- •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
2.2.2 Оценка динамической активности углеродных материалов по оксидам азота
Для оценки адсорбционной активности исследуемых углеродных материалов была взята методика определения динамической активности углей по оксидам азота [Оценка механизма горения пиротехнических составов на основе активных углей. А.В. Мелентьев, руководитель Пыжов А.М. Выпускная квалификационная работа, Самара: СамГТУ, (каф. ХТОСА), 2005 г.-76 с.], в основе, которой, в свою очередь была положена методика определения активности углей по бензолу (ГОСТ 1721-71).
Оксиды азота получали в результате реакции взаимодействия раствора нитрита натрия с азотной кислотой. Момент проскока оксидов азота через слой испытуемого углеродного материала фиксировали с помощью индикаторного раствора, а в качестве индикатора использовали раствор метилового оранжевого, который традиционно применяется в аналитической химии в качестве кислотно-основного индикатора. Оксиды азота являются «кислыми» газами и в момент попадания в дистиллированную воду поглотительной склянки образуют азотистую кислоту, которая окрашивает раствор метилоранжа оранжевого цвета в красный.
2.2.3 Определение динамической активности образцов углеродсодержащих материалов по оксидам азота
По разработанной в выпускной квалификационной работе А.В. Мелентьева методике была определена динамическая активность по оксидам азота всех выбранных образцов углеродсодержащих материалов. Данные динамической активности углей по оксидам азота приведены в таблице 3
Таблица 3
Динамическая активность углеродсодержащих материалов по оксидам азота
Марка угля |
Вес угля, г |
Привес угля, г |
Динамическая активность (относительный привес), % |
СКТ-10К |
8,7404 |
0,8230 |
9,40 |
СКТ-10 |
7,1600 |
0,5735 |
8,00 |
АГ-2 |
7,9581 |
0,2498 |
3,13 |
АГ-3 |
8,1865 |
0,1342 |
1,64 |
БАУ-А |
5,3731 |
0,0231 |
0,43 |
БАУ |
4,3776 |
0,0735 |
1,65 |
Сажа |
3,1833 |
0,0451 |
1,25 |
Древесный уголь |
2,9451 |
0,0186 |
0,63 |
Каменный уголь |
10,3158 |
0,0383 |
0,37 |
Графит |
4,6222 |
0,0075 |
0,16 |
2.2.4 Определение суммарной удельной поверхности углей
Определение удельной поверхности углеродсодержащих материалов проводилось в Ставропольском Государственном Университете с использованием самой распространенной на сегодня методики, основанной на теории Брунауера, Эммета и Теллера (БЭТ).
Эта работа была выполнена на полностью автоматизированном приборе-
Sorpty 1750.
2.2.4.1 Удельная поверхность активных углей
Величины удельной поверхности углеродсодержащих материалов определенные с помощью теории БЭТ приведены в таблице 4 и на рис. 4
Таблица 4
Удельная поверхность активных углей
Номер образца |
Название образца |
Удельная поверхность S, м2/г |
Sсреднее, м2/г |
||
1 |
2 |
3 |
|||
1 |
СКТ-10 |
825 |
829 |
830 |
828 |
2 |
АГ-2 |
557 |
555 |
559 |
557 |
3 |
АГ-3 |
433 |
434 |
429 |
432 |
4 |
БАУ-А |
352 |
353 |
351 |
352 |
5 |
САЖА |
13 |
13 |
13 |
13 |
6 |
Др. уголь |
14 |
14 |
14 |
14 |
Рис. 2 Зависимость активности углей от удельной поверхности