تهیه کربن فعال از چوب نخل خرما و بررسی انتقال حرارت و جرم در فرآیند تجزیه حرارتی

کربن فعال نوعی زغال است که از تجزیه حرارتی مواد آلی بدست می آید. کربن فعال دارای تخلخل بالایی بوده و از آن به عنوان فیلتر سیالات استفاده می شود. از مواد کشاورزی مختلفی برای تهیه کربن فعال استفاده شده است. چوب نخل خرما با چگالی پایین و تخلخل بالا، پتانسیل خوبی برای تهیه این ماده را دارد. در این پژوهش استفاده از چوب نخل خرما برای تولید کربن فعال مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا تکه های تهیه شده از چوب تحت فرآیند تجزیه حرارتی قرار داده شد تا از آن زغال تهیه شود. سپس زغال تهیه شده با استفاده از بخار آب فعال سازی شد تا به کربن فعال تبدیل شود. نتایج نشان دادند که از هر g100 چوب حدود g7 کربن فعال با عدد یدی mg/gr1208 و چگالی g/ml 057/0 بدست آمد و در نتیجه از کیفیت بسیار بالایی برخوردار است. فرآیند کاهش جرم چوب در حین تجزیه حرارتی مورد بررسی قرار گرفته و توسط قانون فیک مدل سازی شد. با این روش ضریب انتشار مواد فرار چوب m2/s 8-10 ×29/4 تخمین زده شد. پیشرفت فرآیند همچنین با استفاده از روش اجزاء محدود مدل سازی گردید و این مدل به خوبی در داده های آزمایشگاهی برازش شد (98/0=r2). مدل اجزاء محدود برای فرآیند تجزیه حرارتی به دلیل در اختیار گذاشتن جزئیات بیشتری از روند تغییرات جرم بر مدل تحلیلی ارجحیت داشت. انتقال حرارت نیز با مدل اجزاء محدود بررسی شده و در مقایسه بین داده های حقیقی و داده های حاصل از مدل ضریب تبیین 98/0 بدست آمد. برای بررسی کارآیی کربن فعال تهیه شده یک فیلتر طراحی و ساخته شده و از آن برای خالص سازی سوخت بیودیزل استفاده شد. آزمایشات با این فیلتر نشان دادند که پس از عبور بیودیزل از فیلتر، ناخالصی های آن حدود 80% کاهش یافت. چگالی بیودیزل نیز پس از عبور از فیلتر از kg/m3884 به kg/m3880 کاهش پیدا کرد.