БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ КОНФЕРЕНЦИИ

<< ГЛАВНАЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

загрузка...

Pages:     | 1 |   ...   | 14 | 15 || 17 | 18 |   ...   | 33 |

«Саратовский государственный технический университет ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ГОРОДОВ Сборник научных трудов Под редакцией профессора Т.И. Губиной Саратов 2007 УДК 520 Э ...»

-- [ Страница 16 ] --

Таким образом, разработана методика проведения опыта пиролиза биомассы на рабочей установке проточного типа;

исследованы растительные образцы. Установлены ряды эффективности исходного сырья для пиролиза биомассы. Получено, что древесные образцы являются наиболее ценным сырьем для пиролиза биомассы. Процесс пиролиза, протекающий при температуре 500°С, дает жидкие смолообразные продукты достаточно сложного химического состава, содержащие соединения с карбонильными и карбоксильными группами, эфиры, спирты.

Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского

РАЗРАБОТКА КАТАЛИЗАТОРА ГИДРИРОВАНИЯ

Проблема детоксикации технологических газовых выбросов от СО является весьма актуальной. Ведь угарный газ является сильнейшим ядом, к тому же СО при обычных условиях не окисляется кислородом воздуха. С другой стороны, ресурсы нефти и природного газа ограничены, а в странах, где имеются большие запасы угля, разрабатываются проекты получения метана газификацией угля и последующей метанизацией синтез-газа. Важное преимущество синтез-газа состоит в том, что он может быть получен практически из любого углеродсодержащего сырья (угля, бытовых и сельскохозяйственных отходов).

Важнейшей стадией превращения СО в каталитических процессах является активация молекулы СО, которая достигается в результате координации ее с соединениями переходных металлов, выступающих в качестве катализаторов. Поэтому создание универсального катализатора, обладающего высокой активностью и селективностью, большой механической прочностью, термостойкостью и продолжительным сроком службы, является важной задачей.

Известные нанесенные катализаторы метанирования оксида углерода (IІ) предполагают в основном их использование при гидрировании малых концентраций СО применительно к задачам очистки технологических газов. Применение таких катализаторов в случае высоких концентраций оксидов углерода приводит к интенсивному локальному перегреву и снижению активности катализатора. Одним из путей преодоления данного осложнения может быть использование чисто металлических катализаторов, обладающих высокой теплопроводностью, активностью и термостабильностью.

Ниже представлены результаты исследования кинетики реакции синтеза метана гидрированием оксида углерода (IІ) на образцах катализаторов, приготовленных в рамках технологии порошковой металлургии, — чисто металлических таблеточных катализаторах из спеченного карбонильного никеля с добавкой никеля Ренея.

Для приготовления катализаторов использовался порошок карбонильного никеля фракции 0,25 мм и ниже. Порошок сплава (30% Ni + 70% Al) фракции 0,25 - 0,5 мм выщелачивали в 6 н растворе КОН сначала при комнатной температуре, а затем – при 950С.

Образовавшийся тяжелый осадок промывали дистиллированной водой до нейтральной реакции.

Полученный никель Ренея пирофорен. Поэтому для дальнейшей работы осадок тщательно растирали с примерно равным количеством карбонильного никеля в сыром состоянии, что в значительной мере уменьшало вероятность его самовозгорания при последующей сушке, и сушили на воздухе при комнатной температуре.

Для получения определенного состава катализатора, к высушенной смеси добавлялось недостающее количество карбонильного никеля. В качестве порообразователя добавлялся двууглекислый аммоний 30% вес.

Спрессованная смесь порошков подвергалась термической обработке в атмосфере водорода при 800°С один час. Нагрев и охлаждение вели со скоростью 2000С/ч. При этом происходило удаление порообразователя и спекание катализатора.

Полученные таблетки обладали высокой механической прочностью.

Благодаря своей прочности, катализатор становится элементом конструкции реактора, обеспечивающим с его телом хороший контакт, необходимый для эффективного отвода тепла.

чистометаллических таблеточных катализаторах на основе спеченного карбонильного никеля на его активность в реакции гидрирования оксида углерода (ІІ) (Н2:СО~3:1) было исследовано в температурном интервале 350-5000С и объемных скоростях (по смеси) 300 и 1800 ч-1. Полученные экспериментальные данные представлены на рис.1, 2.

