Сборник содержит материалы избранных докладов участников международной


ВОССТАНОВЛЕНИЕ КАЧЕСТВА НЕФТЕПРОДУКТОВ АДСОРБЦИОННЫМ



Pdf көрінісі
бет39/70
Дата06.03.2017
өлшемі8,85 Mb.
#7959
1   ...   35   36   37   38   39   40   41   42   ...   70

ВОССТАНОВЛЕНИЕ КАЧЕСТВА НЕФТЕПРОДУКТОВ АДСОРБЦИОННЫМ

МЕТОДОМ

Сырманова К.К., Калдыбекова Ж.Б.,  Ботабаев Н.Е.



Южно-Казахстанский государственный университет им. М. Ауэзова, г.Шымкент,

Казахстан

Syrmanova.kulash@mail.ru

Качество  важнейших  нефтепродуктов  в  настоящее  время  является  ключевой  проб-

лемой  в  нефтеперерабатывающей  промышленности.  Проблема  качества  нефтепродуктов

тесно увязана с условиями их применения и эксплуатации в двигателях и машинах.

Изменение  качества  нефтепродуктов  при  хранении  зависит  от  их  химического

состава,условий 

хранения, 

транспортирования 

и 

применения, 



конструктивных

особенностей технических средств и состояния их поверхности, контактирующей с нефте-

продуктами.

Под  воздействием  внешних  факторов  в  топливах  и  маслах  протекают  физические  и

химические  процессы.  Основными  физическими  процессами  являются:  испарение,

расслоение,  загрязнение  механическими  примесями  и  водой,  выпадение  высокоплавких

компонентов  при  охлаждении,  а  также  случайное  смешение  в  резервуарах  и  при

последовательной  перекачке  по  трубопроводам  нефтепродуктов  различного  сорта,

например  реактивного  топлива  и  бензина.  Большая  часть  этих  процессов  приводит  к

необратимому  изменению  качества  нефтепродуктов.  Основные  химические  процессы

следующие: 

окисление, 

разложение, 

полимеризация 

и 

конденсация, 



коррозия,

взаимодействие между отдельными компонентами и т.д.

Кроме классических методов восстановления качества нефтепродуктов—отстаиванием,

фильтрацией,  центрифугированием, смешением — все  шире  обсуждается  возможность

применения физико-химических  методов:  адсорбционных,  химических,  восстановления

качества  в  магнитном  и  электрическом  поле  и  др.Известны  вещества,  избирательно

поглощающие  определенные  молекулы  из  смеси  органических  и  неорганических

соединений разнообразной  структуры.  Поглощающие  вещества  могут  быть твердыми  и

жидкими,  однако  большее  распространение  получили твердые  вещества  (адсорбенты) [1].

Среди  минеральных адсорбентов  наибольшее  распространение  получил  силикагель,

представляющий  собой  гидратированный  гель  кремневой  кислоты  (SiO

2

· nH



2

O)  [24].

Последнюю  получают действием серной кислоты (иногда соляной) или растворов солей,

имеющих  кислую  реакцию,  на раствор  силиката  натрия.  Выделяющийся  гель  после

промывки  водой  сушат  до  конечной    влажности  5-7%,  при  которой  достигается

наибольшая  адсорбционная  способность.  Силикагель  отличается  однородностью  и

равномерным распределением пор, средние диаметры которых находятся в пределах от 1-

1,5 до 5нм. Нижний предел относится к мелкопористым, верхний – к крупнопористым, а

промежуток между ними – к среднепористым.

По сорбционным свойствам к силикагелю весьма близки алюмогели, представляющие

собой  смеси  нормального  гидрата  окиси  алюминия  [Al(OH

2

)]  и  ее  полигидратов,



получаемые  термической  обработкой  гидрата  окиси  алюминия  при  температурах  600-

1000


о

С  [2].  Получаемый  сорбент  (92% Al

2

O

3



)  имеет  поры  со  средним  диаметром  1-3  нм,

среднюю  удельную  поверхность,  200-400  м

2

/г,  истинную  плотность  3,25-3,50  г/см



3

кажущиеся  плотность  1,6г/см

3

.  Алюмогельзернистый  и  в  форме  шариков  является



гидрофильным адсорбентом.

