Малік І. К. Розробка технології отримання BIO-CHAR.

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії

Державний реєстраційний номер

0823U101638

Облікова картка дисертації

0823U101638.pdf

Здобувач

Спеціальність

  • 161 - Хімічні технології та інженерія

01-02-2024

Спеціалізована вчена рада

ДФ 64.050.115-3574

Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"

Анотація

Дисертаційна робота спрямована на розвиток наукових основ і уявлень щодо розробки отримання деревного вугілля. Мета роботи: на підставі виконання теоретичних та експериментальних досліджень вирішити важливе науково-практичне завдання, яке характеризується науковою новизною і має практичне значення, а саме – розробити рекомендації щодо виробництва деревного вугілля (bio-char) з рослинної сировини. Об`єкт дослідження – процес карбонізації рослинної сировини з метою отримання деревного вугілля. Предмет дослідження – рослинна сировина, деревне вугілля. В дисертаційній роботі вирішене важливе науково-практичне завдання, яке характеризується науковою новизною і має практичне значення, а саме – розробці технології отримання деревного вугілля (bio-char). В дисертації отримані наступні наукові результати: 1. Виконано регресійний аналіз взаємозв'язку показників технічного і елементного аналізів, а також вищої теплоти згорання 362 проб рослинної сировини для виробництва біогазу, деревного вугілля і торрефіцірованної біомаси. Встановлено, що найбільш тісно в органічній масі рослинної сировини пов'язані показники вмісту вуглецю і кисню. Показано, що залежність вмісту вуглецю від вмісту кисню носить лінійний характер (R^2=0,898), а залежність атомної відносини вуглецю до кисню (C/O) від вмісту вуглецю і кисню – квадратичний (R^2=0,946 і R^2=0,965). Розроблено математичні та графічні залежності, що дозволяють з високою точністю (R^2>0,849) прогнозувати величину вищої теплоти згоряння рослинної сировини за даними його елементного аналізу, а саме: за вмістом вуглецю, кисню і атомного відношення вуглецю до кисню. 2. Проведен регресійний аналіз взаємозв’язку між показниками технічного та елементного аналізів, а також теплоти згоряння 73 зразків деревного вугілля. Виявлено, що показники вмісту вуглецю та кисню найбільш тісно пов'язані в органічній масі деревного вугілля (R^2=0,987). Залежність атомних співвідношень (C/H і C/O) від вмісту вуглецю та кисню має ступеневий характер, а також залежність теплоти згоряння від цих співвідношень. Прогноз теплоти згоряння з найвищою точністю можна здійснити за даними визначення виходу летких речовин (R^2=0,8002) або нелеткого вуглецю (R^2=0,8002) у деревному вугіллі. 3. Встановлено, що вплив температури на вихід деревного вугілля носить нелінійний характер, а вплив тиску на вихід деревного вугілля – експоненціальний характер. Підвищення температури в діапазоні від 400 до 600 оС на кожні 1 оС призводить до зниження виходу деревного вугілля на 0,06 %. Подальше підвищення температури до 700 оС практично не впливає на вихід деревного вугілля. Підвищення тиску на 0,1 МПа в інтервалі від 0,1 до 2,0 МПа призводить до збільшення виходу деревного вугілля на 0,13 % на кожен 0,1 МПа. 4. Показано, що вплив температури на вихід летких речовин та зв’язаний вуглець деревного вугілля носить нелінійний характер, а вплив температури на зольність та найвищу теплоту згоряння деревного вугілля – лінійний характер. Підвищення температури в діапазоні від 400 до 700 оС на кожні 1 оС призводить до підвищення зольності деревного вугілля на 0,0064 %, зниження виходу летких речовин на 0,123 %, підвищенні зв’язаного вуглецю на 0,122 % та підвищенні вищої теплоти згоряння на 0,0122 МДж/кг. Вплив тиску на зольність, вихід летких речовин, зв’язаний вуглець та найвищу теплоту згоряння деревного вугілля носить нелінійний характер. Підвищення тиску від 0 до 2 МПа призводить до зміни якості деревного вугілля за такими показниками: зольність від 3,1 до 3,4 %; вихід летких речовин від 17,4 до 11,6 %; зв'язаний вуглець від 81,1 до 88,2 %; вища теплота згоряння від 31,8 до 34,3 МДж/кг. Достовірність теоретичних результатів, отриманих в дисертаційній роботі підтверджено експериментальними дослідженнями на розробленій установці безперервної дії для термічної переробки рослинної сировини.

Читати повністю

Публікації

1. Мірошниченко Д.В., Малік І.К, “Визначення теплоти згоряння рослинної сировини та деревинного вугілля”, Вуглехімічний журнал, Харків, 2023, №. 2, c. 31-48. doi:10.31081/1681-309X-2023-0-2-31-48. (Б)

2. Malik I., Miroshnichenko D., Contreras Aquilino B., Hassan N., Abd ElRasoul A., “Prediction of the Higher Heating Value of Charcoal”, Petroleum and Coal, Bratislava, 2022, vol.64 (1), pp. 100-105. (Scopus, Slovakia).

3. Коваль В.В., Малік І.К., “Вплив температури та тиску піролізу на властивості біовугілля”, Вуглехімічний журнал, Харків, 2022, № 5, c. 4-15. doi:10.31081/1681-309X-2022-0-5-4-15. (Б)

4. Pyshyev S., Miroshnichenko D., Malik I., Contreras Aquilino B., Hassan N., Abd ElRasoul A., “State of the art in the production of charcoal: a review”, Chemistry & Chemical Technology, Lviv, 2021, vol. 15 (1), pp. 61-73. (Scopus, Ukraine, А). doi: 10.23939/chcht15.01.061.