Приведенные данные показывают характер зависимости общей степени превращения оксида углерода (ІІ) от содержания никеля Ренея.

При объемной скорости 1800 ч-1 (рис.1) во всем исследованном температурном интервале с увеличением процентного содержания никеля Ренея увеличивается активность катализатора, достигая для температур 450-5000С при содержании никеля Ренея 9 вес.% значений общей степени превращения оксида углерода (ІІ), близких к предельным (97%).

При меньших объемных скоростях (рис. 2) эта зависимость имеет сходный характер. При всех исследованных температурах также происходит увеличение активности катализатора с увеличением содержания никеля Ренея до 9 вес.%, при котором достигаются предельно возможные глубины превращения. Дальнейшее увеличение содержания активного компонента до 15 вес.% приводит к некоторому снижению активности. На рис. 3 представлены данные по зависимости селективности процесса по метану при объемной скорости 1800 ч-1от температуры на катализаторах с различным содержанием активного компонента. Из него видно, что селективность катализатора существенно зависит от содержания активного компонента.

Рис.1. Влияние содержания никеля Ренея на активность катализатора в реакции гидрирования оксида углерода (ІІ) (отношение Н2:СО=3:1, давление 0,10 МПа, температура 350, 450 и 5000С, объемная скорость 1800 ч-1).

Рис.2. Влияние содержания никеля Ренея на активность катализатора в реакции гидрирования оксида углерода (ІІ) (отношение Н2:СО=3:1, давление 0,10 МПа, температура 350, 450 и 5000С, объемная скорость 300 ч-1).

Рис.3. Влияние температуры на селективность катализаторов с содержанием никеля Ренея 2, 4, 9, 15 вес.% в реакции гидрирования оксида углерода (ІІ) (отношение Н2:СО=3:1, давление 0,10 МПа, объемная скорость 1800 ч-1).

При содержании никеля Ренея 2 вес.% максимальная селективность катализатора не превышает 30%. Характерной особенностью этого катализатора является также то, что его селективность увеличивается с ростом температуры. Увеличение содержания никеля Ренея до 4 - 15 вес.% приводит к резкому увеличению селективности катализаторов, величина которой в отличие от двухпроцентного образца уменьшается с ростом температуры от 85 - 90% при 3500С до 72 - 75% при 5000С.

Наибольшей эффективностью в исследованных условиях обладает катализатор с содержанием никеля Ренея 9 вес.%. При объемной скорости по смеси 300 ч-1 при температурах 350-5000С он обеспечивает общую глубину превращения оксида углерода (ІІ), близким к предельным (97%).

Столь же высокие глубины превращения (~95%) могут быть достигнуты при 4500С на катализаторе с содержанием никеля Ренея 4 вес.%.

При всех исследованных условиях в составе отходящего газа, помимо основных компонентов реакции гидрирования, присутствует диоксид углерода. Его наличие может быть обусловлено протеканием в системе побочных реакций (1, 2):

В опытах при низкой температуре (3500С) не было обнаружено отложений углерода на катализаторе и стенках реактора. Это дает основание считать основным источником образования диоксида углерода реакцию (1). При более высоких температурах (400-5000С) диоксид углерода может образовываться также и по реакции (2), на протекание которой указывает процесс углеродообразования.

Таким образом, установлен характер зависимости каталитической активности в реакции гидрирования оксида углерода (ІІ) на чисто металлических таблеточных катализаторах из карбонильного никеля от содержания никеля Ренея.

Наибольшей эффективностью в исследованных условиях обладает катализатор с содержанием никеля Ренея 9 вес.%. При объемной скорости по смеси 300 ч-1 при температурах 350-5000С он обеспечивает общую глубину превращения оксида углерода (ІІ) - 97%.

Приведенные данные свидетельствуют о достаточно высокой активности исследуемых катализаторов в изученных условиях и целесообразности дальнейшего изучения чисто металлических катализаторов.

