Способ и устройство для испытаний сыпучих сорбентов
Владельцы патента RU 2396542:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Марийский государственный технический университет (RU)
Изобретение относится к испытаниям в полевых или лабораторных условиях различных немодифицированных или модифицированных сыпучих сорбентов разного фракционного состава (простых абсорбентов, адсорбентов или хемосорбентов, а также сложных по их смесям конгломератов) на малых пробах при оценке их качества по емкости, скорости поглощения, поглотительной способности и другим показателям качества сорбентов. Устройство для испытания проб сыпучих сорбентов состоит из основного мерного сосуда и дополнительных мерных сосудов. При этом основной мерный сосуд для контакта пробы сорбента и пробы контактирующего материала выполнен в виде перевернутой прозрачной бутылки с пробкой и с отрезанным дном. Кроме того, в горловине бутылки размещена съемная сетчатая перегородка в виде опорной сетки. Также на крышке бутылки установлен краник и сменная конусообразная сливная воронка с отверстием для равномерного слива контактирующего материала из сосуда, на боковую поверхность сосуда нанесены миллиметровые деления. При этом для взвешивания основного мерного сосуда, дополнительных мерных емкостей и мерного стакана используются штатив и весы. Техническим результатом изобретения является повышение точности испытаний проб сыпучих сорбентов и расширение функциональных возможностей изучения сорбционных процессов с различными материалами в динамике их протекания для применения в различных условиях контакта сыпучих материалов преимущественно с нефтью и нефтепродуктами при их добыче, хранении и транспортировке, а также обработке и переработке. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к испытаниям в полевых или лабораторных условиях различных немодифицированных или модифицированных сыпучих сорбентов разного фракционного состава (простых абсорбентов, адсорбентов или хемосорбентов, а также сложных по их смесям конгломератов) на малых пробах при оценке их качества по емкости, скорости поглощения, поглотительной способности и другим показателям качества сорбентов, причем испытания проводят для возможности принятия решений о последующем применении сорбентов в непосредственном контакте с загрязнителем окружающей среды преимущественно в виде нефти и нефтепродуктов или же при контакте сорбентов с этим загрязнителем в дисперсной среде воды или же водных смесей и растворов загрязнителя.
Известен способ и устройство для испытаний сыпучих сорбентов применительно к очистке водной поверхности от нефтяного загрязнения по патенту №2088725 по МКИ6 Е02В 16/04 и С09К 03/32, включающий использование в качестве сорбента углистой массы, которую получают при карбонизации измельченных и подсушенных древесных отходов при температуре 30-350°С в инертной среде до степени обугливания 13-16%, причем поглотительную способность по второму примеру определяли в условиях, приближенных к аварийным ситуациям разлива нефти на поверхности воды. При этом устройство и методика проведения испытаний были заимствованы из известных источников, например [Михельсон Х.И. Использование в лесном комплексе отходов переработки древесины для нужд собственного производства / Х.И.Михельсон // Гидролиз и лесохимическая промышленность, 1986. - №8. - С.26-27].
Недостатками этого способа являются жесткая функциональная привязка сорбента в виде углистой массы, то есть одного типа, только к очистке водной поверхности от нефтяного загрязнения, причем только вариантом посыпки углистой массы на нефтяное пятно, что не обеспечивает равномерность посыпки сорбента на слой нефти над слоем воды. Время сорбции принимается только в течение 20 мин, и при этом отсутствует динамика взаимодействия сорбента с нефтью или же ее водной смесью. Такая смесь образуется при волнениях водной поверхности, поэтому трудно представить себе спокойную водную поверхность с несмешивающимися слоями нефти и воды. В зависимости от температуры нефти и воды поглотительная способность сорбента меняется, что невозможно изучать при известном способе испытаний. Из-за разной продолжительности контакта высыпаемого сыпучего сорбента с нефтяным слоем первые частицы успевают полностью набрать в себя нефть и затем и воду, а последние частицы даже в равномерно насыпаемом слое сорбента получают малое количество нефти и тем более воды. В итоге прямая копия процесса нефтепоглощения сорбентом после аварий рядом с водными объектами неточно характеризует показатели свойств данного и других типов сорбента. Это не позволяет составить иерархическую шкалу сорбентов применительно к разным аварийным ситуациям на нефтедобыче, хранении и транспортировке, а также переработки нефти и нефтепродуктов.