Особое  место  среди  адсорбентов  занимают  цеолиты-алюмосиликаты  с  общей

химической  формулой  Ме

2/n


О∙АІ

2

О



3

× SіО


2

∙уН


2

О  где Ме - катион  щелочного  металла

(Na,К,Са)n-его валентность [2]. Они отличаются регулярной структурой пор, заполненных

при  нормальных  температурах  водой,  которая  легко  удаляется  при  нагревании,  уступая

обводившийся объем другим жидкостям или газам. Это позволяет использовать цеолиты

для  осушки  и  разделения  веществ.  Особенность  цеолитов  состоит  в  том,  что  их



адсорбционные  полости  соединены  между  собой  окнами  определенного  диаметра,

пропускающими,  естественно,  только  молекулы  меньшего  размера,  но  задерживающими

более  крупные.  Благодаря  способности  разделения  смесей,  состоящих  из  молекул

различных размеров, цеолиты получили название молекулярных сит.

Значительное  применение  в  качестве  адсорбентов  (преимущественно  для  очистки

жидкостей  от  примесей,  пигментов)  получили  природные  глинистые  породы,  в  состав

которых  входят  минералы  с  регулярной  структурой  [2].  Глины  подвергают  активации

путем обработки серной или соляной кислотой. Большинство глин, хотя и имеет в своем

составе  мелкопористые  минералы,  относится  к  переходнопористым  и  крупнопористым

адсорбентам; удельная поверхность микропор не превышает 150м

2

/г.


Перспективным  является  рассмотрение  физико-химических  методов  очистки,

являющихся  экологически  безопасными  и  экономически  выгодными.Одним  из

перспективных  адсорбентов  для  очистки  сточных  вод,  нефтезагрязнений  является

вермикулит.  Имеются  месторождения  и  в  нашей  республике,  например  в  Южно-

Казахстанской области, месторождения Кулантау,  Иирсу, Жыланды и др.[3].

Однако,  теоретические  исследования    процесса  вспучивания  вермикулита,  течения

жидкости  через  структуры  слоев  вспученного  вермикулита  ранее  не  были  выполнены.

Актуальность  проблемы  возрастает  в  связи  с  использованием  в  работе  в  качестве

адсорбента  для  очисткинефтепродуктов  отечественных    вермикулитов,  неисследованных

как научном, так и в практическом плане.

Вермикулит

слюдоподобный 



магнезиально-железистый 

алюмосиликат

непостоянного химического состава с расширяющейся структурной ячейкой, относящейся

к группе триоктаэдрических гидрослюд (рисунок 1).

Рисунок 1- Залежи  вермикулита в природе

Вспученный  вермикулит  после  охлаждения  сохраняет  приобретенный  им  объем  с

очень тонкими прослойками воздуха между листочками слюды, в результате обожженный

вермикулит обладает целым рядом ценных качеств - низкой теплопроводностью, высокой

огнестойкостью  и звукопоглощением.    Благодаря  своему  свойству  не  смачиваться

расплавленным  металлом,  и  является  эффективным  высокотемпературным  (до1100°С)

теплоизоляционным 

материалом 

[4].

Материалы и изделия из вермикулита негорючи, биостойки, нейтральны к действию



щелочей  и  кислот,  имеют  устойчивые  по  времени  прочностные,  деформационные  и

теплотехнические  характеристики.    Это  обуславливает  высокую  эффективность

применения  вермикулита  в  качестве  конструкционного  и  одновременно  тепло- и

звукоизоляционного материала. Минерал имеет около 200 областей применения [2].

С помощью адсорбентов можно значительно уменьшить содержание смолистых веществ и

других 


гетероорганических 

соединений

кислородных, 



сернистых, 

азотистых,

металлоорганических, удалить из нефтепродуктов растворенную и эмульгированнуюводу,


а  также  отдельные  группы  углеводородов  и  таким  образом  изменить    групповой

углеводородный  состав  нефтепродуктов.

На  ПКОП  (ПетроКазахстан  Ойл  Продакактс)  перерабатываются  легкие  нефти  в

основном


Кумкольскогоместрождениянизкосмолистые, 

высокопарафинистые,

малосернистые.  Пластовые  воды  характеризуются  высокой  степенью  минерализации

(сухой  остаток  1100-2200  мг/л)  сульфатно-хлоридного  магниево-кальциевого  состава

(хлоридов 170-766, сульфатов 267-975, кальция до 160 и магния 130 мг/л) [1].