Саратовский государственный технический университет

ОЦЕНКА ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ ТОКСИЧНОСТИ ПИЩЕВЫХ

ПРОДУКТОВ

Получение информации о составе и содержании экотоксикантов в пищевых продуктах – основная задача экологического мониторинга, позволяющая адекватно оценивать степень техногенной нагрузки на окружающую среду и вероятность риска неблагоприятного воздействия ее на население. Оценка экологического риска [1] – это направление гигиенических (а возможно и экологических) исследований, основанное на выявлении и прогнозировании вероятности неблагоприятного воздействия на экосистемы вредных химических веществ.

Целью данной работы явилась оценка пищевых продуктов на содержание в них нитратов, кофеина.

Содержание нитратов в овощах определялось с помощью ионоселективного электрода «Элит-021» и иономера И-500. Процентное содержание нитратов в образцах находили по формуле где M - молярная масса NO3 ;

с – концентрация NO3, найденная по градуировочному графику ;

V- объем анализируемого раствора см3;

mнавеска образца (г).

Результаты анализа представлены в виде таблицы.

Продукты питания Содержание нитратов (г) в кг Допустимая суточная * вес человека взят за 70 кг Таким образом, содержание нитратов в огурцах и луке, согласно нашим исследованиям, выше суточной дозы. Известно, что острые отравления нитратами [2] наблюдались при случайном приеме внутрь от до 4 г нитратов;

количество 8 г может оказаться смертельным, доза 13-14 г обычно смертельна. Главной причиной острой интоксикации служит восстановление нитратов до нитритов. В желудочно-кишечном тракте часть нитратов, поступивших в пищеварительный тракт, метаболизируется микрофлорой желудка и кишечника, выводится из организма, а остальное количество легко всасывается.

Далее нами определялось содержание кофеина в кофесодержащих напитках. Анализ кофеина проводился на приборе «Флюорат -02Панорама» фотометрическим методом. Установлено, что в 100 г кофе Jacobs Monarch содержится 4,96 г кофеина, а в 100 г кофе Пеле – 9 г кофеина.

Известно, что при оценке воздействия токсинов на здоровье человека применяют основное экспозиционное уравнение [1] :

где LADE - ежедневная экспозиция, усредненная по весу тела и продолжительности жизни;

Е – величина экспозиции;

BW - вес тела;

LTсредняя продолжительность жизни. А для оценки риска пользуются более простыми формулами линейной или линейно-экспозиционной модели [1]:

где Risk-риск возникновения неблагоприятного эффекта, определяемый как вероятность возникновения этого эффекта при заданных условиях;

с – реальная концентрация (или доза) вещества, оказывающая воздействие за время t ;

UR- единица риска, определяемая как фактор пропорции роста риска в зависимости от величины действующей концентрации (дозы);

определяется экспертными методами при статистическом анализе экспериментального или медико-статистического материала, полученного различными авторами в сравниваемых ситуациях.

В качестве норматива для расчета риска нами взята среднесуточная доза:

где А – количество продукта, потребляемого в день (1 кг), с – содержание нитратов в 1 кг, Отсюда риск от употребления 1 кг помидор равен 0,00045;

риск от употребления огурцов – 1,08;

моркови – 0,167;

лука – 0,39. Что касается кофе, то привычка потребления кофе, как и любого наркотического вещества, столь сильна, что отказ от кофе требует огромных усилий, хотя кофеманы и знают, что чрезмерное потребление кофе вредно для желудка и ухудшает работу сердца. Известно, что все наркотики, начиная с кофе и заканчивая героином, действуют чрезвычайно индивидуально. Важно помнить, что одна и та же доза наркотика может вызывать «кайф» у одного и быть смертельной для другого [3].

1. Экологический риск: учебное пособие для вузов / под ред. Г.В. Козьмина- М.:

Логос, 2005. – 168 с.

2. Пивоваров Ю.П. Гигиена и основы экологии человека / Ю.П. Пивоваров, В.В.

Королик, Л.С. Зиневич Ростов н/Д: «Феникс» 2002. – 512 с.

3. Голубкина Н.А. Лабораторный практикум по экологии / Н.А. Голубкина, М.А.Шамина М.: ФОРУМ ИНФРА, 2003. – 56 с.

