Дешевый активний вугілля для поглащения

УДК 661.66.3:661.183.2?630.86.

У. До. Воробйов, к.х.н., професор, начальник КИЇ МНС РБ 1.

М. До. Луньова, к.х.н., вед.н.с., зав. лаб.2, І. А. Людчик, м.н.с.2,.

Л. І. Петровська, с.н.с.2, Т. И. Езовитова, м.н.с.2,.

1 Командно-инженерный інститут МНС Республіки Беларусь.

2 Інститут загальної площі і неорганічної хімії НАН Беларуси.

Дешевий активний вугілля для поглинання.

шкідливих веществ.

Встановлено, що активний вугілля залежно від складу каталізатора має сумарний обсяг пір по бензолу 0,62- 0,86 см3/г, сорбционную ємність по метану 0,11−0,18 г/г, питому поверхню 895−1446 м2/г, ионообменную ємність 1,0−1,7 мг-экв/г. Адсорбент можна використовувати на вирішення екологічних завдань і підвищення пожароі взрывобезопасности вугільних шахт.

Відомо, що довкілля, передусім атмосфера, дедалі більш забруднюється результатами діяльності: роботи електростанції, хімічних і металургійних заводів, громадського й особистого транспорту. Зміст токсичних домішок, особливо влітку, повітря багатьох найчастіше перевищує гранично припустимі концентрації. Тому проблема очищення викидних у повітря газів, забруднюючих атмосферу, дуже актуальна. Вирішення проблеми можливо шляхом використання сорбентів, активно поглинаючих шкідливі сполучення. З іншого боку, використання сорбентів, активно поглинаючих метан і суміші метану з повітрям, дозволить розв’язати завдання зниження пожароі вибухонебезпечності вугільних шахт.

Аби вирішити екологічних проблем сорбенти мали бути зацікавленими ефективними, доступними і дешевими.

Ми розробили нові активні вугілля і їх отримання. Спосіб отримання включає обробку відходів деревообробної промисловості (тирси хвойних і листяних порід) импрегнатом: каталізатором дегідратації і углефикации і порообразующими добавками, термообробку в інтервалі 20−550 ?З повагою та наступну відмивання їх до нейтральній середовища. У разі термічної обробки деревини під час її углефикации створюються умови формування пір в одержуваному вугіллі. Сорбційні властивості одержуваних вугілля цілеспрямовано регулюються зміною складу використовуваного импрегната [1−2].

Типові експериментальні ізотерми сорбції парів бензолу отриманими активними сорбентами представлені на рисунке.

Рис. Ізотерми адсорбції парів бензолу активним углем.

(номер кривою відповідає номера каталізатора таблицы;

Vs -сумарний обсяг адсорбційних пір; p/ps — відносне давление).

Ізотерми адсорбції парів бензолу на отриманих вугіллі (див. таблицю) характеризуються крутим підйомом при p/ps? 0,05, що на його присутність серед структурі адсорбенту мікропор радіусом r=1,5 мм. Подальше поглинання сорбируемого сполуки свідчить про заповнення бензолом наявних проблем адсорбенту мезопор. Ізотерми адсорбції - десорбции бензолу мають петлю гистерезиса в інтервалі p/ps-0,95, властиву мезопористых адсорбентів. У таблиці приведено характеристика отриманих сорбентов.

Таблица.

Характеристика активних углей.

Катализатор

Вихід адсорбенту при.

550 ?С.

Характеристика угля.

Питома поверхню, м2/г.

Сумарний обсяг пір по бензолу, см3/г.

Ионо-обменная ємність, мг-экв/г.

Сорбционная ємність по метану, г/г.

1*.

50,0.

0,62.

1,0.

0,12.

2*.

49,0.

0,64.

1,1.

0,14.

3**.

58,5.

0.86.

1,3.

0,18.

4**.

56,0.

0,67.

1,8.

0,11.

* - фосфорсодержащий импрегнат: каталізатор углефикации і порообразования;

** - азотсодержащий импрегнат: каталізатор углефикации і порообразования.

Слід зазначити, що вугільні адсорбенти активно поглинають бензол, метан, чотирихлористий вуглець, сірководень та інших. газоподібні сполуки, і навіть іони важких металів: свинцю, вісмуту, молібдену, ртуті і др.

Наявність у структурі активних вугілля великий частки мікропор забезпечує їхню високу ємність по метану (130 г/г сорбенту), який визначає можливість застосування отриманих активних вугілля в вугільних шахтах зниження їх пожароі взрывобезопасности.

З іншого боку, активні вугілля відчували як сорбентів очищення водного конденсату і стічні води теплових станцій від домішки органічних сполук: оливи й нафтопродуктів (за її змісті 4,5−10 мг/дм3). Через війну проведених випробувань встановлено, що сорбционная активність отриманого на 1,5 разу вищу, ніж спеціальних активних вугілля марки ДАУ і БАУ, які вироблялися Росії, а орієнтовна вартість розробленого на 3 разу ниже.

Аналіз даних показує, що активний вугілля універсальний сорбентом, здатним поглинати різні газоподібні сполуки по молеклярно-ситовому механізму, і навіть отримувати від водних розчинів іони важких металів шляхом кулонівського взаємодії (ионообменная сорбция).

Розроблений спосіб на відміну відомих ?3? простий, менш енергоємний, екологічно безпечний, швидкий (25−30 хвилин). Нині отримання активного на Білорусі відсутня. Тим більше що, потреба у використанні, безумовно, є. Тому, з вищенаведеного, організація виробництва нового універсального сорбенту у Білорусі дуже актуальна. Застосування вугілля очищення газоподібних викидів і стічних вод мовби різних підприємств дозволить істотно поліпшити екологічну безпека продукції та зменшити ризик великомасштабних техногенним катастрофам промислових об'єктів.

1. Luneva N. K., Safonova A. M., Rekachova N. I. etc. «Abstracts of III International School-seminar» Modern problems of combustion and its applications.-Minsk, Belarus.-1999.- P. 74−77.

2. Сафонова А. М., Луньова М. До., Виноградов Л. І. та інших. Нові сорбенти для моніторингу водотоків з урахуванням модифікованих вугільних матеріалів. 2-ая Міжнародна конференція «Екологія та розвитку північного заходу Росії». С-П-Кронштадт.-1997.-Тезисы доповідей.- З. 168−169.

3. Кинле Х., Барерх Х. Активні вугілля та його практичне застосування. Л.: Хімія, 1984. 214 с.