ВУГЛЕЦЕВІ СОРБЕНТИ ДЛЯ ЛІКВІДАЦІЇ НАФТОВИХ ЗАБРУДНЕНЬ

summary

У вступі викладено загальний стан проблеми, обґрунтовано актуальність роботи, сформульовано мету та визначено задачі дослідження, наукову новизну і практичне значення одержаних результатів.

Перший розділ присвячено аналізу науково-технічної і патентної літератури про сучасний стан проблеми очистки водних басейнів від забруднення нафтою та продуктами її переробки. Розглянуто можливості використання кожного з методів, показано їхні переваги та недоліки.

Детально розглянуто сучасні уявлення про можливість використання сорбційного методу для вирішення даної проблеми, проаналізовано літературні дані про вплив природи сорбційних матеріалів на їхні нафтопоглинальні властивості. Аналіз наукової інформації свідчить про перспективність використання сорбентів на основі рослинної сировини: відходів деревообробної промисловості, сільськогосподарської діяльності і листя дерев, які вивчені недостатньо.

На основі проведеного аналізу літературних джерел визначено наукові задачі, вирішення яких дає змогу досягти головної мети роботи.

У другому розділі розглянуто та описано методи отримання та дослідження вуглецевих та змішаних сорбентів на основі рослинної сировини, дано опис установки для одержання вуглецевих сорбентів.

Для роботи було вибрано вуглецеві матеріали рослинного походження, одержані із відходів: деревообробної промисловості (тирса), сільського господарства (солома) і комунальних служб (листя дерев) у режимі низькотемпературної одностадійної карбонізації. Досліджено також змішані вуглець-вуглецеві та вуглець-мінеральні сорбенти.

Представлено методики вивчення одержаних зразків сорбційних матеріалів: мікрофотографічний, потенціометричний, термічний, спектральний (ІЧ- та ЕПР-спектроскопія) аналізи, гравіметричний метод за сорбцією парів бензолу та води. Матеріали досліджено на плавучість, гідрофобність, наявність та природу різних поверхневих функціональних груп (шляхом титрування сорбентів основами різної сили – лугом, карбонатом та бікарбонатом натрію), насипну щільність, зольність та питому поверхню, теплоту змочування. Детально описано методики сорбції нафти та нафтопродуктів з водних розчинів у статистичних і динамічних умовах.

Третій розділ присвячено оптимізації процесу одержання вуглецевих сорбентів на основі рослинної сировини різного типу і змішаних матеріалів рослинного походження. Описано методи отримання сорбентів: низькотемпературну одностадійну карбонізацію і змішування.

Карбонізацію вихідної сировини проводили в електричній муфельній печі SNOL у режимі низькотемпературної одностадійної карбонізації при температурі 250-450⁰С з інтервалом 50⁰С, при тривалості термообробки від 3 до 15 хвилин з інтервалом 3 хвилини.

Встановлено, що найважливішими серед технологічних показників процесу карбонізації є вологість сировини, температура та тривалість термообробки. За сукупністю одержаних результатів найбільш технологічним є проведення процесу карбонізації при температурі 300-310⁰С впродовж 8-10 хвилин, використовуючи сировину з вологістю 15%. За таких умов стає можливим одержати вуглецеві сорбенти з оптимальними експлуатаційними характеристиками.