ТЕРМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ С РАЗЛИЧНЫМ СООТНОШЕНИЕМ ЖИДКИХ И ТВЕРДЫХ ПРОДУКТОВ
Методом термического анализа (Q-дериватограф) изучены процессы, происходящие при нагревании на воздухе индивидуальных нефтесодержащих отходов (НСО) - жидкого и донного (твердого) нефтешламов, осадка биологических очистных сооружений (БОС) и их смесей различного состава. На термограммах образцов индивидуальных НСО присутствуют два основных эффекта, сопровождающихся уменьшением массы материалов. Первый эффект, эндотермический, наблюдается при нагреве НСО до 140-200ОС (таблица) и может быть связан с удалением из материалов воды и других летучих веществ.
Таблица 1. Состав и термические свойства образцов НСО и их смесей.
|
№ об-разца |
Содержание, % по массе |
1 эффект |
2 эффект |
||||
|
Жидкий нефтешлам |
Донный не-фтешлам |
Осадок БОС |
Интервал тем-пературы, ОС |
Потеря массы, % |
Интервал тем- пературы, ОС |
Потеря массы, % |
|
|
1 |
100,0 |
0 |
0 |
20-140 |
58,0 |
140-660 |
95,5 |
|
2 |
0 |
100,0 |
0 |
20-150 |
10,8 |
150-830 |
50,5 |
|
3 |
0 |
0 |
100,0 |
20-200 |
85,5 |
200-650 |
94,1 |
|
4 |
60,0 |
20,0 |
20,0 |
20-180 |
73,5 |
180-680 |
91,5 |
|
5 |
20,0 |
60,0 |
20,0 |
20-160 |
30,0 |
160-815 |
64,0 |
|
6 |
20,0 |
20,0 |
60,0 |
20-180 |
63,0 |
180-750 |
84,6 |
|
7 |
67,0 |
0 |
33,0 |
20-180 |
78,0 |
180-650 |
94,1 |
Самое малое количество летучих веществ содержит донный нефтешлам - 10,8% по массе. Наибольшая потеря массы происходит при нагреве осадка БОС - 85,5% по массе. Сравнение термограмм жидкого нефтешлама показывает, что снижение скорости нагрева вещества с 10 до 2О/мин не влияет на ход процесса удаления летучих веществ на первом этапе. Поэтому, для удаления из НСО летучих веществ при термическом обезвреживании отходов будет достаточным пребывание материалов в зоне сушки печи при температуре 160-200ОС в течение 15-20 мин.
При последующем нагревании НСО на термограммах проявляется второй, экзотермический, эффект (таблица), связанный с выгоранием содержащихся в материалах нефтепродуктов (нефтешламы), органических и биологических остатков (осадок БОС). Температура самовоспламенения исследованных материалов на воздухе увеличивается в ряду: жидкий нефтешлам →донный нефтешлам → осадок БОС и составляет соответственно 340, 370 и 410ОС. Расчет количества теплоты, выделяющейся при горении нефтешламов дает следующие величины (кдж/г исходного образца): жидкий нефтешлам = 11,6±1,0 и донный нефтешлам = 7,8±0,8. Из термограмм следует, что масса твердых остатков, образующихся после сжигания исследованных НСО при 1000ОС составит (% от массы исходного НСО): донный нефтешлам - 49,5, жидкий нефтешлам - 4,5 и осадок БОС - 5,9.
При нагревании смесей НСО происходят те же процессы, что и при сжигании индивидуальных материалов. Однако изменение состава образцов вносит свои особенности в ход этих процессов. Так, увеличение в смеси НСО содержания жидкого нефтешлама способствует удалению летучих веществ из материала при его нагреве, а повышение в смеси доли донного нефтешлама наоборот затрудняет ход этого процесса. К окончанию первого эффекта (Т=160-180ОС) из смеси НСО, содержащей преимущественно жидкий нефтешлам выделяется 73,5% летучих веществ, а содержащей преимущественно донный нефтешлам - около 30%. Расчеты, проведенные с учетом состава смесей и наблюдаемой потери массы при нагревании индивидуальных НСО показывают, что эти величины должны составлять соответственно 54,0 и 54,3% по массе. Можно полагать, что жидкий нефтешлам выполняет роль своеобразного экстрагента, который способствует последовательному переходу летучих веществ из твердых компонентов смеси (осадок БОС и донный нефтешлам) в жидкую и затем в газовую фазы. В свою очередь, присутствие донного нефтешлама затрудняет испарение летучих компонентов из смеси, возможно, из-за их адсорбции на поверхности минеральных частиц, входящих в состав донного нефтешлама.
