Разработка технологии сульфокатионитов методом сернокислотного обугливания различных видов целлюлозосодержащих твердых отходов

• Автор: Крайнова, Екатерина Александровна
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 157 с. : ил.

Перечень условных обозначений

Глава 1. Литературный обзор

1Л. Теоретические основы метода сульфирования

1.2. Способы получения сульфоновых углей

1.3. Источники образования целлюлозосодержащий твердых отходов

1.4. Характеристика биополимеров, входящих в состав растительных остатков

1.5. Выводы по литературному обзору

Глава 2. Экспериментальная часть

2.1. Характеристика объектов исследования

2.2. Получение сульфокатионита методом сернокислотного обугливания

2.3. Получение сульфированных карбонизатов
2.4. Разделение гетерогенной смеси
2.5. Методики исследования сырья, полученного углеродосодержащего материала и фильтратов
2.5.1. Определение физико-химических свойств сырья и углеродосодержащего материала
2.5.2. Определение физико-химических свойст в фильтратов и растворов
Глава 3. Результаты исследований и их обсуждение
3.1. Исследования структуры углеродосодержащего материала
3.2. Исследование влияния основных физико-химических параметров на процесс получения сульфокатионита из березовой стружки
3.2.1. Влияние температуры процесса и времени контакта фаз на степень разложения березовой стружки
3.2.2. Влияние удельного расхода и начальной массовой концентрации серной кислоты на степень разложения березовой стружки
3.2.3. Нейтрализация
3.2.4. Исследование процесса промывки полуфабриката от избыточного количества серной кислоты
3.2.5. Сушка

3.3. Получение сульфокатионита методом сернокислотного обугливания из сырья растительного происхождения
3.4. Влияние вида сырья на основные физико-химические свойства и технические характеристики полученного сульфокатионита
3.4.1. Гипотетический механизм химических реакций, происходящих при сернокислотном обугливании целлюлозосодержащего сырья в определенных условиях
3.4.2. Сорбционная активность но иону кальция
3.4.3. Сорбционная активность по нону аммония
3.4.4. Физико-химические свойства сульфокатионитов, полученных методом сернокислотного обугливания из ЦТО
3.5. Получение сульфокатионита термохимическим методом
3.6. Сравнительная характеристика физико-химических свойств углеродсореджащих материалов, полученных разными методами
3.6.1. Адсорбция воды из воздуха (гигроскопичность)
3.6.2. Сорбционная активность но метиленовому голубому
3.6.3. Обменная емкость
3.7. Возможные направления применения
Глава 4. Технологическая схема производства
4.1. Описание технологической схемы процесса переработки целлюлозосодержащих твердых отходов
4.2. Расчет материальных потоков
4.3. Выбор оборудования
4.4. Расчет себестоимости сульфокатионита
4.4.1. Расчет режима работы установки
4.4.2. Расчет стоимости основных фондов и капитальных затрат по установке
4.4.3. Расчет численности работающих и фонда заработной платы (ФЗП)
4.4.4. Определение потребности в сырье, материалах и энергии
Выводы
Литературные источники
ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1. Параметры пиролизного и активированного углей [59]
Приложение 2. Материальный баланс процесса нейтрализации по сульфату аммония
Приложение 3. Разделение гетерогенной смеси фильтрованием под вакуумом
Приложение 4. Изменение pH фильтрата от удельного расхода промывной воды в статических условиях при Цводы) = 20 °С
Приложение 5. Изменение pH фильтрата от удельного расхода промывной воды в динамических условиях при Цводы) = 20°С
Приложение 6. Изменение pH фильтрата от удельного расхода промывной воды в динамических условиях при Цводы) = 75°С
Приложение 7. Определение окисляемости перманганатной фильтрата после промывки водой
Приложение 8. 1]У-У18 -исследования фильтрата
Приложение 9. Определение адсорбции воды из воздуха (гигроскопичность) полученных углеродосодержащих материалов
Приложение 10. Данные для расчета изотермы адсорбции метиленового голубого (МГ) на поверхности сульфокатионита из березовой стружки
Приложение 11. Определение динамической обменной емкости с заданным расходом регенерирующего вещества
Приложение 12. Выходная кривая ионного обмена катионов кальция на сульфокатионшпе из ЦТО фракционного состава 0,5—2,0 мм
Приложение 13. Кривая элюирования ионов кальция из насыщенного сульфокатионита из ЦТО
Приложение 14. Данные для расчета окисляемости перманганатной фильтрата после определения обменной емкости по гидроксиду натрия на поверхности сульфокатионита из ЦТО в -форме
Приложение 15. Данные для расчета изотермы адсорбции ионов аммония на поверхности сульфокатионита из ЦТО в Н'-форме после хранения
Приложение 16. Данные для расчета окисляемости перманганатной фильтрата после определения обменной емкости по хлориду аммония на поверхности сульфокатионита из ЦТО в Н*-форме
Приложение 17. Расчет и выбор оборудования
Приложение 18. Прейскурант стоимости оборудования
Приложение 19. Итоговая стоилюсть оборудования для производства
Приложение 20. Основные фонды и капитальные затраты

Определение растворимых сульфатов в растворе
Определение растворимых сульфатов проводили по методике из учебного пособия [77]. Сущность метода заключается в определении количества осадителя (бария сульфата) в пересчете на серную кислоту. Сокращенное ионное уравнение химической реакции имеет вид:
где т (НгБОД - масса серной кислоты в пробе;
Ш] - масса тигля, г;
Шг - масса прокаленного тигля с осадком сульфата бария, г;
Мг {ВаБО^ - молярная масса сульфата бария, равная 233,3 г-моль'1;
Мг - молярная масса серной кислоты, равная 98 г-моль'1;
Уп - объем пробы фильтрата, взятой на анализ, см3;
Уф - общий объем фильтрата, см3.
Определение содержания кислоты в реагенте методом титрования
Для уточнения содержания серной кислоты в реагенте использовали метод кислотно-основного титрования с помощью милливольтметра рН-121. [64]
Сущность метода заключается в определении доноров протонов при их нейтрализации раствором основания. Сокращенное ионное уравнение химической реакции имеет вид:
БСД2 + Ва2+ — Ва8С>4(ТВ)
Масса сульфата бария в пересчете на серную кислоту:
(16)
(17)