Композиційні суспензії на основі продуктів піролізу
The development of composite suspension fuels based on secondary energy carriers represents a promising research direction. The use of liquid products derived from the pyrolysis of automobile tires or thermoplastics enables the incorporation of high-ash coal beneficiation sludges and other low-calor...
Gespeichert in:
| Datum: | 2026 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2026
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/875 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1867026082609233920 |
|---|---|
| author | Zinin, V.V. Shkutkova, O.V. Kornienko, I.V. Makarov, A.S. Klishchenko , R.E. |
| author_facet | Zinin, V.V. Shkutkova, O.V. Kornienko, I.V. Makarov, A.S. Klishchenko , R.E. |
| author_sort | Zinin, V.V. |
| baseUrl_str | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-06-03T13:48:31Z |
| description | The development of composite suspension fuels based on secondary energy carriers represents a promising research direction. The use of liquid products derived from the pyrolysis of automobile tires or thermoplastics enables the incorporation of high-ash coal beneficiation sludges and other low-calorific solid fuels. Composite suspension fuels produced on this basis are unsuitable for direct combustion; however, the introduction of easily flammable substances into such systems resolves this limitation. The technical characteristics of pyrolytic carbon black, both in its initial form and mixed with liquid pyrolysis products, were examined. Surface properties of pyrolytic carbon black were analyzed using FTIR and XRD. It has been determined that pyrolytic carbon black obtained at a pyrolysis temperature of 400–450 °C contains amorphous–turbostratic carbon. Mineral phases of quartz, calcite, and wurtzite were identified in the pyrolytic carbon black. A comparative analysis of the IR spectrum of pyrolytic carbon black with spectra of technical carbon, which constitutes a significant fraction of automobile tires, was conducted. The study demonstrated that fragments of styrene–butadiene rubber or its derivatives remain preserved on the surface of pyrolytic carbon black derived from tire pyrolysis. The pyrolytic carbon black sample also contains impurities of sulfur, oxygen, and residual ash (metals and oxides), originating from fillers and additives in rubber tires. Residual functional groups were identified, including carbonyl (C=O) and oxygen-containing groups such as ethers, phenols, and alcohols, which indicate the high reactivity of the carbon material.
Agglomerates of pyrolytic carbon black mixed with liquid pyrolysis products were obtained with the following composition: 64 wt % dispersed pyrocarbon, 26 wt % process water, and 10 wt % liquid pyrolysis products. It has been found that the water content during the agglomeration stage is a decisive factor influencing the rheological properties of composite suspensions derived from them. The sedimentation stability of pyrolytic carbon black agglomerates with liquid pyrolysis products exceeds 14 days, which is attributed to the affinity between the surface layers of pyrolytic carbon black particles and the molecules of liquid pyrolysis products. The operational characteristics of the obtained composite suspensions based on pyrolysis products allow them to be recommended as composite fuels for liquid-fuel boilers. |
| doi_str_mv | 10.15407/hftp17.02.265 |
| first_indexed | 2025-07-22T19:36:26Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-875 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-06-04T01:00:22Z |
| publishDate | 2026 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-8752026-06-03T13:48:31Z Composite suspension based on pyrolysis products Композиційні суспензії на основі продуктів піролізу Zinin, V.V. Shkutkova, O.V. Kornienko, I.V. Makarov, A.S. Klishchenko , R.E. composite suspensions pyrolytic carbon black liquid pyrolysis product apparent viscosity rheological and sedimentation properties FTIR spectrometry XRD analysis композиційні суспензії пірокарбон рідкий продукт піролізу ефективна в’язкість реологічні та седиментаційні властивості ІЧ-спектроскопія рентгенофазовий аналіз The development of composite suspension fuels based on secondary energy carriers represents a promising research direction. The use of liquid products derived from the pyrolysis of automobile tires or thermoplastics enables the incorporation of high-ash coal beneficiation sludges and other low-calorific solid fuels. Composite suspension fuels produced on this basis are unsuitable for direct combustion; however, the introduction of easily flammable substances into such systems resolves this limitation. The technical characteristics of pyrolytic carbon black, both in its initial form and mixed with liquid pyrolysis products, were examined. Surface properties of pyrolytic carbon black were analyzed using FTIR and XRD. It has been determined that pyrolytic carbon black obtained at a pyrolysis temperature of 400–450 °C contains amorphous–turbostratic carbon. Mineral phases of quartz, calcite, and wurtzite were identified in the pyrolytic carbon black. A comparative analysis of the IR spectrum of pyrolytic carbon black with spectra of technical carbon, which constitutes a significant fraction of automobile tires, was conducted. The study demonstrated that fragments of styrene–butadiene rubber or its derivatives remain preserved on the surface of pyrolytic carbon black derived from tire pyrolysis. The pyrolytic carbon black sample also contains impurities of sulfur, oxygen, and residual ash (metals and oxides), originating from fillers and additives in rubber tires. Residual functional groups were identified, including carbonyl (C=O) and oxygen-containing