Экологические аспекты утилизации твердого углеродного остатка пиролиза изношенных шин

• Автор: Минхайдарова, Гузель Вануровна
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 152 с.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ.

УТИЛИЗАЦИИ ТВЕРДОГО УГЛЕРОДНОГО ОСТАТКА

ПИРОЛИЗА ИЗНОШЕННЫХ ШИН

1.1. Изношенные шины, способы их утилизации

1.1.1. Способы проведения пиролиза изношенных шин

1.2. Основные направления применения ТОП.

1.3. Кристаллическая структура активных углей

1.3.1. Пористая структура активных углей.

а 1.3.2. Химическая природа поверхности углеродных адсорбентов.

1.3.3. Природа адсорбционных сил при физической и химической адсорбции
1.4. Адсорбция органических веществ из водных растворов на углеродных адсорбентах
1.4.1. Структура водных растворов неионных органических веществ
1.5. Сорбенты для разлитой на воде нефти и перспективы их применения
ГЛАВА И. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
2.1. Получение ТОП.
4 2.2. Термогравиметрический анализ пиролиза шин.
2.3. Исследование межчастичной пористости в ТОП
2.4. Радиационнохимическая модификация поверхности пор ТОП.
2.5. Дифракция рентгеновских лучей в образцах ТОП
2.6. Методы и результаты исследования физикохимических свойств ТОП.
2.6.1. Дисперсионный анализ частиц ТОП.
2.6.2. Определение содержания влаги в ТОП
2.6.3. Определение насыпной плотности ТОП
2.6.4. Определение суммарного объема пор ТОП по воде.
2.6.5. Определение пористости ТОП по ацетону.
2.6.6. Определение водной суспензии ТОП.
2.6.7. Определение химического элементного состава ТОП.
2.7. Получение изотерм адсорбции в системе ТОП пары органических веществ
2.8. Получение изотерм адсорбции алифатических кислот на ТОП.
2.9. Измерение вязкости растворов органических кислот и нефти
2 Определение нефтеемкости образцов ТОП
2 Метод термического извлечения нефти из нефтенасыщенных ТОП
2 Метрологическая проработка результатов экспериментов.
. Определение температуры среды
. Определение погрешности взвешивания
ГЛАВА III. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОЦЕССА ПИРОЛИЗА ИЗНОШЕННЫХ ШИН И ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТВЕРДОГО УГЛЕРОДНОГО ОСТАТКА ПИРОЛИЗА.
3.1. Перспективы применения процесса пиролиза.
для утилизации изношенных шин в Республике Татарстан
3.1.1. Расчет количества оксида углерода, диоксида серы и оксидов азота,
выделяющихся при сжигании единицы массы резины
3.1.2. Расчет предотвращенного экологического ущерба от загрязнения атмосферы оксидом углерода, диоксидом серы и оксидами азота.
3.2. Раскрытие пор в частицах технического углерода и образование.
межчастичных пор в ТОП при пиролизе шинной резины.
3.3. Радиационнохимическая модификация ТОП
3.4. Исследование кристаллической структуры ТОП.
методом дифракции рентгеновских лучей.
3.5. Исследование физикохимических свойств ТОП.
ГЛАВА IV. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ТОП
ДЛЯ АДСОРБЦИОННОЙ ОЧИСТКИ ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ
ОТ ПАРОВ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ.
4.1. Исследование адсорбции в системе ТОП предельные углеводороды.
4.2. Исследование адсорбции в системеТОП одноатомные спирты.
4.3. Исследование адсорбции в системеТОП ароматические соединения.
4.4. Определение удельной адсорбционной поверхности ТОП.Ю
ГЛАВА V. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ТОП
ДЛЯ АДСОРБЦИОННОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
ОТ РАСТВОРЕННЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ КИСЛОТ.
5.1. Некоторые особенности модельных сточных вод, содержащих низкомолекулярные органические кислоты.
5.2. Исследование адсорбции на ТОН муравьиной, уксусной и масляной кислот из модельных сточных вод
5.3. Расчет предотвращенного экологоэкономического ущерба
при замене активного угля БАУА на ТОП.
ГЛАВА VI. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ТОП
ДЛЯ СОРБЦИИ НЕФТИ, РАЗЛИТОЙ НА ПОВЕРХНОСТИ ВОДЫ.
6.1. Выделение легколетучих угле вод ородовпри разливах нефти
6.2. Особенности сорбции нефти с применением ТОП.
6.3. Ре1енерация нефтенасыщенного ТОП
6.4. Проведение опытнопромышленных испытаний ТОП в качестве нефтяного сорбента.
