Разработка технологии сульфокатионитов методом сернокислотного обугливания различных видов целлюлозосодержащих твердых отходов
Диссертация
В настоящее время ионообменные процессы широко используются для обессоливания воды и очистки сточных вод от ионов металлов. В качестве ионитов применяются природные и синтетические материалы. Так, при обугливании сырья растительного происхождения (например, технического гидролизного лигнина (Г/77), бурых и каменных углей) 20%-ным олеумом образуются сульфоугли. Производство данных материалов… Читать ещё >
Содержание
- Перечень условных обозначений
- Глава 1. Литературный обзор
- 1. 1. Теоретические основы метода сульфирования
- 1. 2. Способы получения сульфоновых углей
- 1. 3. Источники образования целлюлозосодержащий твердых отходов
- 1. 4. Характеристика биополимеров, входящих в состав растительных остатков
- 1. 5. Выводы по литературному обзору
- Глава 2. Экспериментальная часть
- 2. 1. Характеристика объектов исследования
- 2. 2. Получение сульфокатионита методом сернокислотного обугливания
- 2. 3. Получение сульфированных карбонизатов
- 2. 4. Разделение гетерогенной смеси
- 2. 5. Методики исследования сырья, полученного углеродосодержащего материала и фильтратов
- 2. 5. 1. Определение физико-химических свойств сырья и углеродосодержащего материала
- 2. 5. 2. Определение физико-химических свойств фильтратов и растворов
- 3. 1. Исследования структуры углеродосодержащего материала
- 3. 2. Исследование влияния основных физико-химических параметров на процесс получения сульфокатионита из березовой стружки
- 3. 2. 1. Влияние температуры процесса и времени контакта фаз на степень разложения березовой стружки
- 3. 2. 2. Влияние удельного расхода и начальной массовой концентрации серной кислоты на степень разложения березовой стружки
- 3. 2. 3. Нейтрализация
- 3. 2. 4. Исследование процесса промывки полуфабриката от избыточного количества серной кислоты
- 3. 2. 5. Сушка
- 3. 3. Получение сульфокатионита методом сернокислотного обугливания из сырья растительного происхождения
- 3. 4. Влияние вида сырья на основные физико-химические свойства и технические характеристики полученного сульфокатионита
- 3. 4. 1. Гипотетический механизм химических реакций, происходящих при сернокислотном обугливании целлюлозосодержащего сырья в определенных условиях
- 3. 4. 2. Сорбционная активность по иону кальция
- 3. 4. 3. Сорбционная активность по иону аммония
- 3. 4. 4. Физико-химические свойства сульфокатионитов, полученных методом сернокислотного обугливания из ЦТО
- 3. 5. Получение сульфокатионита термохимическим методом
- 3. 6. Сравнительная характеристика физико-химических свойств углеродсореджащих материалов, полученных разными методами
- 3. 6. 1. Адсорбция воды из воздуха (гигроскопичность)
- 3. 6. 2. Сорбционная активность по метиленовому голубому
- 3. 6. 3. Обменная емкость
- 3. 7. Возможные направления применения
- 4. 1. Описание технологической схемы процесса переработки целлюлозосодержащих твердых отходов
- 4. 2. Расчет материальных потоков
- 4. 3. Выбор оборудования
- 4. 4. Расчет себестоимости сульфокатионита
- 4. 4. 1. Расчет режима работы установки
- 4. 4. 2. Расчет стоимости основных фондов и капитальных затрат по установке
- 4. 4. 3. Расчет численности работающих и фонда заработной платы (ФЗП)
- 4. 4. 4. Определение потребности в сырье, материалах и энергии
Список литературы
- Химия и генезис ископаемых углей, под ред. Кухаренко Т. А., 1964 г.
- Квитка JI.A. Разработка и применение модифицированного сульфоугля (СУ-м) для водоподготовки: Автореферат канд. дис. М., 1993. 22 с.