5. Малік І.К., Мірошниченко Д.В., Шумейко В.М., “Розробка пристрою для піролізу вуглецевмісних матеріалів”, Вуглехімічний журнал, Харків, 2019, № 4. с. 37-43. doi:10.31081/1681-309X-2019-0-4-37-43. (Б)

6. Miroshnichenko D., Malik I., Lebedev V., Solovey L., Filenko O., Tsereniuk O., “Influence of temperature and pressure of pyrolysis on properties of charcoal”, Аbstracts of 3rd International conference on material science, smart structures and applications (ICMSS 2023), Erode, India, 2023, сhapter 59, рp. 600-608.

7. Мірошниченко Д.В., Малік І.К., “Визначення теплоти згоряння рослинної сировини та деревинного вугілля”, Матеріали VI Міжнар. науково-техн. конф. Сучасні технології переробки пальних копалин, Харків, 2023, с. 50-55.

8. Малік І.К., Мірошниченко Д.В., “Прогноз теплоти згоряння рослинної сировини за даними його елементного аналізу”, Матеріали XXX Міжнар. науково–практ. конф. (MicroCAD-2022) Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров’я, Харків, 2022, с. 450.

9. Miroshnichenko D., Malik I., “Prediction of the heats of combustion of plant raw materials based on the elemental analysis data”, Матеріали Міжнар. науково–практ. конф. присвяченої 100 річчю ХНУМГ ім. О.М. Бекетова Актуальні питання хімії та інтегрованих технологій, Харків, 2022, с. 52.

10. Miroshnichenko D., Malik I., “Prediction of the heats of combustion of plant raw materials based on the elemental analysis data”, Матеріали III Міжнар. науково–практ. конф Авіація, промисловість, суспільство, Харків, 2022, с. 79-81.

11. Miroshnichenko D.V., Malik I. K., “Prediction of the Heats of Combustion of Plant Raw Materials Based on the Elemental Analysis Data”, Матеріали V Міжнар. науково-техн. конф. Сучасні технології переробки пальних копалин, Харків–Тернопіль, 2022, с. 11-13.

12. Malik I., Miroshnichenko D., Veisberh O., “Production of charcoal”, Матеріали XXIX Міжнар. науково–практ. конф. (MicroCAD-2021) Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров’я, Харків, 2021, с. 191.

13. Мирошниченко Д.В., Малик И.К., “Прогноз теплоты сгорания растительного сырья по данным его элементного анализа”, Матеріали XVII Міжнар. науково–практ. конф. Вугільна теплоенергетика: шляхи реконструкції та розвитку, Київ, 2021, с. 17-21.

14. Malik I., Miroshnichenko D., Contreras Aquilino B., Hassan N., Abd Elrasoul A., “Prediction of the higher heating value of charcoal”, Матеріали I Інтернет-конф. молодих вчених Перспективи хімії в сучасному світі, Житомир, 2021, с. 60-61.

15. Malik I., Miroshnichenko D., Contreras Aquilino B., Hassan N., Abd ElRasoul A., “The art production of charcoal”, Матеріали IV Міжнар. науково-техн. конф. Сучасні технології переробки пальних копалин, Харків, 2021, с. 4-5.

16. Malik I., Miroshnichenko D., Veisberh O., “Production of charcoal”, Матеріали XXIV Міжнар. науково-техн. конф. Технологія-2021, Сєвєродонецьк, 2021, с. 21-22.

17. Malik I., Miroshnichenko D., “Production of charcoal”, Матеріали VII Всеукраїн. науково–практ. конф. Актуальні проблеми науково-промислового комплексу регіонів, Рубіжне, 2021, с. 15-16.

18. Малік І.К., Мірошниченко Д.В., Шумейко В.М., “Конструктивне і технологічне удосконалення піролітичних установок”, Матеріали XXVIII Міжнар. науково–практ. конф. (MicroCAD-2020) Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров’я, Харків, 2020, с. 232.

19. Малік І.К. Патент на корисну модель № 133566, Україна. Установка безперервної термічної переробки рослинної сировини. Номер заявки u 2018 11431 від 21.11.2018. Публікація відомостей про видачу патенту 10.04.2019, Промислова власність, Київ, 2019, бюлетень № 7.

20. Malik I.K. Sertifikat Paten Sederhana IDS 000004571. Perakitan operasional berkelanjutan. Republik Indonesia. 11 Maret 2019.

21. Malik I.K. Utility model publication 2/2019/000314. Continiously operating assembly for thermal processing plant raw materials. Intellectual property Philippines. 08.03.2019.

22. Malik I.K. Faydali model Belgesi No TR 2019 16895Y. Tesis hammaaddelerinim isil aslemine yonelik kesintisiz calisma tertibati. Turkpatent. 21.11.2018.

Читати повністю

Файли

autoreferat-Анотація_МалікІван.pdf

Дисертація МалікІван.pdf

Схожі дисертації

0824U001072

Пустовой Григорій Миколайович

Енергоефективний комплекс компресорного чілера з адсорбційним холодильним модулем

0824U000832

Миргородська-Терентьєва Вікторія Дмитрівна

Одержання розширеного асортименту модифікованих крохмалів методом термічної обробки

0824U000835

Кошель Сергій Андрійович

Визначення чисел перенесення іонів в полімерних мембранах та іонних рідинах методом компютерної резистометрії

0824U000797

Мандрика Артем Григорович

Одержання мономерної ортокремнієвої кислоти як модифікатора алюмінійвмісних коагулянтів

0824U000183

Прокоп Роман Іванович

Регенерація відпрацьованих напівсинтетичних моторних олив