При нагреве смесей НСО выше 200 250ОС происходит выгорание содержащихся в них нефтепродуктов, а также - органических и биологических остатков. Температура самовоспламенения смесей НСО (и интенсивность их горения) зависит от соотношения компонентов и находится для исследованных образцов в интервале 350-390ОС. Процесс горения смесей НСО, как и индивидуальных НСО, в принятых условиях проведения термического анализа завершается к 650-750ОС. Количество образующейся при полном сжигании смесей НСО золы достаточно хорошо совпадает с результатами расчета по данным о составе смесей и общей потере массы при нагревании индивидуальных НСО.
Золы от сжигания донного и жидкого нефтешламов относятся к отходам четвертого класса опасности для окружающей природной среды, а зола от сжигания осадка БОС - к отходам третьего класса. Понизить токсичность золы от сжигания осадка БОС можно путем ее разбавления - смешения с менее токсичным отходом. Расчеты показывают, что для перевода отхода в 4-й класс опасности достаточным будет 2-4-х кратное разбавление золы. Отсюда, если ставится цель получить наименее токсичный остаток после сжигания НСО, то на термическое разложение целесообразно направлять не индивидуальные НСО, а их смеси. В том случае, когда предполагается разместить твердые остатки от сжигания НСО на полигоне промотходов и необходимо минимизировать объем образующейся золы, можно рекомендовать использовать в качестве разбавителя (и дополнительного источника тепловой энергии) только жидкий нефтешлам: в результате сжигания такой смеси количество образующегося твердого остатка составит около 6% от массы поступившей на утилизацию смеси, а по опасности для ОПС этот отход будет относиться к 4 классу.
Результаты исследования поведения НСО и их смесей при нагревании позволяют выбрать условия сжигания отходов, при которых обеспечиваются минимальные энергетические затраты на их ликвидацию и образуются наименее опасные для окружающей природной среды твердые остатки.
Работа представлена на V научную конференцию «Успехи современного естествознания», 27-29 сентября 2004г., РФ ОК «Дагомыс», г. Сочи
Отзывы (через Facebook):
Оставить отзыв с помощью аккаунта FaceBook:
Статья в формате PDF 90 KB...
04 08 2021 10:18:14
Статья в формате PDF 278 KB...
02 08 2021 22:17:12
Статья в формате PDF 103 KB...
01 08 2021 20:20:16
Статья в формате PDF 123 KB...
31 07 2021 6:10:30
Статья в формате PDF 113 KB...
30 07 2021 23:40:37
Статья в формате PDF 102 KB...
29 07 2021 23:54:12
Статья в формате PDF 120 KB...
28 07 2021 4:21:41
Статья в формате PDF 122 KB...
27 07 2021 3:23:58
Статья в формате PDF 138 KB...
26 07 2021 21:18:58
Статья в формате PDF 110 KB...
25 07 2021 4:57:21
Статья в формате PDF 106 KB...
24 07 2021 17:52:38
Статья в формате PDF 97 KB...
23 07 2021 12:43:45
Статья в формате PDF 174 KB...
22 07 2021 16:56:12
Статья в формате PDF 104 KB...
21 07 2021 16:53:55
Статья в формате PDF 103 KB...
20 07 2021 18:20:38
Статья в формате PDF 98 KB...
19 07 2021 23:24:13
Статья в формате PDF 242 KB...
18 07 2021 14:29:55
Статья в формате PDF 95 KB...
17 07 2021 15:17:21
Статья в формате PDF 114 KB...
16 07 2021 5:55:40
Статья в формате PDF 306 KB...
15 07 2021 7:44:51
Статья в формате PDF 121 KB...
14 07 2021 4:36:52
Статья в формате PDF 99 KB...
13 07 2021 18:36:20
Статья в формате PDF 128 KB...
12 07 2021 7:46:44
Статья в формате PDF 119 KB...
11 07 2021 3:53:41
Статья в формате PDF 104 KB...
10 07 2021 20:16:59
Статья в формате PDF 542 KB...