Таким образом, в испытаниях невозможно выделить отдельно нефтепоглощение от водопоглощения у испытуемых сыпучих сорбентов.
Главным недостатком аналога является то, на что указывают сами авторы аналога в конце второго примера: «Однако при распылении нефтяного сорбента над загрязненной поверхностью часть его может оказаться в непосредственном контакте с дисперсной средой».
Известен также способ испытаний проб сыпучих материалов различного фракционного состава при определении их плотности по патенту [Пат. 2233447 РФ, МПК7 G01N 33/46, А01G 23/00. Способ определения плотности материалов / Мазуркин П.М., Киселев М.В. (РФ); заявитель и патентообладатель Марийск. гос. тех. ун-т. - №20021235249/12; заявл. 24.12.02; опубл. 27.07.04, Бюл. №21], включающий взятие пробы неправильной формы, размещение его и встряхивание внутри мерной емкости в виде прозрачного сосуда, измерение уровня и объема пробы, а затем дополнение мерного сосуда другим материалом и измерение общего уровня и объема, причем по отношению произведения объема дополнительного груза на его плотность к объему смеси двух материалов по разнице двух измерений определяют плотность пробы неправильной формы.
Недостатком является то, что проба неправильной формы должна быть твердым телом и при этом сохраняться в процессе испытаний на объем и плотность, а испытания сыпучих сорбентов, наоборот, предполагают абсорбционную, адсорбционную, хемосорбционную или их совместную изменчивость в объеме и плотности пробы неправильной формы. Это техническое противоречие частично снимается тем, что испытуемая проба в виде сыпучего сорбента является твердым телом, но измельченным до различного фракционного состава.
А вот дополнительный груз является однородной жидкостью в виде воды, нефти или нефтепродукта, а также их смесью в дисперсной водной среде. Преобразование прототипа в новое техническое решение облегчается тем, что сорбент и загрязнение не входят в химическую реакцию друг с другом и тем самым не выделяют продукты реакции в виде газов (по крайней мере, можно принять условие практически малой значимости хемосорбции).
Технический результат - повышение точности испытаний проб сыпучих сорбентов и расширение функциональных возможностей изучения сорбционных процессов с различными материалами в динамике их протекания для применения в различных условиях контакта сыпучих материалов преимущественно с нефтью и нефтепродуктами при их добыче, хранении и транспортировке, а также обработке и переработке.
Этот технический результат достигается тем, что способ для испытаний проб сыпучих сорбентов, включающий взятие пробы сорбента, размещение его и встряхивание внутри мерной емкости в виде прозрачного сосуда, измерение уровня и объема пробы сорбента, а затем дополнение мерного сосуда контактирующим с сорбентом материалом и измерение общего уровня и объема, отличается тем, что за контактирующий материал принимают жидкость. После дополнения сорбента жидкостью равномерно ее сливают и по мере вытекания измеряют в динамике общий уровень и объем в основном мерном сосуде до окончания слива жидкости, причем при необходимости определения свойств процесса сорбции по массе и плотности пробы сыпучего сорбента и компонент жидкости вначале взвешивают в отдельности пустую дополнительную мерную емкость, затем отдельно пробу сорбента вместе с мерной емкостью, а после этого основную мерную емкость с сорбентом и жидкостью.
Причем по ходу равномерного слива жидкости одновременно с общим уровнем и объемом измеряют также и время с момента начала и до окончания слива жидкости в другую мерную емкость в виде мерного стакана, расположенного вне процесса взвешивания.
За контактирующий материал принимают жидкость в виде воды, нефти, нефтепродукта, взвешенных частиц или другого жидкого или твердого загрязнителя, а также водные растворы, смеси и суспензии жидких и твердых загрязняющих веществ.
Для имитации сорбционных способов очистки водной поверхности от нефтяного пятна в первом дополнительном мерном сосуде помещают пробу сорбента, а во втором - контактирующую жидкость на водной поверхности, затем из первого дополнительного мерного сосуда сорбент равномерно высыпают на нефтяную пленку во втором дополнительном мерном сосуде, причем испытание проводят без слива или со сливом воды и нефти при расположении жидкости в основном мерном сосуде.