Для  изучения  адсорбционной  способности  вспученного  вермикулита  использовали

установку,  состоящую  из  делительной  воронки,  плоскодонной  колбы,  адсорбтива,

адсорбента    и  адсорбата.  Количество  адсорбционнх  колонок  всего 7  шт.  соотношения

объема твердой фазы (вспученного вермикулита) и жидкой фазы (растворы органических

и неорганических соединений, воды) варьировалось с 1:2 до 1:5.

Из экспериментальных данных видно, что оптимальных для проведения эксперимента

является  соотношение  твердой  и  жидкой  фазы  1:5,  в  связи,  с  чем  все  дальнейшие

эксперименты  по  исследованию  адсорбционных  характеристик  растворов  органических

соединений были продолжены при соотношении твердой и жидкой фазы 1:5.

Для исследования адсорбционных характеристик вермикулита использовали  нефть и

нефтепродуктыи  органические  соединения.  Данные  зависимости  времени  истечения  от

концентраций  растворов  нефтепродуктов  и  органических    соединений  приведены  на

рисунке 2.

Рисунок  2 - Зависимость  времени  истечения  органическихадсорбтивов  от  исходной

концентрации

Необходимо  отметить,  что  с  увеличением  концентрации  растворов  органических

соединений  наблюдается  пропорциональное  увеличение  времени  истечения  через

адсорбционную колонку, содержащий вермикулит.

Изучение  адсорбции  углеводородов  на  природных  глинистых  минералах  был

применен  газохроматографический  метод  [5],  позволяющий  получить  точные  значения

концентрации  при  заполнении  поверхности – примерно

05

,

0



1

,

0





и  ниже.  Измерения

проводили на хроматографе Хром-3. Количество пробы, вводимой в испаритель колонки

хроматографа,  выбирали  такое,  чтобы  степень  заполнения  поверхности  составляла ≈

0,005.


В  работе  систематизированы  данные  по  очистке  нефти  и  нефтепродуктов  НПЗ

различными методами. Проведен анализ эффективности использования методов в системе

очистки

Проведены физико-химические исследования нефти и нефтепродуктов предприятия ТОО



«ПКОП».

Осуществлена  систематизация  промышленных  адсорбентов  и    определены  параметры

регулирования  геометрической  структуры  слоев  вспученного    вермикулита.В  результате

экспериментальных  исследований  установлено,  что    вермикулит  относится  к

микропористым сорбентам с изменяющимися в процессе адсорбции размерами пор.

Литература

1.Большаков 

 

Г.Ф. 



Восстановление 

и 

контроль 



качества

нефтепродуктов,изд2.,Ленинград,изд.Недра,1982.-350с.

2.Сырманова 

К.К.,Калдыбекова 

Ж.Б.Полифукциональные

сорбенты.Монография,Ш.,2012-168с.

3.Сырманова К.К., Калдыбекова Ж.Б.  Перспективы применения вермикулитов Южного

Казахстана  //Сборник  научных  трудов  IV  международной  научно-практической

конференции  ”Эффективные  строительные  конструкции.  Теория  и  практика”  Пенза,

Россия, 2005.- С.323-327.

4.Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость.- М.: Мир, 1970. – 407с.

УДК 628.316.12



АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОЧИСТКИ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД НПЗ

Хангильдин Р.И., Шарафутдинова Г.М., Хангильдина А.Р.



ГОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»

г. Уфа, РФ

sharafutdinova8@mail.ru

На  нефтеперерабатывающих  заводах  (НПЗ)  для  очистки  сточных  вод  от

нефтепродуктов,  как  правило,  применяют  горизонтальные,  построенные  по  типовому

проекту,  нефтеловушки.  В  применяемых  нефтеловушках  наблюдается  значительная

струйность  рабочего  потока,  когда  он  не  распространяется  равномерно  в    объеме

сооружения,  а  движется  компактной  струей  от  места  впуска  до  выхода.  Это  приводит  к

тому,  что  только  50%  объема  нефтеловушек  полезно  используется.  Оставшиеся  50%

заняты  зонами  циркуляции  и  мертвыми  зонами,  а,  следовательно,  в  процессе  очистки

практически не участвуют [1].  Снижается эффективность очистки.

