Разработка технологии активных углей из растительных отходов и их использования для защиты воздушного бассейна от паров углеводородов

• Автор: Анурова, Татьяна Валерьевна
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 173 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Современные проблемы состояния воздушного бассейна Российской

федерации

1.1.1 Загрязнение атмосферы отходящими газами промышленных предприятий

1.1.2 Особенности загрязнения атмосферы летучими углеводородами

1.2 Углеадсорбционный метод разделения и очистки газовых смесей.

Современное состояние перспективы

1.3 Строение и свойства углеродных адсорбентов

1.3.1 Кристаллографическая и электронная структура

1.3.2 Пористая структура
1.3.3 Химический состав и природа поверхности активных углей
1.3.4 Состав золы
1.4 Формирование пористой структуры адсорбентов при карбонизации и
активации углеродсодержащего сырья
1.4.1 Сырье
1.4.2 Карбонизация
1.4.3 Активация
1.5 Особенности адсорбция паров углеводородов углеродными адсорбентами
1.6 Постановка задачи исследования
2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И СВОЙСТВА СЫРЬЯ
2.1 Экспериментальные установки и методики реализации экспериментов
2.1.1 Пиролиз и активация сырья
2.1.2 Методы изучения свойств синтезированных адсорбентов
2.1.3 Методы исследования адсорбции летучих углеводородов
2.2 Свойства и состав сырья
2.3 Характеристика углеводородов
3 КАРБОНИЗАЦИЯ СЫРЬЯ
3.1 Дифференциальнотермический анализ сырья
3.2 Исследование влияния технологических параметров пиролиза на выход
и свойства карбонизатов
3.2.1 Влияние продолжительности пиролиза
3.2.2 Влияние температуры
4 АКТИВАЦИЯ КАРБОНИЗАТОВ
4.1 Исследование влияния технологических параметров активации карбонизатов
на свойства адсорбентов
4.1.1 Влияние продолжительности процесса
4.1.2 Влияние температуры
4.2 Влияние степени обгара на параметры пористой структуры адсорбентов
4.3 Химия поверхности адсорбентов
Российский химнютехнологический уннкрсктстим. Д.И. Мснлслесац кафедра технологии мшкш биосферы 2
Акрова Т.В. Разработка технологии активных углей из растительных отходов и их использование
для защиты воздушного бассейна от паров углеводородов
5 АДСОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА АДСОРБЕНТОВ ПО ОТНОШЕНИЮ К
ПАРАМ УГЛЕВОДОРОДОВ
5.1 Характеристика используемых акгивных углей
5.2 Статика адсорбции ароматических углеводородов активными углями на основе СГО и КС
5.2.1 Сравнительная оценка адсорбционной емкости активных углей
5.2.2 Влияние температуры на адсорбционную емкость активных углей
5.3 Динамики адсорбции ларов углеводородов активными углями
5.3.1 Влияние высоты слоя шихты адсорбентов
5.3.2 Влияние концентрации адсорбтивов
5.3.3 Влияние температуры
5.3.4 Коэффициенты массопередачи
5.4 Регенерация насыщенных адсорбентов
5.4.1 Кинетика десорбции паров углеводородов
5.4.2 Устойчивость работы адсорбентов в циклическом режиме
адсорбциярегенерация
в ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
6.1 Разработка технологической схемы получения углеродных адсорбентов
6.1.1 Основное оборудование агрегата получения активного угля
6.1.2 Печь карбонизации
6.1.3 Печь активации
6.1.4 Техникоэкономический анализ получения активных углей
6.2 Разработка технологии рекуперации паров углеводородов
6.2.1 Условия взрывоопасности и режимы очистки
6.2.2 Разработка технологической схемы рекуперации паров бензина и
ароматических углеводородов
6.2.3 Режим работы и оборудование модуля очистки
6.2.4 Степень очистки газа, составы и использование жидких продуктов
6.2.5 Расчет капитальных затрат на строительство модуля рекуперации
паров углеводородов
6.2.5 Расчет экологоэкономической эффективности от внедрения углеадсорбционого метода рекуперации паров углеводородов