По мере вытекания жидкости из основного мерного сосуда измеряют в динамике общий уровень и объем в основном мерном сосуде до окончания слива жидкости не менее пяти раз с помощью секундомера с возрастающим промежутком времени между измерениями по мере приближения к окончанию слива.
После окончания слива жидкости в мерную емкость в виде мерного стакана, расположенного вне процесса взвешивания, выдерживают некоторое время для отслаивания пленки нефти или нефтепродукта от воды, после отслаивания измеряют уровень и объем воды, уровень и объем слоя нефти, а также общий уровень и объем смеси, после чего взвешивают мерный стакан с жидкостью и без нее отдельно на весах, причем с использованием электронных точных весов взвешивают массу основных и дополнительных сосудов и стакана с пленкой налипшей нефти и без нее.
Основной мерный сосуд для контакта сыпучего сорбента с жидкостью выполнен в виде прозрачной пластмассовой бутылки с перевернутой пробкой и с отрезанным дном, около горловины бутылки размещена съемная сетчатая перегородка, крышка бутылки с резьбой содержит угловой краник и сменную конусообразную сливную воронку с отверстием заданного диаметра для равномерного слива жидкости из бутылки, а на боковой поверхности бутылки размещены миллиметровые деления.
Дополнительные мерные сосуды для взвешивания пробы сыпучего сорбента, компонент жидкости и общей массы сливной жидкости выполнены отдельно от основного мерного сосуда и снабжены мерными делениями по бокам.
Сущность изобретения заключается в том, что процессы сорбции на пробах сыпучих сорбентов изучаются в их динамике.
Сущность также заключаются в том, что расширяется функциональные возможности не только применительно к очистке водных поверхностей от нефтяных пленок распылением сорбентов, но и в других случаях контакта сорбента с нефтью или отдельным видом нефтепродукта.
Сущность заключается также и в том, что взвешиванием в динамике определяются характеристики процесса сорбции по изменению общей массы двух и более ингредиентов, причем состав сорбента из двух и более сыпучих материалов с различными физико-механическими и капиллярными свойствами, а также при контакте простого и сложного по составу сорбента с воднодисперсной смесью нефти или нефтепродукта.
Сущность заключается также и в том, что появляется возможность изучения в динамике объема и массы влияния на сыпучие сорбенты и химических загрязнений в виде растворов хлоридов, соединений железа и других видов опасных для питьевой и технической воды загрязнений.
Сущность заключается также и в том, что появляется возможность изучения сыпучих и даже цельных тел сорбентов как фильтров на способность задерживать взвешенные частицы из водных и иных суспензий.
Положительный эффект заключается в том, что расширяются области применения тех или иных типов сыпучих сорбентов в нефтяной промышленности, а не только при ликвидации последствий аварий на нефтепроводах. При этом появляется практическая возможность составления банка данных по сыпучим сорбентам, в том числе и для снижения концентрации химических загрязнений в водных объектах.
Таким образом, предлагаемое техническое решение обладает существенными признаками, новизной и положительным эффектом. В научно-технической и патентной литературе информационных материалов, порочащих новизну предлагаемого изобретения, нами не обнаружено.
На фиг.1 показана схема конструкции основного мерного сосуда с закрытым угловым краником при измерениях уровня и объема; на фиг.2 показана схема испытания сорбента, насыпаемого равномерно на пленку нефти над водой по аналогу, при измерениях уровня и объема; на фиг.3 показано расположение основного мерного сосуда над мерным стаканом сливной жидкости при открытом угловом кранике при измерениях уровня и объема; на фиг.4 показана схема расположения основного мерного сосуда на штативе, установленного на электронные весы, например типа ВЛТЭ-500 с погрешностью измерений ±0,1 г для измерений по предлагаемому способу в динамике слива жидкости.
Способ для испытаний проб сыпучих сорбентов, например, применительно к сорбционным способам очистки водной поверхности от загрязнения в виде водной смеси нефти включает такие действия.
За контактирующий материал принимают жидкость по схеме процесса, показанного на фиг.2. Вначале в основной мерный сосуд заливают 1 воду при закрытом кранике и определяют ее уровень, а затем вычисляют и объем воды. Затем осторожно заливают нефтью с образованием пленки. После этого засыпают пленку нефти сорбентом, например углистым веществом по аналогу. Затем краник открывают и дожидаются полного слива жидкости в мерный стакан (фиг.3). После этого снова измеряют уровень и рассчитывают объем сорбента с оставшейся в нем нефтью и водой над опорной сеткой. При необходимости выполняют взвешивание до и после слива жидкости, с регистрацией массы оставшейся в основном мерном сосуде, а также уровня и объема слива в мерном стакане и массы жидкости после слива на весах.
