Lignin that had been extracted from Kraft black liquor was investigated as a fusing binder in briquetted anthracite fines for a foundry coke substitute. Cupola “heat zone” pyrolytic temperatures of 300–1550 °C were appraised, with the focus on 900 °C. Briquettes with favorable strength were made with 86–92% anthracite fines, 2.3–8.6% lignin, 4.5% silicon metal powder, and 0.9% hydrolyzed collagen (denatured collagen) by mass. Briquettes were pyrolyzed under a nitrogen atmosphere or a starved air condition to simulate a cupola pyrolytic heat zone, and then crushed after this pyrolysis so as to discern their unconfined compressive (UC) strength. These tests mimicked key features of the crushing load that coke endures in a cupola. After 30 min of 900 °C pyrolysis, UC strength reached 2200–3000 kPa (320–440 psi), when these briquettes contained 4.5% softwood lignin or 2.3% hardwood lignin. With ⩾6.5% hardwood lignin, the UC strength after 900 °C pyrolysis reached 6000–6500 kPa. When no lignin was incorporated into the briquette, the UC strength after 900 °C pyrolysis was a mere 200 kPa. Denatured collagen quantity affected lignin heat zone strength, despite by itself losing strength around 300 °C: with 4.5% lignin present, 1.8% denatured collagen doubled the strength of 0.45% denatured collagen briquettes. Adding tannic acid to the briquettes greatly increased the UC strength as well. Lignin provided strength up to 1400 °C. Moreover above 1100 °C, silicon carbide nanowires greatly enhanced UC strength relative to lignin alone. Briquettes with lignin gained UC strength very quickly when flash pyrolyzed to 900 °C, which is important in the cupola. The results herein showed that the bindered briquettes burned at an equal rate as did coke when these were burned at 1100 °C in air. The briquettes also contained an energy density that was 38% higher by volume than that of coke. Harnessing these high temperature pyrolytic lignin fusing reactions creates a valuable foundry coke substitute for the future, as well as large scale applications for otherwise underutilized industrial streams of lignin.
ลิกนินที่ได้รับสารสกัดจากคราฟท์สุราสีดำถูกตรวจสอบเป็นเครื่องผูกหลอมรวมในการปรับแอนทราไซต์อัดแท่งแทนโค้กหล่อ โดม "โซนร้อน" อุณหภูมิของ pyrolytic 300-1550 ° C ได้รับการประเมินด้วยการมุ่งเน้นไปที่ 900 องศาเซลเซียส อัดแท่งที่มีความแข็งแรงดีที่ทำกับ 86-92% ค่าปรับแอนทราไซลิกนิน 2.3-8.6%, 4.5% ซิลิคอนผงโลหะและ 0.9% คอลลาเจนไฮโดรไลซ์ (คอลลาเจนเอทิลแอลกอฮอล์) โดยมวล briquettes ถูกเผาภายใต้บรรยากาศไนโตรเจนหรือสภาพอากาศอดอาหารเพื่อจำลองโซนร้อนโดม pyrolytic และบดแล้วหลังจากไพโรไลซินี้เพื่อที่จะมองเห็นที่ไม่ถูกกักขังอัดของพวกเขา (UC) ความแข็งแรง การทดสอบเหล่านี้เลียนแบบคุณสมบัติที่สำคัญของการโหลดบดที่โค้กยังคงอยู่ในโดม หลังจาก 30 นาที 900 ° C ไพโรไลซิแข็งแรง UC ถึง 2,200-3,000 กิโลปาสคาล (320-440 psi) เมื่อ briquettes เหล่านี้มีอยู่ 4.5% ลิกนินไม้เนื้ออ่อนหรือ 2.3% ลิกนินไม้เนื้อแข็ง ด้วยลิกนินไม้เนื้อแข็ง⩾6.5%, ความแข็งแรง UC หลังจาก 900 ° C ถึงไพโรไลซิ 6000-6500 kPa เมื่อลิกนินไม่ถูกรวมเข้าไปอัดก้อน, ความแข็งแรง UC หลังจาก 900 ° C ไพโรไลซิเป็นเพียง 200 กิโลปาสคาล ปริมาณคอลลาเจนแปลงสภาพได้รับผลกระทบความแข็งแรงของลิกนินโซนร้อนแม้จะด้วยตัวเองสูญเสียความแข็งแรงประมาณ 300 ํ C: กับปัจจุบันลิกนิน 4.5%, 1.8% คอลลาเจนเอทิลแอลกอฮอล์สองเท่าความแข็งแรงของ 0.45% briquettes คอลลาเจนเอทิลแอลกอฮอล์ การเพิ่มกรดแทนนิคที่จะ briquettes เพิ่มขึ้นอย่างมากความแข็งแรง UC เช่นกัน ลิกนินให้ความแรงถึง 1,400 ° C นอกจากนี้ด้านบน 1,100 ° C, nanowires คาร์ไบด์ซิลิกอนเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อเทียบความแรงของลิกนิน UC ที่จะอยู่คนเดียว อัดแท่งที่มีลิกนินได้รับความแข็งแรง UC ได้อย่างรวดเร็วมากเมื่อแฟลชเผาถึง 900 ° C ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญในโดม ผลการศึกษาพบว่าในที่นี้ briquettes bindered เผาในอัตราที่เท่ากันเช่นเดียวกับโค้กเมื่อเหล่านี้ถูกเผาที่ 1100 ° C ในอากาศ briquettes ยังมีความหนาแน่นของพลังงานที่ได้รับ 38% โดยปริมาตรสูงกว่าของโค้ก การควบคุมอุณหภูมิสูงเหล่านี้ pyrolytic ปฏิกิริยาการหลอมรวมสร้างลิกนินแทนโค้กโรงหล่อที่มีคุณค่าในอนาคตเช่นเดียวกับการใช้งานขนาดใหญ่สำหรับกระแสอุตสาหกรรม underutilized อย่างอื่นของลิกนิน
การแปล กรุณารอสักครู่..
