Способ получения сорбирующего материала для очистки водных объектов


 


Владельцы патента RU 2618754:

Хантимерова Юлия Мансуровна (RU)

Изобретение относится к сорбентам для жидких сред. Получен сорбирующий материал, содержащий 35-65% шлама химводоочистки ТЭЦ и 65-35% золошлаковых отходов ТЭЦ. Способ получения сорбента включает предварительную термическую обработку исходного обводненного шламового отхода, его последующее просеивание через сито с извлечением частиц шлама размером менее 0,1 мм, смешение шлама с золошлаковыми отходами ТЭЦ с помощью ультразвукового диспергатора при добавлении дистиллированной воды в приготовленную смесь порошков. Далее производят термообработку смеси при 200°C в течение 30 минут и формуют обезвоженную смесь путем прессования. Изобретение обеспечивает получение гидрофобного сорбента из отходов ТЭЦ. 2 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, в частности к способу получения сорбирующего материала для очистки водных объектов от разливов масел.

Одним из решений в области очистки вод является применение сорбционного метода, востребованность которого подтверждается масштабами и многообразием различных видов сорбентов, однако их высокая стоимость (от 200 руб./кг) вызывает необходимость многократного использования после соответствующей регенерации, приводящей к дополнительным экономическим и энергетическим затратам и вторичному загрязнению воды. Один из способов решения указанных проблем - использование в качестве сорбентов экологически безопасных, доступных в больших количествах отходов промышленных предприятий: шлам химводоочистки ТЭЦ и золошлаковые отходы ТЭЦ.

Известен способ получения сорбирующего материала [патент RU №2461421 C1, «Сорбирующий материал для сбора нефти и нефтепродуктов и способ его получения»], который заключается в формировании полотна путем скрепления гидрофобных полиэтиленовых или полипропиленовых волокон и гидрофильных полиэфирных или полиамидных волокон и вискозных волокон водной эмульсией латекса с термообработкой при 100-140°C. Однако данный способ получения сорбирующего материала требует дополнительной обработки полотна водной эмульсией латекса, содержащей бутадиенстирольный каучук, полиметилэтилгидридсилоксан и алкилсиликонат, что является ресурсозатратным и не экологичным.

Известен сорбирующий материал для удаления загрязнений нефтепродуктами (патент RU №2311228 C1, «Сорбирующий материал»), который состоит из двух слоев, выполненных из волокон полипропилена. Первый слой, укладываемый на пятно нефтепродукта, выполнен из волокон диаметром не более 15 мкм, уложенных перпендикулярно поверхности материала с плотностью от 0,02 г/см3 до 0,07 г/см3. Второй слой выполнен из волокон диаметром не более 20 мкм, уложенных вдоль поверхности материала с плотностью, большей плотности первого слоя, но не превышающей 0,25 г/см3. Недостатком данного изобретения является то, что используемый сорбент позволяет впитывать нефтепродукты только с поверхности водных объектов.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ очистки воды путем изготовления пористого сорбционного материала на основе природных минералов (шунгит, перлит, трепел, диатомит, опоки) с размером частиц менее 500 мкм и термопластичных гидрофобных полимеров с размером частиц менее 300 мкм [патент RU №2182118 C1, «Способ очистки воды от нефтепродуктов»], в котором природный минерал смешивают с термопластичным полимером в соотношении на 100 вес.ч. минерала 25-130 вес.ч. полимера, полученной смесью заполняют пресс-формы определенной конфигурации (диски, цилиндры, ленты, пластины) и подвергают термообработке при температуре плавления полимера в течение 5-40 мин. Однако данный метод очитки воды требует дополнительных энергозатрат на удаление налипающих на поверхность материала нефтепродуктов. Недостатком данного способа также является необходимость в регенерации сорбирующего материала вакуумированием или центрифугированием.

Технической задачей настоящего изобретения является создание экологичного сорбирующего материла на основе шламовых и золошлаковых отходов ТЭЦ, позволяющего производить очистку водных объектов и сточных вод от масел без использования синтетических веществ.

Поставленная задача достигается тем, что при способе получения сорбирующего материала для нефтепродуктов, включающем термообработку минерального сырья в течение 30 минут, согласно изобретению в качестве минерального сырья используют шламовые и золошлаковые отходы ТЭЦ, при этом проводят предварительную термическую обработку обводненного шламового отхода химводоочистки ТЭЦ при температуре 180-200°C, последующее просеивание через сито с размером отверстий не более 0,1 мм, смешивание полученного шламового отхода с золошлаковыми отходами ТЭЦ ультразвуковым диспергатором с добавлением дистиллированной воды, после чего осуществляют термическую обработку полученной дисперсии при температуре 200°C с последующим формованием полученной порошкообразной смеси путем прессования. Содержание шламовых отходов ТЭЦ составляет 35-65%. Содержание золошлаковых отходов ТЭЦ составляет 65-35%.