- Ба Абдулай. Очистка цветных природных и сточных вод на модифицированных угольных адсорбентах: Автореферат канд. дис. М., 1997. 21 с.
- Ибрагимов К.Д. Разработка и исследование эффективного метода комбинированной выработки умягченной и обессоленной воды: Авторефератканд. дис. М., 1992. 20 с.
- Пишенина Т.И. Ионирование воды в фильтрах с локальным псевдоожижениемсульфоугля: Автореферат канд. дис. Киев, 1994. 17 с.
- ГОСТ 5696–74. Сульфоуголь. Технические условия. М.: Издательство стандартов, 1974. 8 с. 7. http://www.htf.ustu.ru/tos/12/sulf.htm
- Мухин В.М., Тарасов А. В., Клуишн В. Н. Активные угли России. М.: Металлургия. 2000. 352 с. 9. http://masters.donntu.edu.ua/2003/feht/levandovsky/library/index3.htm10. http://www.xumuk.rU/encyklopedia/2/4274.html
- А.с. RU 2 047 600 С1 Россия, МКИ6 С 07 С 309/62 Способ получения эмульгатора для жирования кож, 1995 г.
- Кузин И.А., Миронеико ЯМ Исследование продуктов окисления активного угля азотной кислотой // Журнал прикладной химии. 1960, т. 42, № 47 с. 833 838
- Кузин И.А., Страшко Б. К., Мироненко В. М., Зарубин О. В. Окисление активных углей азотной кислотой // Ионный обмен и иониты. JL: Наука, 1970 с. 178−181
- Медведев С.Л., Трихлеб В. А., Лукачина Е. Н. Изучение условий отмывки окисленных углеродных сорбентов от гуминовых кислот // Химическая технология. 1987, № 4 с. 20−23
- А.с. RU 2 006 475 С1 Россия, МКИ6 С 02 F 1/42 Способ повышения концентрации сурьмянистой кислоты в сернокислотном растворе, — 1994 г.
- Шубинок А.Б. Сорбционное извлечение сурьмы из растворов электролитического рафинирования меди. // Цветные металлы, 1976 г. № 8. с. 36−38.
- Безотходное производство в гидролизной промышленности/ Евилевич А. З.,
- Ахмина Е.И., Раскин М.Н. и др. М.: Лесная промышленность, 1982. 184 с.
- Чудаков М.И. Промышленное использование лигнина. М.: Лесная промышленность, 1983. 200 с.
- Эпштейн Я.В., Ахмина Е. И., Раскин М. Н. // Химия древесины. 1977. № 6. с. 2444.20. http://biochem.nm.ru/science/carbon.htm
- Нарфонтъева Н.А., Холъкин Ю. И. Технология и свойства коллактивита. М., 1954.44 с. 22. http://www.sibpatent.ru
- Семенов Л.В., Давыдов В. П. Экономика химической переработки угля. М.: Металлургия, 1972 г. с. 73.
- А.с. 395 325 С1 СССР, МКИ3 С 01 В 31/16 Способ получения сульфокатионита, 1973 г.
- А.с. 566 763 С1 СССР, МКИ4 С 01 В 31/16 Способ получения катионита, 1977 г.
- А.с. 1 134 540 С1 СССР, МКИ5 С 01 В 31/16 Способ получения сульфокатионита, 1985 г.
- А.с. RU 2 010 000 С1 Россия, МКИ5 С 01 В 31/16 Способ получения сульфоугля, 1994 г.
- А.с. RU 2 213 693 С1 Россия, МКИ7 С 01 В -31/16 Способ получения сульфоугля, 2003 г.
- А.с. RU 2 241 665 С1 Россия, МКИ7 С 01 В 31/16 Способ получения сульфокатионита, 2004 г.
- А.с. RU 2 105 715 С1 Россия, МКИ6 С 01 В 31/16 Способ получения углеродного катионообменника, 1998 г.