Способ для испытаний проб сыпучих сорбентов, например, применительно к сорбции нефти включает такие действия.
За контактирующий материал принимают жидкость в виде нефти по схеме процесса, показанного на фиг.1. Вначале в основной мерный сосуд засыпают сорбент на опорную сетку при закрытом кранике и после встряхивания и достижения ровной поверхности определяют ее уровень, а затем вычисляют и объем сорбента. Затем осторожно заливают нефтью с образованием пленки над сорбентом. Затем краник открывают и дожидаются полного слива нефти в мерный стакан (фиг.3). После этого снова измеряют уровень и рассчитывают объем сорбента с оставшейся в нем нефтью над опорной сеткой. При необходимости выполняют взвешивание до и после слива нефти с регистрацией массы оставшейся в основном мерном сосуде, а также уровня и объема слива нефти в мерном стакане и ее массы после слива на весах.
Способ для испытаний проб сыпучих сорбентов, например, применительно к сорбции воды или водного раствора включает такие действия.
За контактирующий материал принимают жидкость в виде воды, водного раствора или даже водной суспензии по схеме процесса, показанного на фиг.1. Вначале в основной мерный сосуд засыпают сорбент на опорную сетку при закрытом кранике и после встряхивания и достижения ровной поверхности определяют ее уровень, а затем вычисляют и объем сорбента. Затем осторожно заливают водой, раствором или суспензией с образованием слоя над сорбентом. Затем краник открывают и дожидаются полного слива жидкости (фиг.3). После этого снова измеряют уровень и рассчитывают объем сорбента с оставшейся в нем жидкостью над опорной сеткой. При необходимости выполняют взвешивание до и после слива жидкости с регистрацией массы оставшейся в основном мерном сосуде, а также уровня и объема слива жидкости в мерном стакане и ее массы после слива на весах.
Способ для испытаний проб сыпучих сорбентов, например применительно к динамике сорбции водной смеси нефтепродукта в виде бензина, включает такие действия.
За контактирующий материал принимают жидкость в виде смеси воды и бензина по схеме процесса, показанного на фиг.1. Вначале в основной мерный сосуд засыпают сорбент на опорную сетку при закрытом кранике и после встряхивания и достижения ровной поверхности определяют ее уровень, а затем вычисляют и объем сорбента. Затем осторожно заливают смесью воды и бензина. При этом опыты проводят до момента расслаивания бензина от воды.
После дополнения сорбента жидкостью равномерно ее сливают и по мере вытекания измеряют в динамике общий уровень и объем в основном мерном сосуде до окончания слива жидкости, причем при необходимости определения свойств процесса сорбции по массе и плотности пробы сыпучего сорбента и компонент жидкости вначале взвешивают в отдельности пустую дополнительную мерную емкость, затем отдельно пробу сорбента вместе с мерной емкостью, а после этого основную мерную емкость с сорбентом и жидкостью.
Причем по ходу равномерного слива жидкости одновременно с общим уровнем и объемом измеряют также и время с момента начала и до окончания слива жидкости в другую мерную емкость в виде мерного стакана, расположенного вне процесса взвешивания.
По мере вытекания жидкости из основного мерного сосуда измеряют в динамике общий уровень и объем в основном мерном сосуде до окончания слива жидкости не менее пяти раз с помощью секундомера с возрастающим промежутком времени между измерениями по мере приближения к окончанию слива.
После окончания слива жидкости в мерную емкость в виде мерного стакана, расположенного вне процесса взвешивания, выдерживают некоторое время для отслаивания пленки бензина от воды, после отслаивания измеряют уровень и объем воды, уровень и объем слоя бензина, а также общий уровень и объем смеси, после чего взвешивают мерный стакан с жидкостью и без нее отдельно на весах.
Устройство для полевых испытаний проб сыпучих сорбентов содержит такие конструктивные элементы в виде узлов и деталей.