В  последние  годы  для  очистки  нефтесодержащих  сточных  вод  НПЗ  все  более

широкое    применение  находят  полочные  (тонкослойные)  нефтеловушки,  в  которых

рабочий  объем  разделен  наклонными  пластинами  на  отдельные  зоны  отстаивания,  что

обеспечивает  тонкослойное  отстаивание.  В  таких  отстойниках  практически  исключено

влияние  плотностных  и  конвекционных  потоков  на  процесс  отстаивания,  а  равномерное

распределение  рабочего  потока,  обеспеченное  в  начале  сооружения, сохраняется  по  всей

длине последнего, поэтому коэффициент использования объема может составлять 80-85%.

Тонкослойные  многоярусные  нефтеловушки  имеют  значительно  меньшие  объемы  (в  4-6

раз) и занимают меньшие площади. Их применение позволяет отказаться от отстойников

дополнительного  отстаивания,  так  как  концентрация  нефтепродуктов  в  очищенной  воде,

подаваемой  на  физико-химическую  очистку,  составляет  40-50  мг/л.  Но  результаты

обследования НПЗ показали, что концентрация нефтепродуктов может составлять 150 г/л

и  более.  [2].    При  применении  полочной  нефтеловушки,  процесс  накопления

нефтепродуктов  происходит  очень  быстро.  Поэтому  требуется  постоянное  их  отведение.



В  противном  случае  нефтепродукты  могут  выноситься  с  очищенной  водой.    Это

усложняет эксплуатацию сооружений. Кроме того, тяжелые нефтепродукты, попадающие

в нефтеловушку, прилипают к поверхности пластин в ярусах и в конечном итоге выводят

ее  из  строя.  Поэтому  при  эксплуатации  многоярусной  нефтеловушки  необходимо

определить период замазучивания ярусного пространства с тем, чтобы установить период

между промывками блоков.  Следует уделять внимание подбору материалов для пластин в

блоке  с  низкой  адгезией  к  тяжелым  нефтепродуктам  и  разрабатывать  меры

предупреждения  замазучивания  блочного  пространства.  В  связи  с  этим  ведомственные

указания  ВУТП-97  [3]  рекомендуют  использовать  нефтеловушки  с  параллельными

пластинами  на  потоках  сточных  вод,  содержащих  светлые  нефтепродукты  и  не

содержащих высоковязких нефтепродуктов (гудрон, битум и др.)

Для  более  глубокой  очистки  нефтесодержащих  сточных  вод  от  коллоидных  и

растворенных  загрязнений  на  НПЗ  применяют  методы  коагуляции,  флокуляции,

коалесценции [4].

Наиболее широкое применение в нашей стране нашел метод напорной флотации с

применением  реагентов.  Обследования  флотационных  установок  НПЗ  показывают,  что

при  изменении  концентрации  нефтепродуктов  в  исходной  воде  первой  системы

канализации  в  пределах  120-200  мг/л  их  содержание  в  очищенной  воде  в  среднем  по

заводам  изменяется  в  пределах  30-100  мг/л,  что  соответствует  эффекту  50-60%.

Эффективность  выделения  нефтепродуктов  из  сточных  вод  второй  канализационной

системы  несколько  ниже  40-50%.    Однако  имеются  НПЗ,  на  которых  флотацией

достигается более высокий эффект задержания нефтепродуктов. Это объясняется лучшей

организацией  узла  флотационной  очистки,  а  в  ряде  случаев  недогрузкой  очистных

сооружений. Исследования, выполняемые в лабораторных условиях, показывают, что при

очистке  нефтесодержащих  сточных  вод  НПЗ  методом  флотации  с  коагуляцией

сернокислым алюминием можно добиться содержания нефтепродуктов в очищенной воде

15-25 мг/л, а с применением полиэлектролитов 10-15 мг/л [1]. Это свидетельствует о том,

что применяемые флотаторы не обеспечивают должный эффект очистки и что существует

необходимость интенсификации эксплуатируемых флотационных сооружений.

На  многих  НПЗ  России  реагентная  очистка  производится  на  импеллерных

флотаторах  фирмы  «Беккер  Хьюз»  («Wemco»), но  исследования  проведенные  НИИ

ВОДГЕО    показали,  что  применяемые  зарубежные  импеллерные  флотаторы  не

обеспечивают  стабильный  эффект  очистки.  Имеются  случаи,  когда  эти  сооружения

достаточно эффективны – содержание нефтепродуктов в очищенной воде не превышает 5

мг/л,  но  в  тоже  время  на  некоторых  заводах  содержание  нефтепродуктов  в  воде  после

флотатора значительно выше установленных норм [2].