- А.с. RU 2 173 302 С1 Россия, МКИ7 С 02 F 1/28 Способ очистки сточных вод, 2001 г.
- А.с. RU 2 186 036 С1 Россия, МКИ7 С 02 F 1/42 Способ очистки сточных вод от солей металлов и устройство для его осуществления, 2002 г.
- Химическая технология твёрдых горючих ископаемых: Уч-к для вузов/ Под ред. Г. Н. Макарова и Г. Д. Харламповича. М.: Химия, 1986. — 496 е.: ил.
- Рыбальскгш Н.Г., Малярова М. А., Горбатовскгш В. В. и др. Экология и безопасность: Справ. Том II Экологическая безопасность / Под ред. Н. Г. Рыбальского. М.: ВНИИПИ. 1993. 444 с.
- Масленников А. Характеристика твердых бытовых отходов.
- Специализированный информационный бюллетень «Твердые бытовые отходы», 2005. № 1(1) с. 1−3.
- Концепция обращения с твердыми бытовыми отходами в Российской Федерации, МДС 13−8.2000, утв. Постановлением коллегии Госстроя России от 22.12.1999 г., № 17
- Social Cost-Benefit Analysis of Municipal Solid Waste Management in the European Union. Inger E. Brisson. AKF Forlaget. April 1997
- Волынкина Е.П. Утилизация, переработка и захоронение ТБО: принципы и методы комплексного управления ТБО/ Учебное пособие Новокузнецк: 2003, 166 с.
- Кретович В. Л. Основы биохимии растений. М., 1971.
- Иваниченко Л.Н., Глущенко В. Ю. Адсорбция и адсорбенты, — М., Наука, 1974.
- Kilzer R, Broido A. Speculations on the Nature of Cellulosic Pyrolysis 11 Pyrodynamics. 1965. Vol. 2. N 2−3. p. 151 163.
- Jain R., Lai K., Bhatnagar H. A Kinetic Stady of the Thermal Degradation of Cellulose and its Derivatives // Macromol Chem. 1982. Vol. 183. N 12. p. 3003 -3017.
- Химическое строение и структура целлюлозы: Конспект лекции: Учеб. пособие/ Л. С. Гальбрайх. -М., 1991.-14 с.
- Перминова И. В. Гуминовые вещества вызов химикам XXI века // Химия и жизнь.-2008, № 1.
- Комплексное использование сырья и отходов / Б. М. Равич, В. П. Окладников, В. Н. Лыгач др. М.: Химия, 1988 — 288 е.: ил. 47. http://www.bse.chemport.ru/lignin.shtml
- Лигнины / Под ред. Сарканена К. В. и Людвига К.Х./ Пер. с англ. М.: Лесн. пром-сть. 1975. 632 с.
- Фрей—Висслинг А., Мюлеталер К. Ультраструктура растительной клетки, пер. с англ.- М., 1968 г.
- Брауне Ф. Э., Брауне Д. А. Химия лигнина, пер. с англ. М., 1964
- Никитин Н. И. Химия древесины и целлюлозы. М. 196 252. http://www.booksite.rU/fulltext/l/001/007/034/34 884.htm
- Черняева Г. Н. Экстрактивные вещества березы / Г. Н. Черняева, С. Я. Долгодворова, С. М. Бондаренко. Красноярск: Институт леса и древесины, 1986. 125 с.
- Долгодворова С.Я. Дубильные вещества коры березы: Сборник трудов Института леса и древесины СО АН СССР «Биологические ресурсы лесов Сибири» / С. Я. Долгодворова, Г. Н. Черняева. Красноярск, 1980. с.72−80.
- Арбузов Г. А. Товароведение растительных дубильных материалов /Г.А. Арбузов, П. Ф. Щипков. -М.: ГИЗЛЕГПРОМ, 1932. -с.121.