А.В. Кожахина, Ю.В. Иванова, П.В. Ливенцев Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского

НОВЫЕ МЕТОДЫ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРОВ

ОЧИСТКИ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ

ПРОМЫШЛЕННОСТИ И АВТОТРАНСПОРТА

В крупных городах и промышленных зонах люди начинают испытывать нехватку чистого воздуха. Проблема устойчивого развития, обеспечивающего удовлетворение все возрастающих потребностей человечества, но не ставящего под угрозу его существование, должна и может быть решена таким образом, чтобы воздействие на окружающую среду находилось в допустимых пределах.

Основными источниками загрязнения атмосферы служат автомобили и промышленные предприятия. По оценкам ученых, ежегодно в атмосферный воздух поступает более 50 млн. тонн оксидов азота, примерно столько же углеводородов, более 200 млн. тонн оксида и диоксида углерода, 150 млн. тонн сернистого газа.

В данной работе исследовано влияние способа приготовления многокомпонентных алюмоникельмедных катализаторов детоксикации газовых выбросов и условий предварительной термической обработки.

Впервые действие ультразвуковых волн на химические реакции было обнаружено в 1927 г. С каждым годом увеличивается число публикаций, посвященных изучению реакций, значительно изменяющих свою скорость или направление в ультразвуковом поле. По отношению к воздействию акустических колебаний звукохимические реакции можно разделить на две группы: одни из них ускоряются в ультразвуковом поле, но могут идти и в его отсутствие, хотя и с меньшей скоростью, а другие без воздействия ультразвуковых колебаний не протекают совсем.

Предметом исследований звукохимии являются химические процессы, протекающие в ультразвуковых полях. Ультразвуком (УЗ) называют волны с частотой выше 20 кГц. Максимальные частоты волн (до 10 ТГц), которые удалось получить в кристаллах, сравнимы с частотами тепловых колебаний молекул и атомов твердых тел. Верхний диапазон ультразвуковых колебаний обычно называют гиперзвуком. В зависимости от интенсивности УЗ колебания делят на высокоинтенсивные (более Вт/см2), конечных амплитуд и малой интенсивности (менее 0,5 Вт/см2).

Распространение в среде ультразвука малой интенсивности не приводит к каким-либо физическим или химическим изменениям среды.

Волны высокой интенсивности (или макрозвук) при распространении оказывают значительное влияние на физико-химические свойства и структуру среды. Эффекты, вызываемые высококонцентрированной энергией УЗ волн, включают: развитие кавитации, возникновение акустических потоков, термические, механические, электрохимические процессы.

Влияние ультразвуковой обработки (УЗО) на активность алюмоникельмедных катализаторов исследовано при нанесении на -Al2O меди и никеля из растворов солей активных металлов (ацетата меди и нитрата никеля). Обработка системы осуществлялась на промышленной установке (рис. 1) при рабочем напряжении 260 В, температура – 25 °С, частота – 22 кГц, время воздействия – 2 мин, режим работы резонансный с развитой кавитацией в воде. Состав катализаторов представлен в таблице.

Рис. 1. Схема промышленной установки для ультразвуковой обработки катализатора 1 - ультразвуковой генератор УЗГЗ-4, 2 - ультразвуковой реактор РАП-1 (реактор акустический проходной), 3 – подставка, 4 - подвеска с обрабатывающим материалом 3%Cu, 2%Ni / -Al2O 3%Cu, 2%Ni / -Al2O3 Совместная ультразвуковая обработка Изучение реакции комплексной очистки газов от оксидов азота и углерода проводилось на лабораторной установке проточного типа при объемной скорости очищаемого газа 1000 ч-1 в интервале температур 100 – 500 °С.

Все катализаторы подвергались предварительной термической обработке контакта перед опытом в восстановительной (водород) и окислительной среде (воздух) при Т = 350 °С в течение 3 часов.

При исследовании катализаторов для селективного восстановления NOx в качестве модельных были использованы газовые смеси с содержанием, об. %: оксидов азота - 0,4 - 1,5;

монооксида углерода - 0,6 p>

кислорода - 0,1 - 2,0;

газ-разбавитель гелий.

Экспериментально установленный эффект повышения активности катализатора путем УЗО на стадии пропитки, стимулировал исследование влияния экстремальных воздействий на традиционные нанесенные катализаторы.



Pages:     | 1 |   ...   | 14 | 15 || 17 | 18 |   ...   | 33 |
 







 
© 2013 www.kon.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»