09 07 2021 15:51:24
Статья в формате PDF 105 KB...
08 07 2021 7:40:25
Статья в формате PDF 232 KB...
07 07 2021 5:15:40
Статья в формате PDF 124 KB...
06 07 2021 17:47:41
Статья в формате PDF 311 KB...
05 07 2021 18:54:52
Статья в формате PDF 106 KB...
04 07 2021 1:20:37
Статья в формате PDF 130 KB...
03 07 2021 13:39:46
Статья в формате PDF 121 KB...
02 07 2021 7:53:46
Статья в формате PDF 193 KB...
01 07 2021 21:18:52
Установлены специфические особенности микробного населения почв мерзлотных горно-таежных техногенных ландшафтов Эльконского ураново-рудного района на территории Южной Якутии. Такие как высокая численность эколого-трофических групп микроорганизмов (2,0·103–7,6·107 кл/г), сопоставимая с плотностью микробов в лугово-степных почвах Центральной Якутии и особый характер распределения их по профилю почв в зависимости от содержания в них урана. В почве радиоактивно-загрязненного разреза с уменьшением содержания урана до 161 мг/кг наблюдается увеличение численности всех исследованных групп микроорганизмов. В остальных образцах данного разреза с увеличением содержания урана в почве наблюдается исчезновение или спад численности микроорганизмов на 1–2 порядка. В отличие от загрязненного разреза в почве нативного ландшафта численность микроорганизмов остается достаточно высокой по всему почвенному профилю. ...
30 06 2021 13:24:50
Статья в формате PDF 251 KB...
28 06 2021 12:23:20
Исследованы вопросы влияния давления, относительной влажности и температуры атмосферы на давление воздуха в шине 175/70R13 легкового автомобиля В А З на основании данных Г У « В Н И И Г М И- М Ц Д» по постам (станциям) о температуре воздуха, относительной влажности и атмосферном давлении на уровне станции по природно – климатическим поясам России. Вопросы влияния климатических характеристик на давление в автомобильных шинах рассмотрены для летнего периода, который является наиболее нагруженным в году периодом в плане эксплуатации автомобиля. Исследования выполнены методом случайной выборки с использованием данных срочных наблюдений по постам Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Изменения давления в шине в течение рабочей смены значительно влияют на управляемость, надежность и экономическую эффективность эксплуатации автотранспорта. ...
27 06 2021 23:17:16
Статья в формате PDF 116 KB...
26 06 2021 23:13:46
Статья в формате PDF 98 KB...
25 06 2021 22:52:35
Ранее авторами была показана применимость плазмоподобной теории растворов для расчетов эквивалентной электропроводности растворов различных электролитов в воде и этаноле. В данной статье были экспериментально измерены значения электропроводности хлороводорода в четырех н-спиртах (этаноле, пропаноле, бутаноле и пентаноле) при различных температурах (278-328 К), а также получены расчетные значения электропроводности. Сделан вывод о хорошем соответствии расчетных данных экспериментальным. ...
24 06 2021 9:21:47
Предложен арсенал эмбриональных белков – потенциальных маркеров опухолей яичников. Испытано более десятка новых эмбриональных белков, но строго специфичного белка для диагностики опухолей яичников не обнаружено; наиболее перспективным маркером остается С О В А-1. Достойное внимание уделено особенностям эволюции и механизму раннего распространения опухолевого процесса. Обсуждается роль беременности – как средства профилактики опухолевого заболевания яичников. В работе предпринята попытка осмыслить истоки и логику заболевания. ...
23 06 2021 14:51:22
Статья в формате PDF 118 KB...
22 06 2021 6:44:57
Статья в формате PDF 115 KB...
21 06 2021 23:57:27
Статья в формате PDF 119 KB...
20 06 2021 6:40:24
Статья в формате PDF 120 KB...
18 06 2021 0:16:45
Статья в формате PDF 166 KB...
17 06 2021 4:56:16
Статья в формате PDF 131 KB...
16 06 2021 16:25:50
Еще:
Обзоры -1 :: Обзоры -2 :: Обзоры -3 :: Обзоры -4 :: Обзоры -5 :: Обзоры -6 :: Обзоры -7 :: Обзоры -8 :: Обзоры -9 :: Обзоры -10 :: Обзоры -11 ::
Последовательность подготовки научной работы может быть такой: