Свойства минеральных сорбентов применительно к технологиям топливосжигания

• Автор: Буваков, Константин Владимирович
• Шифр специальности: 05.14.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 159 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СВОЙСТВА СОРБЕНТНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

1.1 Классификация сорбентов.

1.2 Сорбенты на основе природных материалов.

1.3 Сорбенты на основе отходов производства.

1.4 Синтетические сорбенты и биосорбенты

1.5 Краткие выводы и постановка задач исследования

ГЛАВА 2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОРБЕНТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

2.1 Физикохимические основы сорбционных процессов

2.2 Механизм переноса вещества в порах, включая хемосорбцию
2.3 Основы сорбционных технологий в газовых средах
2.4 Некоторые особенности сорбции из водных растворов.
2.5 Обоснование требований к содержанию исследований
ГЛАВА 3 МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
3.1 Методы инструментальных исследований
3.2 Экспериментальная установка и методика исследования сорбентных свойств.
3.3 Подготовка образцов для исследования
3.4 Подготовка, отбор и анализ газовых сред .
3.5 Обработка и оценка погрешности результатов экспериментов
ГЛАВА 4 СОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ЗОЛЫ И ПРИРОДНЫХ МИНЕРАЛОВ
4.1 Минералогическая идентификация макрокомпонентов неорганической части углей.
4.2 Морфологические особенности золы уноса
4.3 Кинетические характеристики адсорбции оксидов азота и серы
4.4 Адсорбция оксидов азота и серы из газового потока
4.5 Тестирование сорбционной способности сорбентов относительно нефтепродуктов
4.6 Анализ полученных результатов, основные выводы и рекомендации по применению сорбентов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


В настоящее время основными методами ликвидации нефте-мазутного загрязнения с поверхности воды и грунтов являются: термические; механические; микробиологические; физико-химические []. Особое внимание уделяют физико-химическим методам (диспергирование, гелеобразование, сорбция и др. Они широко применяются как самостоятельно, так и в сочетании с другими способами (например, механическими). В качестве сорбентов применяют природные и синтетические материалы []. В настоящей работе поставлена цель изучения сорбционных свойств минеральных сорбентов применительно к условиям топливосжигания и получения на этой основе технологических параметров процессов газоочистки. Исходя из указанной цели определены следующие задачи исследований: выявить в структуре угля и его золы (уноса) минералогические компоненты, которые являются аналогами или подобием известных материалов с сорбентными свойствами; выполнить экспериментальное исследование сорбционной способности золы (уноса) относительно оксидов азота и серы в условиях, приближенных к технологиям сжигания угля на ТЭС; тестировать экспериментальным путем сорбционную способность золы от сжигания энергетических углей и углистого аргиллита, являющихся крупнотоннажными техногенными отходами, относительно нефтепродуктов; сравнить полученные сорбционные характеристики исследованных техногенных отходов и природного цеолита, являющегося широко апробированным и универсальным сорбентом; обосновать рекомендации и технические параметры для применения минеральных сорбентов в технологиях топливоиспользования. Диссертация включает четыре главы и приложения. В первой главе проведен анализ сведений о свойствах сорбентных материалов, в основу которых положены определяющие классификационные признаки. Приведенные сведения систематизированы для крупных групп сорбентов в зависимости от их происхождения (сорбенты на основе природных материалов, сорбенты на основе отходов производства, синтетические и биосорбенты) и от механизма проявления сорбционной способности. Охарактеризованы особенности использования отдельных сорбентов. Во второй главе по материалам опубликованных работ с результатами исследования сорбционных процессов систематизированы основные закономерности и количественные характеристики, которые можно использовать в качестве технологических параметров при применении сорбентных материалов. Показано, что несмотря на хорошую изученность физико-химических явлений, использование большинства уравнений, описывающих сорбционные процессы, требует нахождения разного рода констант только экспериментальным путем. Сформулированы общие требования к содержанию экспериментов в рамках настоящей работы. В третьей главе рассматриваются методические положения экспериментальных исследований, приводится описание инструментальных методов исследования, лабораторной установки и методика измерений; рассмотрены основные аналитические зависимости для обработки экспериментальных данных. В четвертой главе приводится описание инструментальных и лабораторных экспериментальных исследований минералогических макрокомпонентов неорганической части углей, морфологических особенностей золы (уноса), сорбционных свойств минеральных сорбентов по отношению к оксидам азота, диоксиду серы и нефтепродуктам, анализ полученных результатов, основные выводы и рекомендации по применению. В приложении к диссертации помещен вспомогательный материал. По результатам диссертационной работы опубликованы работ, в том числе 3 статьи в рецензируемых изданиях, 1 описание изобретения (запатентовано устройство для сорбентной очистки дымовых газов от оксидов азота). Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на V, VI и VIII научно-технических конференциях «Энергетика: экология, надежность, безопасность» (Томск, - гг. V областной и VI, VII, VIII, X международных научно-практических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии» (Томск, - гг. III научно-технической конференции «Минеральная часть топлива, шлакование, загрязнение и очистка котлов» (Челябинск, г. Наука. Техника. Инновации» (Новосибирск, г. Сибири и Дальнего востока по теплофизике и теплоэнергетике (Томск, г. Томск, г.