- •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 Обсуждение результатов
2.1 Постановка задачи
Исследование процесса окисления активных улей оксидами азота в термическом режиме, целью которого была оценка возможности разработки способа их обезвреживания состояло из следующих этапов:
1 этап – подбор образцов активных улей различной адсорбционной активности, определение их удельной поверхности и динамической активности к оксидам азота;
2 этап - оценка энергии активации процесса термического взаимодействия оксидов азота и активных углей в трехкомпонентном модельном составе с большим содержанием балласта (до 40 %);
3 этап – разработка методики оценки степени обезвреживания оксидов азота активными углями при различных температурах;
4 этап – исследование процесса обезвреживания оксидов азота активными углями в интервале температур от 100 до 800 оС;
5 этап – анализ полученных результатов и разработка принципиальной схемы установки по термическому обезвреживанию оксидов азота с помощью активных углей, выдача дальнейших рекомендаций по повышению её эффективности.
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
Для исследования процесса окисления активных углей оксидами азота возникла необходимость подбора образцов различных марок углеродсодержащих материалов и определения их адсорбционной активности.
В качестве образцов были отобраны для исследования следующие углеродсодержащие материалы: активные угли – СКТ-10, СКТ-10 К, АГ-2, АГ-3, БАУ-А, БАУ; неактивные материалы (традиционно используемые в качестве горючих компонентов в пиротехнических составах) – сажа, древесный уголь, графит, каменный уголь.
Активные угли в промышленности используются в различных химико-технологических процессах, где достижение конечного результата невозможно без процессов физической адсорбции. Это очистка воздуха, газов, жидкостей, их разделение, рекуперация растворителей и т.п. Поэтому в зависимости от области применения углей и их структуры для них разработаны методики оценки активности по различным адсорбируемым веществам (адсорбативам). Так, например, адсорбционную активность одних углей выражают через динамическую активность по бензолу (ГОСТ 23998-80) – угли типа АГ-2, АГ-3, СКТ-10 или по йоду – угли типа БАУ, БАУ-А, или даже через оптическую плотность раствора индикатора метилового оранжевого (чем она больше, тем больше адсорбционная активность углей) (по ГОСТ 4453-74). Поэтому имеющихся данных об адсорбционной активности углей (таблица 2) было явно недостаточно, для того чтобы сравнить активность различных углей.
Таблица 2
Данные динамической активности углей по бензолу
-
Марка угля
Динамическая активность по бензолу, мин
СКТ-10
120
АГ-2
45
АГ-3
63
Таким образом, возникла необходимость в оценке активности исследуемых углеродсодержащих материалов по какой-либо единой методике.