- Похило Н.Д. Изопреноиды различных видов рода Betula / Н. Д. Похило, Н.И. Уварова//Химия природных соединений. 1988, № 3. с.325−341
- А.С. 382 657 СССР. МКС 08h 5/04. Способ выделения бетулина и суберина /Т.И. Федорищев, В. Г. Калайков (СССР). -4 с.
- Кузнецов Б.Н. Выделение бетулина и суберина из коры березы активированной в условиях «взрывного автогидролиза»/ Б. Н. Кузнецов, В. А. Левданский, А. П. Еськин, Н.И.Полежаева// Химия растительного сырья. 1988. № 1. с. 5−9.
- Штеба Т. В. Получение активных углей из березовой щепы различного качества. Автореферат канд. дис., Екатеринбург, 2004. 16 с.
- Левданский В.А., Полежаева Н. И., Кузнецов Б. Н. Экстракционная переработка коры берез без ее предварительного разделения на бересту и луб.// Вестник Красноярского государственного университета с. 68- 73.61. http://www.life4it.ru/article.php?id=600
- Александер П., Хадсон Р. Ф. Физика и химия шерсти, пер. с англ., М., 1958
- Краткий справочник по химии/ Под общей ред. А. Т. Пилипенко. Киев: Наукова Думка, 1987. 832 с.
- Крешков А.П. Основы аналитической химии. Количественный анализ// Книга вторая, изд. 4-е, перераб., М.: «Химия», 1976, 480 с.
- Никольский Б.П., Григоров О. Н., Позин М. Е. Справочник химика. Том 3. JL: Химия. 1965. 1005 с.
- ГОСТ 20 298–74. Смолы ионообменные. Катиониты. Технические условия. М.: Издательство стандартов, 1974. 21 с.
- ГОСТ 10 900–84. Иониты. Методы определения гранулометрического состава. М.: ИПК Издательство стандартов, 1984. 7 с.
- Физическая энциклопедия, том 3, статья «Малоугловое рассеяние», Научное издательство «Большая Российская энциклопедия», М., 1994. Свергун Д. И., Фейгин JI.A. //Рентгеновское и нейтронное малоугловое рассеяние. М.: Наука.
- Гл. ред. физ.- мат. лит., 1986. 260 с.
- Останевич Ю.М., Сердюк И. Н. УФН т.137, вып.1, 1982, с.85
- Свергун Д.И., Фейгин JI.A. Рентгеновское и нейтронное малоугловое рассеяние. М.: Наука. 1986. 260 с.
- В.А.Вагов, А. Б. Кунченко, Ю. М. Останевич, И. М. Саламатин ОИЯИ Р 14−83−892, Дубна, 1983 г.
- В. Jacrot. II Rep Prog Phys. 1976. N. 39. S. 911−953.
- Schmidt P.W. // Int. Modern aspects of small-angle scattering. Netherlands: Kluwer Academic Publishers. 1995. P. 1−56.
- ГОСТ 10 896–78. Иониты. Подготовка к испытанию. М.: ИПК издательство стандартов, 1978. 7 с.
- ГОСТ 12 597–67. Сорбенты. Метод определения массовой доли воды в активных углях и катализаторах на их основе. М.: 1989, 4 с.
- ГОСТ 10 898.1−84. Иониты. Методы определения влаги. М.: Издательство стандартов, 1984. 3 с.
- Алексеев В.Н. Количественный анализ.// изд. 4-е, перераб., М.- «Химия», 1972, 504 с.
- ГОСТ 12 596–67. Угли активные. Метод определения массовой доли золы. М.: ИПК Издательство стандартов, 1999. 2 с.
- ГОСТ 17 219–71. Угли активные. Метод определения суммарного объема пор по воде. М.: Издательство стандартов, 1971. 4 с.
- ГОСТ 20 255.1−89. Иониты. Метод определения статической обменной емкости. М.: Издательство стандартов, 1989. 6 с.
- ГОСТ 20 255.2−89. Иониты. Методы определения динамической обменной емкости. М.: Издательство стандартов, 1989. 9 с.
- ГОСТ 10 398–76. Реактивы и особо чистые вещества. Комплексонометрический метод определения содержания основного вещества. М.: Издательство стандартов, 1976. 30 с.
- Полянский Н.Г., Горбунов Г. В. «Методы исследования ионитов» М.- «Химия», 1976, 208 с.
- ГОСТ 25 336–82. Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры. М.: Издательство стандартов, 1984. 181 с.
- Тарасевич А.Г. Природные сорбенты в процессе очистки воды. М., Наука, 1981.- 15 с.
- Елецкий А.В., Смирнов В.М. IIУФН. 1993. № 2. с.ЗЗ.
- Самонин В.В., Слуцкер Е. М. Адсорбционные свойства фуллереновых саж // Журнал физической химии. 2003, том 77, № 7, с. 1287 1291.
- Гордеев С. К, Гузенко П. Ю., Кукушкин С. А., Осипов А. В., Фрадков A.JI. Влияние нелинейных реакций получения углерода на зарождение пор в углеродных наноматериалах // Журнал физической химии. 2003, том 77, № 10, с. 1857−1859.
- Рабинович В.А., Хавин З. Я. Краткий справочник химика. М.: Химия. 1978. — 392 с. 90. http://www.ammophos.ru/press/news ammo. htm?date=2003−05−15
- Давыдов В.П. Экономика химической переработки угля. М: Металлургия. 1972 200 с.
- Лиштван И.И., Круглицкий Н. Н., Третинник В. Ю. Физико-химическая механика гуминовых веществ. Минск: Наука и техника, 1976 — 263 с.
- Артеменко А.И. Справочное руководство по химии: Справочное пособие/ А. И. Артеменко, И. В. Тикунова, В. А. Малеванный 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш.шк., 2002 — 367 с.
- Нейланд О.Я. Органическая химия: Учеб. для хим. спец. вузов. — М.: Высш. Шк. 1990, —751 с.
- Диденко О.А. Исследование процесса адсорбционной очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов. Дис. к.т.н., М. 1981 г., 151 с.
- Углегуминовые кислоты и их использование. Ташкент: Фан, 1980 — 153 с.
- Conley R. Thermal and Thermo-Oxidative Degradation of Cellulosic Polymers // Thermal Stability of Polymers. New York. 1970. Vol. 1. p. 523 547.
- Sekiguchi Y., Frye J., Shafizadeh F. Structure and Formation of Cellulosic Char // J. Appl. Polym. Sci.1983. Vol. 28. N 11. p. 3513−3525.
- Ките X., Бадер Э. Активные угли и их промышленное применение. Пер. с нем.-Л.:Химия, 1984 г.
- А.с. RU 2 204 995 С1 Россия, МКИ8 А 61 К 9/06 Средство гидросульфат углеродоселеновый комплекс и способ лечения больных с меланомами кожи, 2003 г.
- А.с. RU 2 238 741 С1 Россия, МКИ8 А 61 К 33/04 Средство нано-графитоуглерод бисульфат и способ лечения заболеваний кожи, 2004 г.
- Классен П.В., Гришаев И. Г., Шомин И. П. Гранулирование. М: Химия, 1991 г. -352 с.
- Лапотышкина Н.П., Сазонов Р. П. Водоподготовка и вводно-химический режим тепловых сетей. М.: Энергоиздат, 1982 г. с. 61
- Кошелев Ф. Ф., Корпев А. Е., Климов Н. С. Общая технология резины, 3 изд., М&bdquo- 1968-
- Справочник резинщика. Материалы резинового производства, М., 1971- Труды международной конференции по каучуку и резине, М., 1971 г. 106. www.evan.ru
- Справочник сернокислотчика. Издание 2-е, дополненное и переработанное, под ред. д.т.н. профессора К. М. Малина. М.: Химия, 1971.110. www.koronasteel.ru111. www.mosenergo.ru112. www.energotrans.ru