В связи с тем,что в настоящее время отсутствуют усло вия для промышленного выпуск.- мезопористых углей, а супермикропористые угли могу г изготовляться промышлен ностью, было целесообразно испытать на заводской стендо вой установке катализаторы гидрирования, полученные на основе супермикропористых активных углей. Для этого были изготовлены укрупненные образцы активных углей
типа A -I3, а на их основе - платиновые и палладиевые ката лизаторы. Характеристика углей и каталитическая актив ность катализаторов, испытанных на стендовой установке, представлены в табл .4.
Из табл .4 видно,что катализаторы, полученные на основе укрупненных образцов активных углей, имеют существенно более высокую каталитическую активность по сравнению с катализаторами,полученными на угле АР-Б, используемом в настоящее время в промышленности в качестве их носителя.
Л И Т Е Р А Т У Р А |
|
1. Дубинин М.М.-Известия АН СССР, |
сер.хим. ,1981,f I , |
с .9-23. |
|
2. Киселев А.В.-Успехи химии,1945, |
№ 14, с . 367. |
УДК 541.183.03:661.183.2:628.3
А.Б.Белозовский, А.Ф.Белоконова, С. Л.Глушанков, Г.И.Пескишева
ИССЛЕДОВАНИЕ СОРБЩОННЫХ СВОЙСТВ АЮИЕИРОВАННОГО УГЛЯ, ПОЛУЧЕННОГО ИЗ БУРООГГОЛЬНОГО п олувека, ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ВОДОПОДГОТОВКЕ И ОЧИСТКЕ СТОЧНЫХ
ВОД ТЕПЛОЭЛЕКТРОСТАШЩ
В практике работы теплоэлектростанций (ТЭС) необходи ма очистка воды, используемой для подпитки котлов,возврат ного ковденсата,сточной воды,например,осветленных стоков системы гидрозолоудаления (ГЗУ).
Наиболее распространенные при этом примеси, которые надо удалить - растворенные органические вещества,эмульги рованные масла (нефтепродукты), соединения железа и другие
неорганические примеси ( ? , |
As. и др .) / I / . |
Для адсорбции из водных растворов прежде всего исполь |
зуются углеродные адсорбенты, |
активированные угли (АУ) |
/ 2 ,3 / . Но производство их не |
обеспечивает нужды энергети |
ки, запросы водоочистки для различных отраслей народного хозяйства. Вместе с тем,цри использовании буроугольных полукоксов термоконтактного коксования (БУПК ТККУ),можно получить дешевые угольные, сорбенты, пригодные для очистки воды / 4 / . Это обуславливает актуальность работы.
Целью данной работы является сравнение БУПК ТККУ и АУ на его основе, их адсорбционных свойств и возможности использования в водоочистке и водоподготовке на ТЭС.
В качестве модельных веществ,характеризующих примеси, находящиеся в природной воде,используемой для подпитки котлов ТЭС,выбраны фенол и краситель метиленовый голубой, отличающиеся друг от друга размером молекул и физико-хи мическими свойствами.
Рио.1. Изотермы адсорбции метиленового годубого из воды углями.
Х-Ш К,фракция 1 ,0 -1 ,5 мм; 2-АУ на основе БУПК, растертый, 3 - БУПК,растертый; 4 - АУ на основе
БУПК, фракция 1 ,0 -1 ,5 мм.
Рис.2. Выходные кривые адсорбции метиленового голубого из водных растворов углями.Высота сдоя - 5 см,С020 м г/л.1 - БУПК,2-АУ на основе БУПК.
Изотермы адсорбции метиленового голубого БУШ ТКНУ и АУ на его основе представлены на рис Л . Он дает нагляд ное представление на сколько АУ имеет преимущество по сравнению с БУШ: емкость ис 'ледованных образцов после активирования возрастает в 4-5 раз. Сравнения выходных кривых, представленных на рис.2, подтверждает целесооб разность использования для очистки воды от органических
веществ только АУ, а не исходного БУШ. Преимущество его в динамических условиях отработки еще выше,чем при стати ческом испытании, и достигает 7-10 кратного значения.
Результаты определения адсорбционной активности углей по фенолу графически изображены на рис.З.
Рис.З. Изотермы адсорбции фенола из воды углями. I - БУШ, 2 - АУ на основе БУШ.
Следует отметить,что АУ на основе БУШ обладают ад сорбционной способностью по фенолу того же порядка, что и промышленные угли, применяемые в водоочистке.
Таким образом, благодаря более развитой структуре АУ на основе БУШ по сорбции органических веществ значитель но превосходят исходный полукокс.
Полученные лабораторные данные хорошо согласуются с результатами испытаний, проведенных хим.службой
"Свердловэнерго" на СУ1РЭС , где преимущество активных углей проявилось еще в большей степени.
Результаты испытаний приведены в табл.1.
Механизм процесса обеэжедезивания на АУ менее изучен. Известно,что в этом случае большое значение имеет не толь ко характер пор, но и вообще величина внешней поверхности Отложение соединений железа (Ре* ) на поверхности может способствовать дальнейшецу обезжелезиванию воды на АУ, благодаря чему дальнейшее нарастание концентрации соеди нений железа за слоем фильтра идет медленнеё / 5 / .
Результаты экспериментов по обезжелезиваюцей способ ности БУШ !1ККУ и АУ на его основе представлены в табл. 1,2 и для отсеянной фракции 1 ,0 -1 ,5 - на р и с .4.
Рис.4. Выходные кривые адсорбции двухвалентного железа из воды углями. Высота слоя - 2 см. фракция - 1 ,0 -1 ,5мм. I - БУПК; 2 - АУ на основе
БУШ.