Предлагаемый способ получения сорбирующего материала на основе шламовых и золошлаковых отходов ТЭЦ является экологичным, т.к. не требует применения химических реагентов, а также позволяет получить сорбент, способный удерживать поглощенные вещества более 5 часов с потерей в весе менее 0,01% вследствие десорбции.

Температурный режим 180-200°C при одностадийной термообработке шламового отхода ТЭЦ химводоочистки обеспечивает получение наибольшего количества шлама размером 0,1 мм.

Удельная поверхность частиц шлама размером менее 0,1 мм составляет 4,8 м2/г, золошлаковых отходов ТЭЦ - 0,5 м2/г, что обеспечивает сорбционную емкость по маслу 14,7% относительно веса материала на их основе [Э.Р. Зверева, Т.М. Фарахов // Энергоресурсосберегающие технологии и аппараты ТЭС при работе на мазутах. Под ред. А.Г. Лаптева. - М.: «Теплотехник», 2012. - С. 55].

Использование ультразвукового диспергатора с добавлением дистиллированной воды позволяет достичь равномерного смешения порошков без дополнительных примесей.

Следует отметить, что увеличение прочностных характеристик материала и возможного времени его нахождения в воде без разрушения достигается путем введения в его состав от 35 до 65% шлама ХВО. Увеличение сорбционной емкости (14 и более % относительно веса материала), а также сорбционной скорости (2 и более %/мин относительно веса материала) сорбирующего материала достигается путем введения в его состав 65-35% золошлаковых отходов ТЭЦ.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. С целью сгущения твердой фазы и удаления воды производилось естественное отстаивание шламовых отходов ТЭЦ. После фильтрации сгущенной части шлама твердая фаза подвергается одностадийной термической сушке при температуре 180-200°C. Порошкообразные шламовые и золошлаковые отходы просеяли через сито с целью извлечения частиц размером менее 0,1 мм из общей массы. Оставшуюся часть сыпучего материала подвергали измельчению для получения частиц такого же размера. Равновесное смешивание веществ производилось с помощью ультразвукового диспергатора. Для этого в приготовленную смесь порошков (35-65% шламовых отходов и 65-35% золошлаковых отходов) добавили дистиллированную воду, погрузив выходной конец диспергатора в колбу с раствором. Обработанный раствор помещали в сушильный шкаф и подвергали одностадийному термолизу при температуре 200°C в течение 30 минут. Формообразование полученного сорбирующего материала производилось путем прессования.

Предлагаемый способ получения сорбирующего материала на основе шламовых и золошлаковых отходов ТЭЦ не требует обработки материала химическими веществами, позволяет получить сорбент, способный удерживать поглощенные вещества более 5 часов с потерей в весе менее 0,01% вследствие десорбции.

Полученный сорбирующий материал на основе шламовых и золошлаковых отходов ТЭЦ, обладающий гидрофобными и олеофильными свойствами, в виде прессованных таблеток помещают на поверхность водного объекта для удаления разливов масел или используют в качестве загрузочного материала в фильтрах. Отработанный сорбент можно использовать в качестве альтернативного вида топлива.

1. Способ получения сорбирующего материала для очистки водных объектов, включающий термообработку минерального сырья в течение 30 минут, отличающийся тем, что в качестве минерального сырья используют шламовые и золошлаковые отходы ТЭЦ, при этом проводят предварительную термическую обработку обводненного шламового отхода ТЭЦ химводоочистки при температуре 180-200°C, последующее просеивание через сито с размером отверстий не более 0,1 мм, смешивание полученного шламового отхода с золошлаковыми отходами ТЭЦ ультразвуковым диспергатором с добавлением дистиллированной воды, после чего осуществляют термическую обработку полученной дисперсии при температуре 200°C с последующим формованием полученной порошкообразной смеси путем прессования.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что содержание шламовых отходов ТЭЦ составляет 35-65%.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что содержание золошлаковых отходов ТЭЦ составляет 65-35%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения регенерируемого поглотителя диоксида углерода и может быть для очистки атмосферы от диоксида углерода герметичных объектов, для создания контролируемой газовой среды, для очистки атмосферного воздуха в топливных элементах.
Изобретение относится к способу получения гидрогелей, которые могут использоваться в качестве сорбентов для связывания катионов металлов, в частности в процессах утилизации жидких радиоактивных отходов.

Изобретение относится к сорбентам для поглощения нефти. Предложен сорбент-активатор, представляющий собой наноструктурированный углерод-кремнеземный композит, полученный из смеси шунгита с рисовой шелухой при их массовом соотношении в смеси на 6 частей шунгита 1-24 части рисовой шелухи.

Изобретение относится к области получения неорганических сорбентов для очистки вод от мышьяка. Гидроксид магния смешивают с гидратированным хлоридом железа в мольном отношении магния к железу от 1,5 до 6,0.