До  настоящего  времени  на  многих  НПЗ  (ПАО  «Башнефть»)  широкое  применение

находили  песчаные  фильтрыдля  очистки  сточных

вод  после  узла  первичного

нефтеулавливания.  Но  в  процессе    многолетней  эксплуатации    был  выявлен  ряд  их

существенных 

недостатков: 

периодическая 

работа, 


необходимость 

регенерации

фильтрующего 

слоя, 


кальматация 

песчаной 

загрузки, 

периодическая 

замена

фильтрующего  слоя,  отсутствие  механизации  при  замене  загрузки,  дефицитность



песчаной загрузки и увеличение количества сточных вод на 4-5% за счет промывной воды

[5].


Для  повышения  эффективности  очистки  нефтесодержащих  вод  НПЗ  от

эмульгированных  нефтепродуктов  был  исследован  мембранный  метод  очистки  сточных

вод  в  ультрафильтрационной  установке  содержащей  металлокерамическую  мембрану

TRUMEM [6].

Исследования  показали,  что  при  различных  концентрациях  нефтепродуктов  в

исходной воде от 25 до 150 мг/дм

3

, содержание нефтепродуктов в очищенной воде после



мембранной  установки  составляло  не  более  10  мг/дм

3

.  Это  значение  удовлетворяет



требованиям  качества  оборотной  воды  НПЗ - 25  мг/дм

3

.  Данные  об  эффективности



очистки нефтесодержащих сточных вод приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Эффективность очистки нефтесодержащих сточных вод в установке

ультрафильтрации

Концентрация

нефтепродуктов в

исходной воде,

мг/ дм

3

Концентрация нефтепродуктов в



очищенной воде, мг/ дм

3

при рН



Требова-

ния к


оборотной

воде НПЗ,

мг/ дм

3

Эффект



очистки,

%

3



7,5

10

25



5,1

7,4


7,5

25

70,0 - 79,6



50

5,5


8,2

8,1


83,8 - 89,0

100


5,8

8,3


8,6

91,4 – 94,2

150

6,7


9,8

9,4


93,7 - 95,5

Таким образом, использование ультрафильтрационных мембранных установок для

очистки  нефтесодержащих  сточных  вод, позволяет  использовать  эти  воды  в  системе

оборотного водоснабжения НПЗ [7].

Преимущества  ультрафильтрационного  метода  очистки:  простота  и  компактность

установок; высокая эффективность очистки; простота эксплуатации;  возможность полной

автоматизации  установки;  относительно  невысокие  энергозатраты;  не  используются

реагенты в процессе очистки; не увеличивается солевой состав сточных вод.

Литература

1. Пономарев,  В.Г.  Очистка  сточных  вод  нефтеперерабатывающих  заводов  /  В.Г.

Пономарев, Э.Г. Иоакимис, И.Л.Монгайт. - М.: Химия, 1985. - 256 с.

2. Пономарев, В.Г. Новые сооружения для физико-химической очистки нефтесодержащих

сточных  вод  /  В.Г.  Пономарев,  В.Ф.Боев,  И.С.  Чучалин.  [и  др.]      //  Вода  и  экология:

Проблемы и решения. - 2003. - №1. - С. 38-42.

3. Ведомственные  указания  по  технологическому  проектированию  производственного

водоснабжения, 

канализации 

и 

очистки 



сточных 

вод 


предприятий

нефтеперерабатывающей  промышленности  ВУТП – 97. - М.:  Министерство  топлива  и

энергетики РФ, 1997. – 72 с.

4. Способ  очистки  нефтесодержащих  сточных  вод  Назаров  В.Д.,  Русакович  А.А.,

Вадулина Н.В. патент на изобретение RUS 2264993 27.04.2004

5. Магид,  А.Б.  Основные  внедренные  разработки  ГУП  "Институт  нефтехимпереработки

РБ"  по  очистке  сточных  вод  НПЗ  /  А.  Б.  Магид,  А.  В.  Купцов  //  Мир  нефтепродуктов. -

2006. - №2 . - С. 13-14.

6.

Пат.  2232044  Российская  Федерация,  Способ  жидкофазного  разделения  /



Шарафутдинова  Г.М.,  Хангильдин  Р.И.;  Заявл.  03.02.03  г.;  опубл.  10.07.04,  Бюл.  №19.-

С.403.


7.

Абдрахимов, 

Ю.Р. 

