WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 18 |

«ИЗВЕСТКОВЫЕ ПОГЛОТИТЕЛИ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Москва, 2012 1 УДК 661.18366.074.7 ББК Л113.23-1 Г523 Рецензенты: Доктор химических наук, профессор Санкт-Петербургского ...»

-- [ Страница 1 ] --

Н.Ф. Гладышев, Т.В. Гладышева,

Б.В. Путин, С.Б. Путин

ИЗВЕСТКОВЫЕ

ПОГЛОТИТЕЛИ

НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

Москва, 2012

1

УДК 661.18366.074.7

ББК Л113.23-1

Г523

Рецензенты:

Доктор химических наук, профессор Санкт-Петербургского

государственного технологического университета, Лауреат премии Правительства Российской Федерации в области науки и техники Г.К. Ивахнюк Доктор химических наук, профессор кафедры общей и неорганической химии Воронежского государственного университета Г.В. Семенова Гладышев Н.Ф., Гладышева Т.В., Путин Б.В., Путин С.Б.

Известковые поглотители нового поколения. – М. : ИздаГ тельский дом «Спектр», 2012. – 136 с. – 400 экз.

ISBN 978-5-904270-98- Обоснованы основные критерии совершенствования химических поглотителей СО2 с целью улучшения эксплуатационных показателей их качества: повышение эффективности работы химического поглотителя, улучшение защитных, эксплуатационных и эргономических характеристик средств химической регенерации воздуха на основе научно-технической информации и экспериментальных исследований. Представлены принципиально новые подходы к получению хемосорбента на основе гидроксида кальция в виде сорбирующего материала, которому можно придать любые формы (листы, ленты, пластины, рулоны и др.). Разработана математическая модель для расчета реальных режимов использования известкового поглотителя в средствах очистки воздуха.

Для научных работников, инженеров, аспирантов, магистрантов и студентов, специализирующихся в области разработки технологии, исследования и практического применения хемосорбентов кислых газов. Представляет интерес для широкого круга специалистов, применяющих средства защиты индивидуального, коллективного типа и любителей дайвинга.

УДК 661.18366.074. ББК Л113.23- © Н.Ф. Гладышев, Т.В. Гладышева, ISBN 978-5-904270-98- Б.В. Путин, С.Б. Путин, роблема очистки газовоздушной среды от диоксида углерода существует в различных отраслях промышленности и техники, например, в процессах обработки природного газа, получения водорода путем паровой конверсии углеводородов, криогенного разделения воздуха, создания защитных атмосфер в металлургии, производстве полимеров и др. Изучение процессов улавливания, хранения и утилизации диоксида углерода CO2 поставлено в ряд наиболее приоритетных задач в связи с проблемой глобального потепления и изменения климата, предусматривая значительное снижение техногенных выбросов газа.

Существует большое количество приемов очистки газа от повышенной концентрации диоксида углерода, например, для накапливания и длительного хранения СО2 используется способ закачивания газа в геологические породы, где диоксид углерода образует карбонаты.

Известен способ хранения СО2 в океане на больших глубинах и способ минерализации (подобие естественной эрозии) [1 – 15]. Эти направления, конечно же, не рассматриваются для решения проблемы жизнеобеспечения человека. Эффективное удаление СО2 необходимо для создания условий нормальной жизнедеятельности людей в условиях замкнутого пространства, поскольку накопление диоксида углерода смертельно опасно для человека.

В настоящее время используются различные способы очистки газа:

абсорбционный, адсорбционный, каталитический, термический и др.

Основными методами удаления СО2 считаются абсорбционные и адсорбционные [16 – 26].

Примерами абсорбционной очистки газов от диоксида углерода могут служить: очистка водными растворами этаноламинов, растворами солей щелочных металлов, карбонатов, физическая абсорбция органическими растворителями и др. Данные способы очистки достаточно распространены в промышленности, однако им свойственны некоторые недостатки, которые ограничивают дальнейшее расширение их области применения. К таким недостаткам можно отнести: присутствие опасных веществ (аммиака) в технологическом процессе, способствующих коррозии оборудования, большие энергозатраты на осуществление процесса, потеря значительного количества растворителя на испарение, низкая степень извлечения CO2 и др. [27 – 47].

Практически важные процессы удаления СО2: криогенный, мембранный и адсорбционные, включая PSA (Pressure swing adsorption) – процессы, основанные на адсорбции при повышенном и десорбции при атмосферном (или даже пониженном) давлении, что устраняет необходимость расхода тепла при десорбции. TSA (Temperature swing adsorption) – традиционный метод проведения адсорбционных процессов в циклах адсорбции–десорбции при различных температурах.

