, K., Stepacheva, A., Kosivtsov, Yu., & Sulman, E. (2017). Investigation of flax shive thermal destruction kinetic process. Bulletin of Science and Practice, (12), 76-83. doi:10.5281/zenodo.1101163

© 2015–20 Издательский центр НАУКА И ПРАКТИКА. Сайт создан на Wix.com