Анализ 


химико-технологических 

водных 


систем

нефтеперерабатывающих  и  нефтехимических  предприятий  /  Ю.Р.  Абдрахимов,  Р.И.

Хангильдин, А.Р. Хангильдина // Нефтегазовое дело: электрон. науч. журнал. - 2011. - №6.

- С.222-253.



УДК: 665.65:523.2

ГЕЛИОУСТАНОВКИ ДЛЯ АКТИВАЦИИ АЛЮМОСИЛИКАТОВ

Исенгалиева Г.А., к.т.н., зав.кафедрой экологии,

Гатаулина Г.А., Алмат С.К., магистры естествознания

АРГУ им.К.Жубанова

Развитие  возобновляемой  энергетики,  в  т.ч.  солнечной  утверждено  в  Республике

как приоритетное научное направление.

Национальная  безопасность  любого  государства

1 связана  с  его  устойчивым

развитием,  основой  которого  является  надежное  энергообеспечение.  Поэтому  ученые

всего  мира  работают  над  разными  энергопроектами,  изучают  возможные  энергетические

источники,  основываясь  на  их  сравнении  с  нефтью,  природным  газом  и  углем,  т.е.  с

невозобновляемыми  ресурсами.  Их  доля  в  энергообеспечении  населения  Земли  в

настоящее  время  составляет  соответственно  37,5-38,0;  24,5-25,5  и  25,5  %.  Доля  же

возобновляемых источников (Солнца, ветра, воды) пока незначительна.

Поиски  экологически  чистых  возобновляемых  локальных  источников  энергии,  а

также  новых  способов  ее  передачи  не  менее  актуальны.  Известен  важный  с  этой  точки

зрения  аргумент  в  пользу  солнечной  энергетики – катастрофически  увеличивающийся

парниковый  эффект.  Международное  сообщество  пришло  к  единому  мнению:  главный

виновник  парникового  эффекта – увеличение  содержания  углекислого  газа  в  атмосфере,

что является следствием сжигания углеродного топлива.

Использование солнечной энергии может быть полезно в нескольких отношениях.

Во-первых, при замене ею ископаемого топлива уменьшается загрязнение воздуха и воды.

Во-вторых, замена ископаемого топлива означает сокращение импорта топлива, особенно

нефти.  Наконец,  солнечные  источники  могут  обеспечить  некоторую  защиту,  уменьшая

зависимость от бесперебойного снабжения топливом.

Все процессы на Земле (физические, химические, биологические, технологические

и др.) обычно происходят при нормальной освещенности интенсивностью до 1000 Вт/м

2

, с


длиной волн от 0,29 до 24 мкм, т.е. на каждый 1 м

2

поверхности за 1 ч поступает 8,9·10



28

квантов световой энергии, или в среднем один квант на одну простейшую молекулу в 1 с.

Известно,  что  для  разрушения  простейшей  молекулярной  связи  необходимо

одновременное воздействие не менее восьми квантов света, поэтому заметных изменений

большинства веществ, кроме нагрева, при солнечном свете не наблюдается, т.к. только два

кванта  видимого  излучения  в  случае  их  воздействия  с  атомом  (молекулой),  имеющим

равную  частоту  колебаний,  образуют  электрон  и  позитрон.  С  учетом  пространственного

строения  веществ,  размеров  их  атомов  (молекул)  вероятность  этого  события

(фотоэффекта) весьма мала, и вся квантовая энергия переходит в диссипативные упругие

колебания частиц веществ, повышающие их температуру.

При  концентрировании  (фокусировке)  солнечного  излучения  число  воздействий

квантов  на  каждую  молекулу  возрастает  пропорционально  степени  концентрации,  что

может  превысить  энергию  молекулярных  связей  некоторых  веществ  с  существенными

изменениями  их  свойств,  поскольку  избыточная  (свободная)  энергия  электронов

переходит  в  механическую  энергию  веществ  или  эндотермическую  реакцию.  Эти

процессы  концентрированного  гелиооблучения  могут  проявляться  при  различных

физических,  химических,  биологических  и  технологических  операциях,  реакциях  и

воздействиях [2].

Нами для повышения сорбционных свойств адсорбента за счет увеличения его

пористости было использовано концентрированное солнечное излучение. Активация

алюмосиликата гелиоизлучением проводилась в кварцевом реакторе с перемешиванием

[3, 4].