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Практически полностью исключить попадание паров органических растворителей в атмосферу позволяет только оснащение воздушек емкостей адсорбционными фильтрами . К сожалению, изза высокой стоимости углеродных адсорбентов данный метод не получил широкого распространения. При этой технологической операции воздух, эвакуируемый от окрасочносушильного оборудования, как правило, загрязнен парами растворителя и красочным аэрозолем. Так, по данным работы , для пневматического ручного распылителя с производительностью по лакокрасочному материалу 0 гмин количество вредных выделений, поступающих в атмосферу, достигает по окрасочной пыли 0 гмин, а по парам доминирующего растворителя 0 гмин. Российский химикотсхнологкческмй уникерсктет ИДЯ тсем, ыфс. Анурова Т. Концентрация паров органических растворителей в удаляемых из окрасочносушильного оборудования вентиляционных газах должна бать ниже их предельнодопустимой концентрации и нижнего предела взрывоопасности. В зависимости от типа окрасочных камер она колеблется от 0,1 до 6,0 гм3 , . Способы очистки газовых выбросов от летучих углеводородов могут быть подразделены на деструктивные и рекуперационные. К первым относятся процессы каталитического и адсорбционнокаталитического окисления углеводородов, биохимические методы, а также процессы деструкции в барьерном и тлеющем электрическом разряде. Выбор конкретного процесса нейтрализации углеводородов определяется объемами выбросов, концентрацией целевого компонента, а также его физикохимическими свойствами . Метод каталитического окисления заключается в разложении углеводородов в присутствие гетерогенных катализаторов до воды и диоксида углерода в диапазоне температур С. Несмотря на кажущуюся простоту, данный метод имеет ограниченное применение, связанное, вопервых, с наличием экономичных, механически прочных и активных при пониженных температурах катализаторов. Вовторых, он применим лишь для чистых и кислородсодержащих углеводородов, так как при разложении галогенсодержащих веществ вероятно образование более токсичных соединений . Наибольшей активностью по окислению углеводородов обладают металлы платиновой группы. Кроме того, для этих целей возможно использовать катализаторы на основе Сг Си 1 7п А Ре и Со . Российский химнкотехиаииичеехмй унмяерсктст нм. Д.И. Ммиелесы, ифедр технологпя запилы биосферы 2
Анурова Т. Научноисследовательского института по промышленной и санитарной очистке газов НИИОГАЗЗД и НИИОГАЗЮД на металлическом носителе, представляющие собой смесь неблагородных металлов с добавлением 0,0,1 масс, платины и палладия . Кроме того, для разложения летучих углеводородов возможно применение низко и среднетемпературных катализаторов конверсии оксида углерода типа НТК4 и СТК, работающих в диапазоне температур С . Достоинствами каталитического метода нейтрализации . К недостаткам, кроме перечисленных выше, относят большие энергозатраты на подогрев газов до температуры катализа, а также безвозвратные потери органических веществ. Существенно снизить затраты на каталитическое окисление ларов летучих нефтепродуктов и растворителей позволяет адсорбционнокаталитический метод. Известно, что одной из стадий гетерогенного катализа является адсорбция целевых компонентов на поверхности катализаторов. Однако в проточном реакторе эта стадия не является определяющей, в связи с чем на практике ей при проведении каталитических реакций не придают самостоятельного значения. Учитывая это явление, адсорбционнокаталитический метод реализуется в одном каталитическом реакторе в два этапа. На первом, проводимом при пониженных температурах, происходит адсорбция токсичных веществ на поверхности катализатора без окисления поглощенных примесей. Второй этап заключается в разогреве реакционной среды до температуры катализа и подачи в реактор газообразного окислителя например, воздуха, в результате чего происходит окисление поглощенных органических веществ и регенерации катализатора , . Организация адсорбционнокаталитического процесса в одном реакторе позволяет существенно упростить процесс очистки отходящих газов. Российский химикогсхиолог ичссхий университет ем.