groups such as ethers, phenols, and alcohols, which indicate the high reactivity of the carbon material. Agglomerates of pyrolytic carbon black mixed with liquid pyrolysis products were obtained with the following composition: 64 wt % dispersed pyrocarbon, 26 wt % process water, and 10 wt % liquid pyrolysis products. It has been found that the water content during the agglomeration stage is a decisive factor influencing the rheological properties of composite suspensions derived from them. The sedimentation stability of pyrolytic carbon black agglomerates with liquid pyrolysis products exceeds 14 days, which is attributed to the affinity between the surface layers of pyrolytic carbon black particles and the molecules of liquid pyrolysis products. The operational characteristics of the obtained composite suspensions based on pyrolysis products allow them to be recommended as composite fuels for liquid-fuel boilers. Створення композиційних суспензійних палив на основі вторинних енергоносіїв є перспективним напрямком. Застосування рідкого продукту піролізу гуми автошин або термопластів дає можливість використання високозольних шламів вуглезбагачення та інших низькокалорійних твердих енергоносіїв. Створені на їхній основі композиційні суспензійні палива непридатні для безпосереднього спалювання. Проте введення у такі системи легкозаймистих речовин розв’язує цю проблему. Вивчено технічні характеристики пірокарбону вихідного та змішаного з рідкими продуктами піролізу. Досліджено поверхневі характеристики пірокарбону методом ІЧ-спектрометрії та рентгенофазового аналізу. Визначено, що пірокарбон, який одержали при температурі піролізу 400–450 °С, містить аморфно-турбостратний вуглець. Виявлено у пірокарбоні фази мінералів кварцу, кальциту та вюрциту. Проведено порівняльний аналіз ІЧ-спектру пірокарбону та технічного вуглецю, які містяться у складі автомобільних шин. Показано, що на поверхні пірокарбону піролізу шин збережені фрагменти стирол-бутадієнового каучуку або його похідних. Виявлено присутність у зразку пірокарбону домішок сірки, кисню, залишковий зольний вміст (метали та оксиди), які походять від наповнювачів та присадок гумових шин, наявність залишкових груп: карбонільних С=О, а також кисневих функціональних груп, таких як етери, феноли або спиртові групи, які вказують на високу реакційну здатність вуглецевого матеріалу. Одержано агломерати пірокарбону, змішаного з рідкими продуктами піролізу наступного складу: 64 % мас. дисперсний пірокарбон, 26 % мас. технічна вода, 10 % мас. рідкі продукти піролізу. Виявлено, що вміст води на стадії одержання агломератів пірокарбону є визначальним і впливає на реологічні властивості композиційних суспензій, одержаних на їхній основі. Показано, що седиментаційна стійкість агломератів пірокарбону із рідкими продуктами піролізу сягає більше 14 діб, що зумовлено спорідненістю поверхневих шарів частинок пірокарбону та молекул рідких продуктів піролізу. Встановлено, що експлуатаційні характеристики одержаних композиційних суспензій на основі продуктів піролізу дають змогу рекомендувати їх як композиційне паливо у рідкопаливних котлах. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2026-05-29 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/875 10.15407/hftp17.02.265 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 17 No. 2 (2026): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 265-280 Химия, физика и технология поверхности; Том 17 № 2 (2026): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 265-280 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 17 № 2 (2026): Хімія, фізика та технологія поверхні; 265-280 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp17.02 uk https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/875/850 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | композиційні суспензії пірокарбон рідкий продукт піролізу ефективна в’язкість реологічні та седиментаційні властивості ІЧ-спектроскопія рентгенофазовий аналіз Zinin, V.V. Shkutkova, O.V. Kornienko, I.V. Makarov, A.S. Klishchenko , R.E. Композиційні суспензії на основі продуктів піролізу |
| title | Композиційні суспензії на основі продуктів піролізу |
| title_alt | Composite suspension based on pyrolysis products |
| title_full | Композиційні суспензії на основі продуктів піролізу |
| title_fullStr | Композиційні суспензії на основі продуктів піролізу |
| title_full_unstemmed | Композиційні суспензії на основі продуктів піролізу |
| title_short | Композиційні суспензії на основі продуктів піролізу |
| title_sort | композиційні суспензії на основі продуктів піролізу |
| topic | композиційні суспензії пірокарбон рідкий продукт піролізу ефективна в’язкість реологічні та седиментаційні властивості ІЧ-спектроскопія рентгенофазовий аналіз |
| topic_facet | composite suspensions pyrolytic carbon black liquid pyrolysis product apparent viscosity rheological and sedimentation properties FTIR spectrometry XRD analysis композиційні суспензії пірокарбон рідкий продукт піролізу ефективна в’язкість реологічні та седиментаційні властивості ІЧ-спектроскопія рентгенофазовий аналіз |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/875 |
| work_keys_str_mv | AT zininvv compositesuspensionbasedonpyrolysisproducts AT shkutkovaov compositesuspensionbasedonpyrolysisproducts AT kornienkoiv compositesuspensionbasedonpyrolysisproducts AT makarovas compositesuspensionbasedonpyrolysisproducts AT klishchenkore compositesuspensionbasedonpyrolysisproducts AT zininvv kompozicíjnísuspenzíínaosnovíproduktívpírolízu AT shkutkovaov kompozicíjnísuspenzíínaosnovíproduktívpírolízu AT kornienkoiv kompozicíjnísuspenzíínaosnovíproduktívpírolízu AT makarovas kompozicíjnísuspenzíínaosnovíproduktívpírolízu AT klishchenkore kompozicíjnísuspenzíínaosnovíproduktívpírolízu |