Введение к работе
Актуальность темы. Удовлетворение нужд национальной экономики Алжира в значительной степени связано с развитием производств горно-металлургического комплекса. Одним из важнейших предприятий этого комплекса является ртутный завод в Ис-машге, функционирование которого сопровождается образованием около 50 м3/час высокотоксичных /до 20 мг/л ртути,7 сточных вод и примерно 1770 м3/час выхлопных газов, выбрасываемых в атмосферу через 100 м трубу к содержащих в её устье до 40 мг/м3 ртути.
Исключительная опасность техногенной ртути для окружающей среды и человека наряду с расположением названного завода в интенсивно эксплуатируемой и сравнительно плотно заселенной зоне сельскохозяйственных угодий делает задачу глубокой очистки от ртути охарактеризованных выбросов остро актуальной.
Одним из эффективных приемов глубокой демеркуризации подобных выбросов является их контактирование с различными активными углями, в том числе таковыми, синтезированными из растительного сырья. Алжир, не имеющий собственного производства активных углей, распологает весьма значительными и практически неиспользуемыми ресурсами растительного сырья в виде тростни-
ка, плантации которого имеют широкую географию в северных рай-
онах страны.
В связи с изложенным оценка возможности и рациональности переработки названного растительного сырья на активные утлії,, а также использования последних дли демеркуризации впброоог ртутного комплекса в Команде представляет важнейшую длл Лли,.і~ pa научно-практическую задач;%
Цель работы состоит б разработке основ технологии поро::-
- 2 '-ковых активных углей из североафриканского тростніпса, изучении их структурно-адсорбционных параметров и в оценке поглотительной способности по парообразной и находящейся в сточных водах ртути применительно к' условиям Исмаильского ртутного завода.
Работа выполнена в соответствии с координационным планом НИР и ОКР научного совета по адсорбции АН СССР /РАН/ на 1990-Г993 г.Г. /поз. 2.15.3.1., 2.15.3.2., 2.15.3.6./.
Научная новизна. Путем комплексного анализа образцов североафриканского тростника обоснована потенциальная возможность получения на его основе адсорбентов типа активных углей. На основании результатов выполненных исследований определены основные факторы управления процессом пиролиза тростника с цельв получения сырья для производства активных углей, а также таковые, определяющие процесс активации сырцового угля водяным паром, и выявлены рациональные границы исследования этих факторов. В виде математических моделе./ процессов пиролиза и активации установлены зависимости, выражающие связь выхода и поглотительной способности сырцового и активного углей, синтезируемых из тростника, с параметрами, определяющими данные стадии процесса синтеза, и определены оптимальные сочетания величин названных параметров. Показана преобладающая по сравнению с физическим поглощением роль хемосорбционного связывания целевого компонента при извлечении паров ртути из воздуха синтезировашшм из тростника активным углем, импрегнированным хлоридом натрия.
Практическая значимость. Разработан новый процесс синтеза мезопористых активных углей из североафриканского тростника. Определены величины выхода и состав газообразных и конденсирующихся, попутных продуктов этого процесса, показана возможность их использования в качестве топлива. Установлены структурно-
адсорбционные характеристики названных адсорбентов. Оценена их поглотительная способность по ртути при её извлечении из паровоздушных смесей и раствора, имитирующих выбросы ртутного завода в Исмаиле. В условиях этого предприятия осуществлены синтез опытной партии активного угля из тростника, а такие апробация защитных свойств слоя его зерен при демеркуризации отходящих газов ртутного производства. Полученные при этом результаты в целом подтвердили установленные в лабораторішх условиях закономерности. Совокушюстыэ выполненных исследований расширены представления о сырьевой базе для производства активных углей и круге таковых, используемых в задачах сокращения поступления в биосферу техногенной ртути.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на Международном симпозиуме "Проблемы экологии в химическом образовании" /г. Москва, 1990/, Зональной конференции "Обезвреживание и регенерация твердых органических отходов и растворителей" /г. Пенза, 1990/, научно-техническом семинаре "Пути и современные методы решения проблем промышленной экологии" /г. Москва, 1992/, конференции молодых учетах РХТУ им. Д.И.Менделеева /г. Млсква, 1993/.
Публикация результатов. Материалы диссертационной работы изложены в подготовленных в соавторстве 4-х публикациях в различных тематических сборниках.
Основные полокеїг.'я, выносимые на задиту. Автором защиша-этся следующие новые результаты, полученные в итоге выполнения работы:
- Технология мйзопористых активных углей с использованием
з качестве сырья североафриканского тростника.
- Результаты определения технических характеристик и струк-
- 4 -турно-вдсорбциошшх параметров синтезированшх на основе трост-ника углеродных адсорбентов.
Оценку полученного из тростника активного угля как агента демеркуризации выхлопгогх газов и сточных вод ртутного производства.
Данные о технико-экономической эффективности переработки тростника на активные угли и использования последних в задачах очистки от ртути выбросов ртутного производства на примере ме-таллурпгческого комплекса в г. Исмаиле.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и выводов, изложенных на 132 страницах машинописного текста, включающих 3^ рисунков и /# таблиц, содержит список литературы / Юь наименований / и приложение / із стр./, состоящее из технико-экономических расчетов и акта, свидетельствующего о результатах проведенных в условиях производства испытании выполненных разработок.