- •Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
- •Самара 2012
- •Самарский государственный технический университет
- •Выпускная квалификационная работа
- •Изучение процесса термического окисления активных углей
- •Оксидами азота
- •Техническое задание
- •СамГту 240701 052 18 01 тз
- •Самара 2012 реферат
- •Содержание
- •1 Аналитический обзор
- •2 Обсуждение результатов
- •3 Экспериментальная часть
- •4 Охрана труда и защита окружающей среды
- •5 Технико-экономический расчёт
- •1 Аналитический обзор
- •1.1 Оксиды азота и их свойства
- •1.2 Методы очистки промышленных газовых выбросов
- •1.3 Активные угли
- •2 Обсуждение результатов
- •2.1 Постановка задачи
- •2.2 Подбор образцов активных улей различной адсорбционной активности, определение их удельной поверхности и динамической активности к оксидам азота
- •2.2.1 Подбор образцов углей
- •2.2.2 Оценка динамической активности углеродных материалов по оксидам азота
- •2.2.3 Определение динамической активности образцов углеродсодержащих материалов по оксидам азота
- •2.2.4 Определение суммарной удельной поверхности углей
- •2.2.4.1 Удельная поверхность активных углей
- •2.3 Оценка энергии активации процесса термического взаимодействия оксидов азота и активных углей
- •2.4 Экспериментальная проверка возможности использования активных углеродсодержащих материалов для эффективного обезвреживания оксидов азота
- •2.4.1 Разработка усовершенствованной методики оценки степени обезвреживания оксидов азота активными углями при различных температурах
- •2.5 Описание разработанной установки
- •2.5.1 Контроль температуры
- •2.5.2 Методика исследования обезвреживания оксидов азота в термическом режиме
- •2.5.3 Аппаратура, материалы и реактивы
- •2.5.4 Подготовка к испытанию
- •2.5.5 Подготовка пробы угля
- •2.6 Проведение испытания
- •2.6.1 Расчёт исходной смеси, состоящей из диоксида азота и атмосферного воздуха
- •2.7 Оценка методики обезвреживания оксидов в термическом режиме с помощью активных углей аг-3 и скт-10
- •2.7.1 Оценка результатов обезвреживания оксидов азота с помощью угля аг-3 в интервале температур 100-7000с
- •2.7.2 Оценка результатов обезвреживания оксидов азота с помощью угля скт-10 в интервале температур 100-8000с
- •3 Экспериментальная часть
- •3.1 Применяемые реактивы и материалы
- •3.5 Методика определения удельной поверхности углеродсодержащих материалов
- •3.3 Методика оценки степени обезвреживания оксидов азота в термическом режиме с помощью активных углей
- •3.3.1 Методика оценки степени обезвреживания оксидов азота в термическом режиме с помощью активных углей с применением силикагеля
- •3.3.2 Методика оценки степени обезвреживания оксидов азота в термическом режиме с помощью активного угля марки скт-10 с применением различных скоростных режимов пропускания оксидов азота
- •3.3.3 Методика оценки степени обезвреживания оксидов азота в термическом режиме с помощью активного угля марки скт-10 с применением различной концентрации оксидов азота
- •4 Охрана труда и защита окружающей среды
- •4.1 Характеристика исследовательской работы по степени опасности
- •4.2 Свойства веществ и меры безопасности
- •4.3 Меры безопасности при проведении исследований
- •4.4 Санитарно-гигиенические характеристики лаборатории
- •4.5 Средства пожаротушения
- •5 Технико–экономический расчёт
- •5.1 Расчет затрат на сырье и материалы
- •5.2 Расчет капитальных затрат и амортизационных отчислений
- •5.3 Расчет энергетических затрат
- •5.4 Расчет фонда заработной платы
- •5.5 Затраты на проведение исследовательской работы
- •5.6 Стоимость одного часа эксперимента
- •Библиографический список
- •Список публикации по теме: «Утилизация, переработка и обезвреживание газообразных и твердых отходов производства энергоёмких соединений» Тезисы докладов в сборниках трудов конференций
- •Участие в выставках
- •Защита интеллектуальной собственности:
- •Участие в конкурсах
- •Научное и общественное признание:
- •Приложения
1.3 Активные угли
Традиционно активные угли весьма эффективно применяются в различных технологиях, где достижение конечного результата невозможно без процессов физической адсорбции. В этих процессах адсорбируемое соединение не подвергается химическому изменению, а сами процессы наиболее эффективно протекают при пониженных, нормальных температурах (Активные угли и их промышленное применение. Кинле Х., Бадер Э. Пер. с нем.-Л.: Химия, 1984-216 с. ил.).
Нами было предложено нетрадиционное применение активных углей в термическом процессе обезвреживания оксидов азота, эффективность которого зависит в первую очередь от хемосорбционных способностей углей.
Активный уголь – это пористый углеродсодержащий адсорбент с развитой внутренней поверхностью. Значение удельной поверхности пор у лучших марок активных углей может достигать 1800-2200 м2/г угля. Благодаря этому активные угли обладают высокими адсорбционными свойствами. Традиционно активные угли весьма эффективно применяются в различных технологиях, где достижение конечного результата невозможно без процессов физической адсорбции. Это очистка воздуха, газов, жидкостей, их разделение, рекуперация растворителей и т.п. Классический пример традиционного использования активного угля связан с применением его в противогазе. Разработанный Н. Д. Зелинским противогаз спас множество солдатских жизней в первой мировой войне [1]. В последнее время активный уголь нашел также свое применение в химической промышленности, как носитель катализаторов, а во многих реакциях и сам действует в качестве катализатора.
В процессах физической адсорбции адсорбированное соединение не подвергается химическому изменению. Наряду с этим известен также процесс называемый хемосорбцией. Такой тип сорбционного процесса, подобно другим химическим превращениям отличается большой энергией активации, при этом возникает химическая связь, изменяющая химическую природу сорбированной молекулы. Хемосорбция, требующая высокой степени активации, зависит от температуры: чтобы процесс протекал с достаточной скоростью, необходима определенная минимальная температура. Физическая адсорбция, напротив, эффективнее протекает при низких температурах [Активные угли и их промышленное применение. Кинле Х., Бадер Э. Пер. с нем.-Л.: Химия, 1984-216 с. Ил.].
Проведенные в данной работе исследования, как мы надеемся, станут основой для разработки эффективного термического способа обезвреживания оксидов азота, который мог бы с успехом использоваться в различных небольших производствах, таких как небольшие котельные, стационарные двигательные установки (например, дизель-генераторы в сельской местности), различные установки по сжиганию отходов или каких-либо материалов (например, энергоемких веществ) и т.п.. Эти производства, в силу разных обстоятельств не могут себе позволить применение дорогостоящих традиционных установок по очистке выбросов, но могут быть оборудованы небольшими и недорогими установками по обезвреживанию оксидов азота с помощью активных углей. Такие установки наряду со своей простотой исключают необходимость нагрева углеродного материала до высоких температур, при которых возможно образование в продуктах очистки токсичного оксида углерода.