Группа изобретений относится к сорбентам для восстановления нефтезагрязненных земель, ликвидации аварийных разливов нефти, утилизации отходов бурения. Предложен сорбент-активатор аборигенных почвенных нефтеокисляющих микроорганизмов, представляющий собой наноструктурированный углерод-кремнеземный композит.
Изобретение относится к области очистки воды от катионов металлов. Предложены гуминовые вещества, выделенные из черноольхового низинного торфа, имеющие молекулярную массу 98 кДа, общую кислотность 3,2 ммоль/г, содержание карбоксильных групп 0,3 ммоль/г, содержание фенольных групп 2,9 ммоль/г.

Изобретение относится к способам получения химического поглотителя диоксида углерода, используемого в индивидуальных дыхательных аппаратах. Способ получения химического поглотителя диоксида углерода заключается в приготовлении суспензии гидроксидов щелочных и/или щелочноземельных металлов путем растворения в воде гидроксидов щелочных металлов с последующим добавлением гидроксидов щелочных и/или щелочноземельных металлов.
Изобретение относится к получению сорбентов для извлечения ионов металлов из водных сред. Предложен способ получения сорбента рутения, заключающийся в осуществлении процесса сорбции сульфид-ионов на гранулированном макропористом анионите с последующей конденсацией сорбированных сульфид-ионов с формальдегидом.

Изобретение относится к технологии получения полимерных сорбентов, используемых для локализации, ликвидации, сбора и очистки загрязненной среды от нефти и нефтепродуктов.

Изобретение относится к получению углеродных сорбентов. Способ получения углеродного сорбента включает измельчение угля до фракции 5-10 мм, обработку 20% раствором негашеной извести в уксусной кислоте, термообработку при температуре 380-420°C с выдержкой в течение 15-20 минут и охлаждение.

Изобретение относится к производству композитных сорбентов на основе гексацианоферратов переходных металлов и органических носителей. Способ включает иммобилизацию гексацианоферрата переходного металла в матрицу хитозана и ее термообработку при 100-120°С.

Изобретение относится к способу очистки вредных техногенных газовых выбросов в атмосферу от различных загрязнителей и может быть использовано для нейтрализации токсичных вредных продуктов при очистке промышленных выбросов, продуктов сжигания промышленных и бытовых отходов, а также выхлопных газов бензиновых и дизельных двигателей.
Изобретение относится к способу получения гидрогелей, которые могут использоваться в качестве сорбентов для связывания катионов металлов, в частности в процессах утилизации жидких радиоактивных отходов.
Изобретение относится к сложному оксиду, который можно применять для катализаторов, функциональной керамики, твердых электролитов для топливных элементов, абразива и подобного, в частности для катализаторов для очистки отработавшего газа автомобиля, а также к способу получения сложного оксида.

Изобретение относится к технологии изготовления адсорбента диоксида углерода, предназначенного для использования в средствах защиты органов дыхания. Установка для получения адсорбента диоксида углерода содержит узел дозированной подачи полимерного раствора, содержащего гидроксиды щелочных или щелочноземельных металлов 1, узел подачи подложки из волокнистого материала 2, узел формования 3 и узел сушки 4.
Изобретение может быть использовано в производстве сорбента катионов из водно-солевых растворов. Для получения фосфата титана берут титанилсульфат аммония в твердом виде и вводят его в 10-50% раствор фосфорной кислоты, взятой из расчета обеспечения массового отношения TiO2:P2O5=1:(1,75-2,5).

Изобретение относится к области сорбционной очистки сточных вод от нефтепродуктов. Сущность изобретения заключается в том, что в качестве сорбента используют золу древесную, образующуюся при сжигании отходов переработки измельченной древесины определённого химического состава.

Изобретение относится к способам получения хемосорбционных элементов. Готовят исходную композицию путём смешивания порошкообразных гидроксидов щелочных и/или щелочноземельных металлов с органическим полимером и растворителем.

Изобретение относится к области очистки промышленных жидких отходов и сточных вод от токсичных и радиоактивных элементов и может использовано для удаления ряда радиоизотопов, таких как технеций-99, палладий-107, и токсичных экологических загрязнителей, включая свинец и шестивалентный хром.
Изобретение относится к способам получения титаносиликатов, используемых в качестве сорбентов и фотокатализаторов. Берут кислый титансодержащий раствор и осуществляют восстановление 20-40% титана (IV) до титана (III) путем электрохимической обработки.

Изобретение относится к получению композиционных сорбентов для извлечения из сточных вод нефтепродуктов и органических загрязнителей, обладающих возможностью многократной регенерации. Способ включает смешивание в изопропаноле суспензии фторопласта и суспензии активированного угля в заданной пропорции, обеспечивая содержание угля в количестве 10-40 мас.%. Затем производят заполнение полученной суспензией фарфоровой формы, спекание при 380°С в течение 2 часов, охлаждение, измельчение и выделение гранул требуемого размера. Изобретение обеспечивает получение угольно-фторопластовых сорбентов, обладающих высокой скоростью фильтрации и степенью очистки вод от углеводородов и органических загрязнителей. 3 ил.
Наверх