6.5. Перспективы применения ТОП в Республике Татарстан.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Апробация работы. Основные материалы диссертационной работы были доложены на VIII Международной научнотехнической конференции но проблемам наукоемких химических технологий Наукоемкие химические технологии Уфа, г. V Республиканской конференции Актуальные экологические проблемы республики Татарстан Казань, г. X Юбилейной Российской научнопрактической конференции Резиновая промышленность. Сырье, материалы, технология Москва, г. XVII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии Достижения и перспективы химической науки Казань, г. Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ. Объекты и методы исследования. Объектами исследования служили твердый углеродный остаток пиролиза изношенных шин немодифицированный и модифицированный радиационным излучением в потоке быстрых электронов с энергиями , и Мрад в качестве контрольного образца в исследованиях использовали древесный активный уголь БАУА. При исследовании физикохимических и сорбционных свойств твердого углеродного остатка пиролиза изношенных шин использовали метод термогравиметрического анализа, электронную микроскопию, метод дифракции рентгеновских лучей, метод равновесной паровой фазы при получении изотерм адсорбции паров органических веществ, кислотноосновное титрование. Содержание диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов и списка использованной литературы. Глава I посвящена литературному обзору. В ней представлены сведения о современных способах утилизации изношенных шин. Среди термических способов утилизации шин показана перспективность пиролиза благодаря образованию в результате процесса газообразных, жидких и твердых продуктов, представляющих интерес для многих объектов экономики. В главе II описаны экспериментальные методы исследований физикохимических свойств ТОП. Приведена методика получения изотерм адсорбции паров органических соединений, представлены экспериментальные данные количества адсорбированных паров летучих растворителей в зависимости от их парциального давления в равновесной газовой фазе. Представлены количества адсорбированных из водных растворов органических соединений в зависимости от концентрации водного раствора этих соединений. В главе III представлены результаты исследований экологической безопасности процесса пиролиза изношенных шин и физикохимических свойств ГОП. Приводится методика расчета экономического эффекта от предотвращенного экологического ущерба при утилизации изношенных шин методом пиролиза по сравнению с их сжиганием. Предложен механизм формирования пористой структуры ТОП за счет раскрытия пор в частицах технического углерода и образования межчастичной пористости в результате карбонизации его первичных структур. Сделана попытка модификации свойств ТОП радиационнохимическим методом в потоке быстрых электронов с энергиями , и Мрад. Приведены подробные данные исследований кристаллической структуры и физикохимических свойств ТОП. В главе IV исследована адсорбционная способность ТОП при адсорбции паров органических веществ. По экспериментальным изотермам адсорбции, полученным в статических условиях, определены удельные объемы микропор исходного и модифицированного ТОП, выявлено распределение пор по размерам в образцах ТОП, определена удельная поверхность исследуемых адсорбентов. Глава V посвящена исследованию возможности применения ТОП для адсорбционной очистки сточных вод от вредных органических примесей. В статических условиях получены экспериментальные изотермы адсорбции на ТОП и БАУА низкомолекулярных алифатических кислот жирного ряда из модельных сточных вод. Глава VI посвящена исследованию возможности применения ТОП для сорбции нефти и нефтепродуктов, разлитых на поверхности водоемов. Высказано предположение об определяющей роли межчастичных пор в ТОП при сорбции нефти и нефтепродуктов. Выявлены зависимости эффективности сорбции нефти при соизмеримых размерах нефтяной пленки и гранул сорбента ТОП. Диссертационная работа изложена на 0 страницах, включает таблиц, рисунка, использовано 0 источников литературы.