Как видно из табл. 2 в коротких сдоях (2 см) исходные нерассеянные сорбенты, содержащие большое количество пылевидной фракции - менее 0 ,5 ми (БУШ - 72,4 %. АУ на основе БУШ, отсеянный после активации 52,4 %) обладают Практически одинаковым обезжелезивапцим действием. При использовании тех же сорбентов фракции 1 ,0 -1 ,5 мм более приемлемой для технологии очистки благодаря меньшему сопротивлению, обезжелезивапцее действие АУ по сравнению с БУШ теКУ резко возрастает.
Таблица 2
Динамические испытания по безжелезивацию воды
Условия испытаний
Фракцион |
Длина слоя, |
ный состав, |
см |
мы |
|
|
Исходный |
2 |
0,5 |
- |
1,0 |
2 |
1,0 |
- |
1,5 |
2 |
1,0 |
- |
1,5 |
5 |
Время до пооскоковой концентрации, час |
|
|
Проскоковая |
концентрация, |
мг/л |
|
|
|
Б У П К |
|
АУ на основе |
БУШ |
0,1 |
1,0 |
1,6 |
0,1 |
1,0 |
1,6 |
15 |
58 |
•4 |
15 |
53 |
84 |
10 |
24 |
65 |
14 |
18 |
56 |
1,0 |
7 |
15 |
13,5 |
24 |
43 |
5 |
46 |
60* |
30 |
70 |
90 |
*) Проскоковая концентрация 1,4 мг/л.
Такое возрастание времени защитного действия,вероятно, связано с увеличением поверхности у образцов, подвергну тых предварительно активации. Приведенные на рис.4 дан ные позволяют утверждать,что при использовании значитель но более однородных и близких между собой по фракционно му составу углей, АУ на основе БУШ обладает более высо кими качественными показателями, превосходит БУШ ТККУ.
Также как и для случая очистки от соединений железа, для обезмасливания существенную роль играет величина внешней поверхности частиц, загруженных в фильтр,размер их,хотя механизм обезмасливания совершенно другой и в значительной мере обусловлен адгезионными свойствами, поверхностным натяжением и другими физико-химическими явлениями / 6 / .
При испытаниях, проведенных в динамических условиях, получено,что как БУШ, так и АУ на основе БУШ, очищают воду от эмульгированного масла, однако эффективность очистки на АУ выше,чем на БУШ (рис.5 ).
Рис.5. Выходные кривые по обезмасливанию воды.
Высота слоя - 10 см. Фракция - 0 ,5 мм. I - БУШ; 2 - АУ на основе БУШ.
Адсорбционная активность углей определялась и для неорганических веществ - для фтора и мышьяка,которые появляются в воде систем 137 на электростанциях работаю щих на экибаетузских, богословских и челябинских углях.
Поскольку известно,что поглощение фтора обусловлено анионообменными свойствами, трудно было ожидать высокой сорбционной способности от углеродных сорбентов.
Сорбционные свойства АУ по фтору несколько выше,чем у БУПК, особенно цри высоких концентрациях ? порядка 40-50 м г/л.
Сорбционная способность может быть увеличена путем имцрегнирования угля различными добавками, однако в дан ном направлении требуется проведение специальных исследо ваний.
Согласно результатам исследований сорбционной способ ности углей в отношении соединений мышьяка для отдельных образцов с добавками соединений железа и марганца БУШ ГОКУ практически не сорбирует соединения мышьяка, тогда как АУ на основе БУШ обеспечивает санитарную
очистку,хотя емкость их при этом невелика, менее 1,0мг/л. Таким образом, при поглощении соединений мышьяка из водных растворов АУ имеет неоспоримые преимущества перед
БУШ ГОКУ из которого он изготовлен.
Однако, емкость рассматриваемых активных углей как при поглощении мышьяка, так и фтора недостаточно велика для практического использования.
ВЫ В О Д Ы
1.Проведенными исследованиями показано,что активный уголь по своим свойствам имеет беспорное преимущество по сравнению с полукоксом при использовании его в водоочист ке.
2.БУШ,как более дешевый материал, может быть ис
пользован цри обезмасливании (хотя он хуже очищает воду, чем активный уголь).
Для очистки от органических веществ, для обезжелезивания следует рекомендовать к использованию только активный уголь.
3. |
Вопросы использования сорбентов для |
очистки сточ |
ных вод ПЗУ от фтора и мышьяка следует считать |
еще не |
решенными, требующими дополнительной проработки.
ЛИ Т Е Р А Т У Р А
1.Покровский В .Н ., Аракчеев Е.П. Очистка сточных
вод тепловых электростанций. - М.: Энергия, 1980 , 256с.
2. Кульский Л.А., Гороновский И .Г ., Когановский А.М. Шевченко М.А, Справочник по свойствам, методам анализа
иочистке воды,- Киёв: Наукова Думка, 1980.
3.Бутырин Г.М. Высокопористые углеродные материалы.
-И зд .: Химия,1976, 192с.
4. Кузнецов Н.В. Комплексное использование бурых уг лей Канско-Ачинского бассейна,- Изд.Наука,1968, с .63.
5.Перлина А .Н ., Городищер З .Я ., Балашова Г.В. и др. Обезжелезивание подземных вод методом фильтрования.-
-В сб. :Водоснабжение. Научные труды АКХ. Водоснабжение.
-М.: (НИ АКХ,1968, » 6.
6. Пушкарев В.В. и др. Очистка маслосодержащих сточ ных вод. - М.: I960, 200с.