Изобретение [4] относится к каталитической и адсорбционной химии, в частности к

активации  алюмосиликатов,  применяемых  в  процессах  крекинга  и  адсорбции

углеводородов.

Технический  результат  изобретения – обеспечение  безопасности  и  высокой

активности  процессов  с  применением  алюмосиликатов,  в  частности  адсорбции.  Он

достигается 

тем, 

что 


в 

способе 


активации 

алюмосиликатов 

проводится 

их

предварительное  облучение  концентрированным  солнечным излучением  в  кварцевом



реакторе  с  перемешиванием  при  степени  концентрации  солнечного  излучения  20-60  и

времени облучения 30-60 мин.

Способ  осуществляют  следующим  образом.  Сыпучий  алюмосиликат  подают  в

кварцевый  реактор  гелиоконцентратора,  где  его  механически  перемешивают  и

перемещают  с  заданной  скоростью,  определяемой  длиной  реактора  и  временем

облучения.  В процессе перемешивания и перемещения он обезвоживается, нагревается и

молекулярно  активизируется  за  счет  свободной  энергии  квантов  света,  кратных  частоте

собственных  колебаний.  Облученный  алюмосиликат  подают,  например,  в  процесс

адсорбции или складируют в герметичных емкостях. Солнечную энергию преобразуют с

помощью освоенных средств, например параболоцилиндрических гелиоконцентраторов.

Параболоцилиндрические  гелиоконцентраторы,  которые  могут  быть  модульными,

с тепловой мощностью модуля от 2 до 200 кВт, предназначенные не только для бытовых,

но и для строительных, промышленных объектов, нефтепроводов, космических аппаратов

и др.


Параболоцилиндрический гелиоконцентратор состоит из параболоцилиндрических

поворотных  гелиоотражателей,  в  фокусе  которых  продольно  размещена  нагревательная

труба,  ориентированная  по  направлению  север-юг  и  гидравлически  соединенная  с

системой  отопления  или  питания  парового  турбогенератора.  Для  обеспечения

бесперебойного энергоснабжения служит теплоаккумулятор с рабочей температурой 200-

400


0

С.  Монтируют  параболоцилиндрический  гелиоотражатель  нормально  солнечному

излучению в полдень на дистанциях, устраняющих затенение.

Такая  опытная  установка  мощностью  до  15  кВт  и  мощностью  теплопотребления

зимой  30-50  кВт  изготавливается  на  базе  фирмы  НТЦ  «АЛЭНТ»  в  г.Алматы,  также

проектируются гелиоэлектротепловые станции номинальной мощностью от 1 до 100 МВт.

Алюмосиликат представляет собой пористые гранулы общим диаметром 10

5 мм.



Установлено,  что  воздействие  концентрированным  солнечным  излучением  при

коэффициенте  концентрации  лучей  К=200  приводит  к  суммарному  увеличению  пор.

Эффект  облучения  выявлен  по  методу  Брунауэра – Эммета – Теллера  (БЭТ)  [4].

Результаты исследований приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Изменение свойств адсорбента при гелиооблучении

Адсорбент

SW, м

2



V

ADS


max, см

3



Исходный образец

32,00


153,75

После 30 мин облучения

34,09

227,64


После 60 мин облучения

30,17


184,02

После 90 мин облучения

34,18

257,90


Из  экспериментальных  данных  следует,  что  продолжительность  обработки

образцов гелиоизлучением приводит к увеличению суммарной величины пор (от 153,75 до



257,9  см

3

/г)  и сужению  области  распределения  пор  по  размерам.  Таким  образом,



гелиооблучение 

алюмосиликатного 

адсорбента 

увеличивает 

его 

пористость 



и,

следовательно, повышает его адсорбционную способность.

Список использованной литературы:

1. Надиров Н.К. Энергия нефти или Солнца // Нефть и газ. 2005. №2.С.111-118.

2. Низовкин  В.М.,  Надиров  Н.К.  Физико-химические  эффекты  концентрированного

гелиооблучения  //  Доклады  Второго  Международного  научно-практического

семинара. 2005. С.19-26.

3. Исенгалиева Г.А. Влияние гелиоизлучения на активность

алюмосиликатов // Вестник НАН РК. 2007. №3.С.74-76.

4. Алитурлиева Г.А., Надиров Н.К., Низовкин В.М. Предпатент РК №48731 «Способ

активации алюмосиликатов» от 15.10.2004 г.



Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   35   36   37   38   39   40   41   42   ...   70




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет