Диссертация (1141478), страница 8
Текст из файла (страница 8)
При переходе аморфного диоксида кремния вкристаллическую форму зола рисовой соломы спекается [123].Для определения характеристик рисовой соломы автором данной работыбыли произведены лабораторные испытания образцов отхода по известнымметодикам. Полученные результаты и примененные методики сведены в таблицу2.4.Таблица 2.4 – Основные характеристики рисовой соломы и методики ихопределенияНаименованиеЗначениеМетодика определенияЗольность, Ad14,8 %ГОСТ Р 55661-2013 «Топливо твёрдоеминеральное. Определение зольности»Общая сера, Sdt0,19 %ГОСТ 8606-93 (ИСО 334-92) «Топливотвёрдое минеральное. Определение общейсеры. Метод Эшка»Суммарный объем пор, ΣV1,3 см3/гГОСТ 17219-71* «Угли активные.
Методопределения суммарного объёма пор поводе»Влагосодержание, Wa0,96 %ГОСТ 11014-2001 «Угли бурые, каменные,антрацит и горючие сланцы. Ускоренныеметоды определения влаги».Адсорбционная активность поиндикатору11,5 мг/гметиленовому«УгольактивныйТехнические условия»16,4 %йоду, FНасыпная плотность, ρнас4453-74осветляющий древесный порошкообразный.синему, МСАдсорбционная активность поГОСТГОСТ 6217-74 «Уголь активный древесныйдроблёный.
Технические условия»0,27 г/дм3ГОСТ16190-70«Сорбенты.Методопределения насыпной плотности»По данным таблицы 3.2 можно сделать прогнозируемо понятный вывод, чтоисходная рисовая солома без каких-либо дополнительных манипуляций не может49применяться в качестве сорбента, об этом свидетельствует малый объем пор,низкие значения адсорбционной активности по метиленовому синему и йоду,зольность, говорящая о значительном содержании органических веществ.
Такимобразом, необходимо исследовать различные методов активации отхода перед тем,как изучать его сорбционные свойства. Низкая зольность и большая влагоемкостьговорят в пользу термической активации.2.3.2Оборудование и методика проведения исследованийПри исследованиях применялось следующее оборудование и материалы:•аналитические весы с точностью 0,001 г;•лабораторная магнитная мешалка;•фильтровальная бумага «синяя лента» с размером пор 0,22 мкм;•иономер "Эксперт-001";•лабораторная посуда (чашки, конусы, воронки, бюретки);•термометр;•электрическая печь;•дистиллированная вода;•растворы хлорида аммоний, соляной кислоты;•дробленая рисовая солома, активированная различными методами.Используемые приборы и материалы приведены на рисунке 2.3.50Рисунок 2.3 – Оборудование и материалы для исследованийДля приготовления модельных растворов применялся хлорид аммония.Хлорид аммония (М=53,5 г/моль) квалификации ч.
д. а. был получен от компанииAquatest, Ростове на Дону, Россия.Для проведения экспериментов было приготовлено пять рабочих модельныхрастворов с различными концентрациями аммония (3, 8, 12, 18 и 25 мг/л) путемрастворения 0,0446, 0,1188, 0,178, 0,673 и 0,371 г хлорида аммония (NH4Cl) в 5 лдистиллированной воды.2.4Основы математической обработки процесса адсорбцияПроцесс адсорбции, как поверхностный процесс, принятовыражать черезпоглощение адсорбата поверхностью адсорбента, т. е. как поверхностнуюконцентрацию Γ (в моль / м2), которая является отношением адсорбированногоколичества,51и площади поверхности адсорбента, A:Г=(2.1)Однако, поскольку площадь поверхности, A, не может быть определена такжеточно, как масса адсорбента, на практике обычно используется адсорбированноеколичество q, связанное с массой, Γ.=(2.2)где mА - масса адсорбента.Количество адсорбированного на массу адсорбента также называют нагрузкойадсорбента или просто нагрузкой.Ввиду практического применения адсорбции важно изучить зависимостиадсорбированного количества от характерных параметров процесса и описать этизависимости на теоретической основе.Практически ориентированная теория адсорбции состоит из трех основныхэлементов: адсорбционного равновесия, кинетики адсорбции и динамикиадсорбции.
Адсорбционное равновесие описывает зависимость количестваадсорбированного вещества от концентрации адсорбата (c) и температуры (T).(2.3) = ( , )Для простоты соотношение равновесия обычно рассматривается припостоянной температуре и выражается в форме изотермы адсорбции. = ( ),=константа(2.4)52Кинетикаадсорбцииописываетвременнуюзависимостьпроцессаадсорбции, что означает увеличение нагрузки со временем или, альтернативно,уменьшение концентрации жидкой фазы со временем ( t ). = ( ),Скоростьадсорбции(2.5), = ( )обычноопределяетсямедленнымипроцессамимассопереноса от жидкости к твердой фазе.Адсорбция внутри часто используемых адсорберов с неподвижным слоем нетолько зависит от времени, но и от пространственно-зависимого процесса.Зависимость от времени (t) и высоти слоя сорбента (z) называется динамикойадсорбции или динамикой колонки: = ( , ), = ( , )(2.6)Динамикая адсорбция необходимы для проверки применимости выбранноймодели адсорбции для данной системы адсорбент / адсорбат и для оценкисоответствующих коэффициентов массопередачи, если они не известны изкинетических измерений [103].Эти общие принципы теории адсорбции действительны не только дляадсорбции отдельных растворов, но также и для адсорбции нескольких растворов,которая характеризуется конкуренцией.Указанные характеристики процесса адсорбции получают расчетом послеобработки экспериментальных данных.Выводы по главе 21.
Адсорбционная технология используется в процессах очистки воды в:обработки хозяйственно-питьевой воды, очистке городских сточных вод,очистке промышленных сточных вод, обработке воды в бассейне,53восстановлении качества подземных вод, обработке инфильтратаполигонов отходов, обработке воды в аквариуме и т.д.2. В Египте каждый год образуется около 5,5 млн. тонн рисовой соломы,накопление которой или утилизация сжиганием вносят вклад в ухудшениеэкологической обстановки в регионе.
В то же время рисовая солома,благодаря своим уникальным свойствам и составу, может бытьиспользована в качестве дешевого сырья для производства сорбентов, чточастично решит проблему ее утилизации.3. Рисовая солома активируется тремя способами активация: физическая,термическая и химическая.4. Химическирисоваясоломаактивируетсяоднимизследующихсоединений: ZnCl2, Ca3(Po4)2, K2S и Na3Po4 и КОН в зависимости от типаадсорбированного материала5. Коэффициентыадсорбцииизвлекаютсяирассчитываютсясиспользованием полных кинетических и изотермических исследованийили динамических исследований на адсорбционной колонне.543 Глава 3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА АДСОРБЦИИ3.1Определение и виды адсорбцииМетод адсорбции для очистки воды считается эффективным и экономичным,благодаря широкому спектру применений, высокой результативности и простоте вэксплуатации. Этот метод является универсальным, поскольку может бытьприменен для удаления органических и неорганических, растворенных инерастворенных загрязняющих веществ и позволяет достигнуть степени очисткидо 99% [124].Адсорбция представляет собой процесс, при котором молекулы изокружающей жидкой или газовой фазы прилипают к твердой поверхности [125].Он основан на способности пористых материалов с большими развитымиповерхностями селективно удерживать соединения в своих порах.
Вещество,находящееся на поверхности раздела фаз, перед поглощением называютадсорбтивом, после поглощения – адсорбатом, адсорбирующее вещество –адсорбентом [126].Адсорбционные процессы часто описываются для систем с твердыми теламии газами, в которых парциальное давление молекул газа является наиболее важнымпараметром для определения количества адсорбата. Для систем с твердыми ижидкими телами термин «давление» заменяется понятием «концентрация», чтодает возможность использовать для описания процесса те же математическиемодели.Преимущества адсорбции заключаются в том, что она позволяет отделитьвыбранные соединения от разбавленных растворов.
Конструкция адсорбирующихаппаратов, их эксплуатация и моделирование относительно просты, этот процессдемонстрирует высокую производительность, скорость и стойкость к токсичнымвеществам. Кроме того, в ряде случаев адсорбированные соединения могут бытьвыделены десорбирующими агентами, выщелачиванием с помощью химических55реактивов, биологическими процессами или термической обработкой, то естьадсорбция является обратимым процессом.Существует два вида адсорбции: физическая и химическая.Физическая адсорбция происходит под действием сил Ван-дер-Ваальса,дипольных взаимодействий и в результате связывания атомов водорода.Электронный обмен между адсорбентом и адсорбатом отсутствует.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