Полный технологический цикл включает стадии адсорбции, нагрев слоя адсорбента, стадию десорбции и стадию охлаждения перед проведением следующего цикла. Необходимость периодического нагревания и охлаждения слоя адсорбента осложняет использование этого метода и является его главным недостатком. Для TSA восстановление может занять несколько часов, в то время как для PSA оно может выполняться за несколько секунд. По этой причине некоторые авторы считают, что PSA является технически и экономически более реальным процессом, чем TSA.

Альтернативные процессы регенерации, например VSA (vacuum swing adsorption), работают в условиях окружающей температуры и давления, десорбция осуществляется при более низком давлении. Эта технология представляется перспективной вследствие относительно низкого энергопотребления и простоты эксплуатации. В ESA (electric swing adsorption) повышение температуры осуществляется путем передачи электроэнергии через проводник (эффект Джоуля). Главный недостаток этих процессов – необходимость охлаждения и сушки газов [48 – 71].



Криогенные процессы широко используются для получения CO высокой чистоты. Сложность применения данного метода состоит в том, что если существуют другие компоненты в газовой смеси с температурой замерзания выше нормальной рабочей температуры, то они должны быть удалены до охлаждения газовой смеси, чтобы избежать замораживания и возможной остановки процесса. Другая проблема – большое количество энергии, требуемой для обеспечения необходимого охлаждения. Поэтому криогенные процессы могут использоваться только в особых случаях [72 – 78].

Мембранное разделение основано на различной проницаемости компонентов газовой смеси. Существуют два класса мембран: полимерные и неорганические.

К первой группе относятся мембраны на основе полидиметилсилоксана, полиметилметакрилата, поливинилтриметилсилана и др. Неорганические мембраны представлены, в основном, мембранами на основе цеолитов типа NaY, KY и пористыми стеклами.

Полимерные мембраны относительно дешевы и обладают высокой селективностью по отношению к CO2. К недостатку данных мембран относится невозможность их применения для очистки технологических газов при повышенных температурах из-за их деструкции. Неорганические мембраны являются менее склонными к засорению и разрушению при повышенных температурах процесса, однако они гидрофильны и эффективность их использования сильно зависит от присутствия паров воды в газовой смеси [79 – 96].

В настоящее время наиболее перспективным методом очистки технологических газов от CO2 считается физическая и (или) химическая адсорбция. Химические адсорбенты (поглотители) способны обеспечивать очистку от CO2 при более высоких температурах. Промышленно используемые адсорбенты для этих процессов: цеолиты, пористые угли, нерегенерируемые и регенерируемые химические поглотители, высокотемпературные регенерируемые поглотители, т.е.

работающие в циклах сорбция–десорбция.

Примером высокотемпературных регенерируемых поглотителей для селективного поглощения СО2 могут быть: прокаленные доломиты, гидроталькиты, силикаты и цирконаты щелочных металлов, оксид кальция, модифицированный катионами щелочных металлов (лития, натрия, калия, рубидия, цезия или их смесей). Такие поглотители способны удалять диоксид углерода из газовых смесей при температуре 400 – 900 °С [97 – 109].

Большое внимание уделяется разработке новых высокотемпературных адсорбентов СО2 [110 – 148]. К примеру, в начале нового столетия развитие получил адсорбент из цирконата лития, способный поглощать СО2 в 400 раз больше собственного объема, другой сорбент – силикат лития, является весьма эффективным при температуре 250…550 °C, давлении – 0…20 атм, концентрации CO2 – 2…20 % и в присутствии загрязняющих веществ, таких, как сероводород. Кроме того, сорбент показал хорошую устойчивость при термоциклических испытаниях. Силикат лития поглощает СО2 в 30 раз быстрее, чем цирконат лития при высоких температурах, он на 15 % дешевле цирконата лития и на 70 % легче по весу.

Имеется сообщение фирм Toshiba Corp. и Toshiba Ceramics Co., Ltd. (Япония) – ведущих производителей керамических материалов, о получении силиката лития, способного поглощать СО2, начиная цикл при малых скоростях от комнатной температуры. С ростом температуры скорость сорбции значительно увеличивается. Десорбция осуществляется при высокой температуре.