Основной мерный сосуд 1 для контакта сыпучего сорбента 2 с жидкостью 3 выполнен в виде перевернутой прозрачной пластмассовой бутылки с пробкой 4 и с отрезанным дном, около горловины бутылки размещена съемная сетчатая перегородка в виде опорной сетки 5, крышка бутылки с резьбой содержит угловой краник 6 и сменную конусообразную сливную воронку 7 с отверстием заданного диаметра для равномерного слива жидкости из бутылки, а на боковой поверхности бутылки размещены миллиметровые деления 8.
Для взвешивания основного мерного сосуда, дополнительных мерных сосудов и мерного стакана 9 используется штатив 10 и весы 11.
Дополнительные мерные сосуды для взвешивания пробы сыпучего сорбента, компонент жидкости и общей массы сливной жидкости выполнены отдельно от основного мерного сосуда и снабжены мерными делениями по бокам.
Устройство для лабораторных испытаний проб сыпучих сорбентов содержит такие конструктивные элементы в виде узлов и деталей.
Основной мерный сосуд 1 для контакта сыпучего сорбента 2 с жидкостью 3 выполнен в виде перевернутой прозрачной пластмассовой бутылки с пробкой 4 и с отрезанным дном, около горловины бутылки размещена съемная сетчатая перегородка в виде опорной сетки 5, крышка бутылки с резьбой содержит угловой краник 6 и сменную конусообразную сливную воронку 7 с отверстием заданного диаметра для равномерного слива жидкости из бутылки, а на боковой поверхности бутылки размещены миллиметровые деления 8.
Для взвешивания основного мерного сосуда, дополнительных мерных сосудов и мерного стакана 9 используется штатив 10 и весы 11.
Дополнительные мерные сосуды для взвешивания пробы сыпучего сорбента, компонент жидкости и общей массы сливной жидкости выполнены отдельно от основного мерного сосуда и снабжены мерными делениями по бокам.
Способ для испытаний в лабораторных условиях проб сыпучих сорбентов, например, в виде смеси из опилок воздушно-сухого состояния разных пород древесины, применительно к изучению динамики сорбции водной смеси нефти, включает следующие действия.
Процесс испытания в лабораторных условиях содержит подготовительный, основной и заключительный этапы.
В испытаниях используется устройство в двух вариантах конструкций без нанесения на боковой поверхности бутылки 1 шкалы миллиметровых делений при емкости 1,5 и 0,5 л по схеме на фиг.5. Это значительно упрощает изготовление устройства в лабораторных условиях из обычных стандартных полиэтиленовых бутылок 1 с пробкой 4, например, применяемых для розлива минеральной воды. Причем такая компоновка устройства позволяет повысить точность измерений массы за счет применения электронных весов меньшего предела измерений.
Измерения уровня и массы выполняются, например, на электронных весах типа ВЛТЭ-500 с пределом измерений до 500 грамм при точности измерений массы в ±0,1 г, а затем по результатам этих измерений вычисляются объемы сорбента и водной смеси нефти во времени слива жидкости из бутылки. При этом измерения уровня и массы выполняются на подготовительном и заключительном этапах с помощью чистых и загрязненных мерных емкостей и мерных стаканов 9 объемом до 500 мл.
На крупных пробах сыпучего сорбента массой до 250 г используются три мерные емкости для измерения уровня и массы смеси сорбента, воды и нефти, а также ведерко для перемешивания воды с нефтью. При этом применяется бутылка 1 объемом 1,5 л без мерной шкалы и не меньше трех мерных стаканов 9 для их последовательной замены в ходе слива жидкости после заполнения каждого под сливной воронкой 7 по схеме на фиг.5. При этом перегородка в виде опорной сетки 5 выполняется в виде пружинящего круга с ячейками не более 0,1 мм.
На мелких пробах сорбента массой до 20 г используются три мерные емкости для измерения уровня и массы смеси сорбента, воды и нефти, а также маленькое ведерко для перемешивания воды с нефтью. При этом применяется бутылка 1 объемом 0,5 л без мерной шкалы и не меньше одного мерного стакана 9 для наполнения его в ходе слива жидкости под сливной воронкой 7 по схеме на фиг.5. При этом перегородка в виде опорной сетки 5 может выполняться в виде мешочка из капроновой сетки с ячейками не более 0,1 мм. Предварительно выполняется тарировка мешочка для определения массы нефти, налипшей к двухслойной капроновой сетки. При малых пробах сорбента повышает свое влияние масштабный фактор, поэтому предварительные испытания удерживающей способности опорной сетки 5 разных конструкций являются обязательной процедурой. Эта удерживающая способность вычитается в последующем от поглотительной способности сыпучего сорбента вместе с опорной сеткой или капроновом мешочком для определения поглотительной способности самого сорбента.
