Реферат : Дешевый активный уголь для поглощения вредных веществ
Дешевый активный уголь для поглощения вредных веществ
В зависимости от состава катализатора активный уголь имеет:
суммарный объем пор по бензолу 0,62 – 0,86 см3/г;
сорбционную емкость по метану 0,11 – 0,18 г/г;
удельную поверхность 895 – 1446 м2/г;
ионообменную емкость 1,0 – 1,7 мг-экв/г.
Адсорбент может быть использован для решения экологических задач и повышения пожаро- и взрывобезопасности угольных шахт.
Все более и более, окружающая среда, прежде всего атмосфера, загрязняется результатами деятельности человека: работой электростанций, химических и металлургических заводов, общественного и личного транспорта. Содержание токсичных примесей в воздухе многих городов зачастую превышает предельно допустимые концентрации. Поэтому проблема очистки выбрасываемых в атмосферу газов весьма актуальна. Решение этой проблемы возможно путем повсеместного использования сорбентов, активно поглощающих вредные соединения. Использование сорбентов, активно поглощающих метан и смеси метана с воздухом, позволит также решить задачу снижения пожаро- и взрывоопасности угольных шахт.
[sms]
В связи с этим сорбенты должны быть доступными, дешевыми и эффективными.
Рассмотрим новый способ получения активных углей.
Он включает обработку отходов деревообрабатывающей промышленности (опилок хвойных и лиственных пород) импрегнатом (катализатором дегидратации и углефикации) и порообразующими добавками, термообработку в интервале 20 – 550 °С и последующую отмывку их до нейтральной среды.
Во время углефикации древесины при термической обработке создаются условия формирования пор в получаемом угле. Сорбционные свойства получаемых углей направленно регулируются изменением состава используемого импрегната.
Изотермы адсорбции паров бензола на полученных углях (см. таблицу) характеризуются крутым подъемом при p/ps Ј 0,05, что указывает на наличие в структуре адсорбента микропор радиусом r = 1,5 мм. Дальнейшее поглощение сорбируемого соединения указывает на заполнение бензолом имеющихся у адсорбента мезопор. Изотермы адсорбции (десорбции бензола) имеют петлю гистерезиса в интервале p/ps — 0,95, характерную для мезопористых адсорбентов. В таблице приведена характеристика полученных сорбентов.
Таблица 1. Характеристика активных углей
Катализатор
Выход адсорбента при t = 55 °С
Характеристика угля
Удельная поверхность, м2/г
Суммарный объем пор по бензолу, см3/г
Ионо-обменная емкость, мг-экв/г
Сорбционная емкость по метану, г/г
1*
50,0
1006
0,62
1,0
0,12
2*
49,0
1105
0,64
1,1
0,14
3**
58,5
1446
0.86
1,3
0,18
4**
56,0
895
0,67
1,8
0,11
* — фосфорсодержащий импрегнат: катализатор углефикации и порообразования;
** — азотсодержащий импрегнат: катализатор углефикации и порообразования.
Угольные адсорбенты активно поглощают ионы тяжелых металлов (свинца, висмута, молибдена, ртути и др.), а также газообразные соединения (бензол, метан, четыреххлористый углерод, сероводород и др.).
Содержание в структуре активных углей большой доли микропор обеспечивает их высокую емкость по метану (130 г/г сорбента), что определяет возможность их применения в угольных шахтах для снижения пожаро- и взрывоопасности.
Хотелось бы отметить, что активные угли испытывали в качестве сорбентов для очистки водного конденсата и сточных вод тепловых станций от примеси органических соединений: масла и нефтепродуктов (при их содержании 4,5 – 10 мг/дм3).
В результате проведенных испытаний установлено, что сорбционная активность полученного угля в 1,5 раза выше, чем специальных активных углей марки ДАУ и БАУ, производимых в России, а ориентировочная стоимость разработанного угля в 3 раза ниже. Анализ полученных данных показывает, что активный уголь является универсальным сорбентом, способным поглощать различные газообразные соединения по молекулярно-ситовому механизму, а также извлекать из водных растворов ионы тяжелых металлов путем кулоновского взаимодействия (ионообменной сорбции).
Преимущества способа:
простота проведения;
малая энергоемкость;
экологическая безопасность;
быстрота проведения (25 – 30 минут).
В Беларуси получение активного угля в настоящее время отсутствует. Хотя потребность в его использовании, безусловно, имеется. Поэтому организация производства нового универсального сорбента в Беларуси весьма актуальна.
Применение угля для очистки газообразных выбросов и сточных вод различных предприятий позволит существенно улучшить экологическую безопасность и уменьшить риск крупномасштабных техногенных катастроф промышленных объектов.
Библиографический список
Сафонова А. М., Лунева Н. К., Виноградов Л. И. и др. Новые сорбенты для мониторинга водотоков на основе модифицированных угольных материалов. 2-ая Международная конференция “Экология и развитие Северо-Запада России”. — С-Пб, 1997. — Тезисы докладов. — С. 168 – 169.
Кинле Х., Барерх Х. Активные угли и их практическое применение. — Л.: Химия, 1984.
[/sms]