В последние два десятилетия получил развитие класс кристаллических пористых материалов на основе металлоорганических систем (Metal-organic frameworks – MOF) как адсорбентов или мембранных материалов для сепарации газа. В качестве носителя применена металлорганическая каркасная структура. MOF – гибридные цеолитоподобные материалы, содержащие органические линкеры (например, остатки бензолполикарбоновой или бифенилкарбоновой кислоты) и неорганические узлы. В узлах решетки – кластеры в виде неорганических оксометаллатных многогранников, содержащих ионы цинка, меди, кобальта и других металлов.

Как и для большинства пористых материалов, адсорбция и поглощение СО2 в MOF зависит от размера/объема пор и удельной площади поверхности.

Разработано большое количество способов синтеза для получения MOF различной пористости и свойств: сольвотермальный (в том числе гидротермальный), твердофазный и микроволновой.

На сегодня несколько тысяч видов металлоорганических систем были синтезированы и охарактеризованы конструктивно, различают «жесткие» и «мягкие» MOF. Известны более 100 отдельных видов однокомпонентных MOF, способных адсорбировать СО2. Разработаны MOF, способные одновременно адсорбировать несколько газов, например диоксид углерода, метан и др. Хорошо изучены свойства этих материалов:

изотермы адсорбции, поглотительная способность различных газов, селективная адсорбция газов, кинетика поглощения, термодинамические характеристики, сорбционная способность при высоких давлениях, теплоты адсорбции, циклическая и термическая стабильности. Время адсорбции/десорбции очень важно для практического применения этих материалов. Так, например, MOF-5 при адсорбции/десорбции при 30 и 300 °C и атмосферном давлении не выдерживает 10 циклов, а свыше 400 °C не способен адсорбировать СО2. В качестве мембран MOF-5 обладают слабой селективностью для CO2.

MOF являются перспективными материалами для хранения газов.

Подходящий размер пор для хранения СО2 составляет около 10… при низких давлениях и температурах. MOF получают нано- и макроразмеров в виде порошков, блоков, пленок и др.

Это направление вызывает большой интерес исследователей различных стран (США, Япония, Италия, Китай и др.), о чем свидетельствует массив патентной и научно-технической информации, так, если на 2000 г. приходилось порядка 70 публикаций, то в 2010 г. это число возросло до 200.

Однако широкого практического применения металлоорганические системы пока не получили, поскольку необходимы дальнейшие исследования, чтобы решить ряд проблем, которые не позволяют внедрить этот класс веществ в качестве адсорбентов газов. Например, газовые потоки в промышленной адсорбции CO2 всегда содержат влагу, что существенно снижает сорбирующие характеристики MOF.



Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 18 |
 



Похожие работы:

«РДЩИВАНИЕ ОВОЩЕЙ В ГИДРО­ ПОННЫХ ТЕПЛИЦАХ Э. А. АЛИЕВ кандидат биологических наук р ВЫРАЩИВАНИЕ ОВОЩЕЙ В ГИДРО­ ПОННЫХ ТЕПЛИЦАХ ВТОРОЕ ИЗДАНИЕ, ПЕРЕРАБОТАННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ Киев Урожай 1985 Отредактированно Администрацией www.Ponics.ru 42.34. Алиев Э. А. А50 В ы р а щ и в а н и е овощей в гидропонных теплицах. — 2-е изд., д о п. и перераб.— К.: У р о ж а й, 1985.— 160 с, ил. В книге освещены вопросы приготовления и корректировки питатель­ ных растворов, подготовки субстрата, регу.шроп.шня...»

«Предмет зеленой химии привлекает огромное внимание научных и промышленных предприятий практически во всех странах с развитой промышленностью Понятно, что принципы зеленой химии должны вызывать сильный интерес в странах, имеющих многочисленные промышленные производства. Одной из таких стран является Россия, которая с давних пор известна как страна с развитой химической промышленностью. К сожалению, химическая промышленность в настоящий момент обладает некоторыми ресурсозатратными производствами...»

«Кафедра химии БИОХИМИЯ С ОСНОВАМИ МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ СД(М).Ф.6 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ Направление 050100.62 Естественнонаучное образование Профиль Химия (Квалификация: Бакалавр естественнонаучного образования) КРАСНОЯРСК 2011 УМКД составлен к.х.н., доцентом Г.И. Золотаревой, ст. преп. В.А. Бересневым Обсуждён на заседании кафедры химии: 06 мая 2009 г., протокол №12 Заведующий кафедрой Л.М. Горностаев Одобрено научно-методическим советом специальности: 04 июня 2009 г....»

«ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ НАУКИ И КАДРОВ УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРОГРАММА вступительного экзамена на вторую ступень высшего образования (магистратуру) по специальности 1-74 80 01 Агрономия 2 ВВЕДЕНИЕ Магистерская подготовка по специальности Агрономия ориентирована на научно-исследовательскую, научно-педагогическую и производственную деятельность специалистов с углубленными общенаучными знаниями и знаниями в области агрономии. Прием в...»

«Химия для любознательных. Основы химии и занимательные опыты. Erich Grosse, Christian Weissmantel Chemie selbst erlebt. Das kannst auch du das chemie-experimentierbuch 2-е русское изд. - Л.:Химия, 1985—Лейпциг, 1974. Перевод с немецкого Л. Н. Исаевой под ред. Р. Б. Добротина (гл. 1—3) и А. Б. Томчина (гл. 4—8) © Urania-Verlag Leipzig-Jena-Berlin. Verlag fur popularwissenchaftliche Literatur. Leipzig, 1968 © Перевод на русский язык, Издательство Химия, 1978 OCR and Spellcheck Афанасьев Владимир...»

«ВЫРАЩИВАНИЕ РАСТЕНИЙ БЕЗ ПОЧВЫ ИЗДАТЕЛЬСТВО ЛЕНИНГРАДСКОГО УНИ11ЕРСИТЕТА I960 Печатается по постановлению Редакционно-издательского совета Лонин.-радского университета В книге излагаются основы современных мето­ дов промышленного выращивания растений без почвы. Описываются различные типы установок, приводятся рецепты питательных растворов, особенности ухода за растениями при в ы р а щ и в а н и и без почвы, подробно из­ л а г а ю т с я методы контроля за химическим составом пи­ тательного...»

«Самуил Яковлевич Маршак Произведения для детей (Том 1) СКАЗКИ. ПЕСНИ. ЗАГАДКИ. ВЕСЕЛОЕ ПУТЕШЕСТВИЕ ОТ А ДО Я. СТИХИ РАЗНЫХ ЛЕТ. ПОВЕСТИ В СТИХАХ Содержание О СЕБЕ СКАЗКИ. ПЕСНИ. ЗАГАДКИ ВЕСЕЛОЕ ПУТЕШЕСТВИЕ ОТ А ДО Я СТИХИ РАЗНЫХ ЛЕТ ПОВЕСТИ В СТИХАХ ПРИМЕЧАНИЯ Маршак Самуил Произведения для детей (Том 1) Подготовка текста и примечания В. И. Лейбсона О СЕБЕ {А втобиография-предисловиеоктября старогонаписанная им для сборника избранных стиховстраницах краткой автобиографии долгую жизнь, полную С....»

«2014 Каталог 2013 Мы рады, что Вы держите в руках новый каталог нашей продукции! Однако особенно нас радует, когда Вы лично обращаетесь к нам с Перед Вами – 252 страницы, каждая из которых вопросами! рассказывает о многочисленных полезных изделиях, используемых для манипуляций с опасными жидкостями, для ручного отбора проб, не говоря уже о +49 7635 8 27 95-0 широчайшем ассортименте ёмкостей, а также промышленного и лабораторного оборудования. +49 7635 8 27 95-31 Кроме того, в нашем каталоге Вы,...»

«Целебный цикорий Николай Даников 2 Книга Николай Даников. Целебный цикорий скачана с jokibook.ru заходите, у нас всегда много свежих книг! 3 Книга Николай Даников. Целебный цикорий скачана с jokibook.ru заходите, у нас всегда много свежих книг! Николай Даников Целебный цикорий 4 Книга Николай Даников. Целебный цикорий скачана с jokibook.ru заходите, у нас всегда много свежих книг! С глубокой благодарностью моему сыну Дмитрию, который помогает мне в работе, посвящаю 5 Книга Николай Даников....»

«Предисловие Глава I: Знакомство с основами аквариумной химии Глава II: От Амазонки до Амура Глава III: Химическая лаборатория аквариумиста Глава IV: Декоративный аквариум в интерьере Современный аквариум и химия И. Г. Хомченко, А. В. Трифонов, Б. Н. Разуваев. ПРЕДИСЛОВИЕ Аквариумистика в настоящее время приобрела большую популярность во всем мире. Значительно увеличилось число растений, рыб и других животных, которых содержат любители в своих домашних водоемах. Заметно возросли требования к...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.