Подготовительный этап. Нефть принятого вида и речная вода (дождевая, снеговая, водопроводная, озерная, болотная и другие виды воды) хранятся в отдельных емкостях в объемах, достаточных для проведения нескольких серий опытов. Пусть опыты проводятся с использованием устройства из бутылки 1 емкостью 0,5 л, без миллиметровых меток на боку по схеме на фиг.5. Предварительно перед опытом мерные емкости, устройство и мерный стакан и ведерко промываются до чистого состояния и высушиваются в комнатных условиях. В этих же температурно-влажностных условиях хранятся сорбенты, нефть и вода.
При необходимости изучения влияния температуры сорбенты, нефть, вода для серии опытов помещают в термостаты.
В сериях испытаний применяют метод Гаусса-Зайделя, который предусматривает независимость изменения некоторых влияющих на качество сорбента переменных. Например, основные опыты проводят при комнатной влажности и температуре воздуха 24-27°C, а специальные опыты в интервале от этого оптимума (по отношению в летнему аварийному разливу нефти в реку) от -40°C до +50°C.
Предварительные опыты выполняются по выявлению оптимального состава сыпучего сорбента в виде отдельных фракций опилок разных пород древесины и их смесей, древесной стружки, дробленки и щепы без учета динамики процесса сорбции при использовании чистой нефти без добавки воды.
Как в древесиноведении за эталон принимается сосновая древесина, так и за эталон древесных опилок принимаются сосновые частицы воздушно-сухой комнатной влажности 15-20%, полученные после рамной распиловки брусьев плющенными зубьями, с использованием после сортировки на ситах одной средней фракции, например, в пределах размеров фракции от 2,00 до 3,00 мм. Опилки других фракций, а также полученные на других распиловочных круглопильных и ленточнопильных станках и цепнопильных моторных инструментах сравниваются по поглотительной способности нефти различных марок с указанной фракцией сосновых опилок. Как сорбент может быть испытаны также частицы древесной муки, вырабатываемые в специальных цехах и углистая масса по аналогу.
Такой подход позволяет составить шкалу качества сорбентов из древесных частиц и коры разных пород лесных и нелесных деревьев.
Предварительная подготовка к испытанию включает в себя отмер порции опилок мерной емкостью, а затем отмер в другой мерной емкости нефти и в третьей мерной емкости - воды. В ведерке смешиваются вода с жидкостью, образуя водную смесь, аналогичную при загрязнении реки.
Процесс испытания сорбента в динамике. В основных опытах используется сорбент в виде сосновых опилок от одного распиловочного станка. При этом устройство собирается на штативе 10 в положение, показанное на фиг.5. Вначале на сетку 5 укладывается порция опилок слоем 2, показанным на фиг.1. Затем в ведерке взбалтывается, например палочкой, водная смесь нефти, и она аккуратно вливается в бутылку 1.
Затем открывают краник 6 и одновременно включают часы или секундомер. Через конусообразную воронку 7 с заранее тарированным отверстием для постоянного расхода из бутылки жидкость попадает в мерный стакан 9, установленный на электронных весах. По мере равномерного слива отмечают уровень жидкости в мерном стакане 9 и одновременно время на часах или секундомере. Такие измерения проводят не менее пяти раз до завершения слива жидкости. Для получения математической закономерности динамики процесса слива нужны не менее пяти измерений по ходу слива жидкости. При большем количестве измерений повышается точность испытания и одновременно возрастает вероятность усмотрения испытателем новых фактов и закономерностей, позволяющих разрабатывать новые технические решения.
После появления капель из сливной воронки 7 и их завершения засекают общее время процесса слива. Затем взвешивают массу вылившейся жидкости вместе со стаканом. Разница между измеренными значениями динамической массы и постоянной массой мерного стакана будет равна массе вытекшей через сорбент смеси воды с нефтью. Поделив эту массу на объем, получают значение плотности водной смеси.
Заключительный этап. После испытания закрывают краник 6 и бутылку 1 снимают со штатива 10. А затем осторожно укладывают со всем содержимым на весы и получают общую массу бутылки, сорбента 2 с впитавшейся водно-нефтяной смесью и сетчатой опоры 5.
После взвешивания из бутылки вытаскивают сорбент и отправляют на другие виды испытаний, а оставшееся устройство снова взвешивают. Разница дает массу сорбента с водно-нефтяной смесью. Сравнением с исходной массой сорбента до испытания определяют его поглотительную способность.
При необходимости вытаскивает загрязненную сетку 5 и ее также взвешивают, сравнивая с изначальной массой в чистом и сухом состоянии. Аналогично поступают и с самой бутылкой, что позволяет определить количество и долю слипшейся на стенках устройства смеси воды с нефтью.
После всех проведенных измерений пробку 4 отвертывают и подвергают чистке краник 6.
За время указанных действий водно-нефтяная смесь в мерном стакане 9 расслаивается и сверху образуется слой нефти. При этом измеряются уровни расположения слоев нефти и воды, что позволяет определить в отдельности массу через известную плотность отдельно воды и нефти. Отношения этих масс и объемов к исходным данным позволяет оценивать поглотительную способность сорбента в отдельности по воде и нефти.
Затем из мерного стакана выливают нефть и воду и с оставшейся налипшей на стенках нефтью снова взвешивают и сравнивают с массой чистого мерного стакана.
Предлагаемый способ прост в реализации в полевых и лабораторных условиях и позволяет узнать о поведении сыпучего сорбента, а также о взаимодействии сорбента с загрязнителем водной поверхности.
1. Способ для испытаний проб сыпучих сорбентов, включающий взятие пробы сорбента, размещение его и встряхивание внутри мерной емкости в виде прозрачного сосуда, измерение уровня и объема пробы сорбента, а затем дополнение основного мерного сосуда контактирующим с сорбентом материалом и измерение общего уровня и объема, отличающийся тем, что за контактирующий материал принимают жидкость, после дополнения сорбента жидкостью равномерно ее сливают и по мере вытекания измеряют в динамике общий уровень и объем в основном мерном сосуде до окончания слива жидкости, причем вначале взвешивают в отдельности пустую дополнительную мерную емкость, затем отдельно пробу сорбента вместе с мерной емкостью, а после этого основную мерную емкость с сорбентом и жидкостью, при этом по ходу равномерного слива жидкости одновременно с общим уровнем и объемом измеряют также и время с момента начала и до окончания слива жидкости в другую мерную емкость в виде мерного стакана, расположенного вне процесса взвешивания.
2. Способ для испытаний проб сыпучих сорбентов по п.1, отличающийся тем, что за контактирующий материал принимают жидкость в виде воды, нефти, нефтепродукта, взвешенных частиц или другого жидкого или твердого загрязнителя, а также водные растворы, смеси и суспензии жидких и твердых загрязняющих веществ.
3. Способ для испытаний проб сыпучих сорбентов по п.1, отличающийся тем, что по мере вытекания жидкости из основного мерного сосуда измеряют в динамике общий уровень и объем в основном мерном сосуде до окончания слива жидкости не менее пяти раз с помощью секундомера с возрастающим промежутком времени между измерениями по мере приближения к окончанию слива.
4. Устройство для испытания проб сыпучих сорбентов, состоящее из основного мерного сосуда и дополнительных мерных сосудов, отличающееся тем, что основной мерный сосуд для контакта пробы сорбента и пробы контактирующего материала выполнен в виде перевернутой прозрачной бутылки с пробкой и с отрезанным дном, в горловине бутылки размещена съемная сетчатая перегородка в виде опорной сетки, на крышке бутылки установлен краник и сменная конусообразная сливная воронка с отверстием для равномерного слива контактирующего материала из сосуда, на боковую поверхность сосуда нанесены миллиметровые деления, при этом для взвешивания основного мерного сосуда, дополнительных мерных емкостей и мерного стакана используется штатив и весы.
5. Устройство для испытаний проб сыпучих сорбентов по п.4, отличающееся тем, что дополнительные мерные сосуды для взвешивания пробы сыпучего сорбента, компонент жидкости и общей массы сливной жидкости выполнены отдельно от основного мерного сосуда и снабжены мерными делениями по бокам.
