автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.03, диссертация на тему:Получение из лигнинсодержащих отходов окисленных активных углей с целью применения для очистки выбросов в атмосферу

'Г > ' . . 4

2 № ^97

На правах рукописи

ПЕТРОВА ЕЛЕНА ВЛАДИМИРОВНА

ПОЛУЧЕНИЕ ИЗ ЛИГНИНСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ ОКИСЛЕННЫХ АКТИВНЫХ УГЛЕЙ С ЦЕЛЬЮ ПРИМЕНЕНИЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ

05.21.03 - технология и оборудование химической переработки древесины; химия древесины

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 1997

Работа выполнена в Санкт-Петербургском Государственном технологическом университете растительных полимеров

Научный руководитель

Официальные оппоненты

Ведущее предприятие

кандидат технических наук, доцент Григорьев Л.Н.

доктор технических паук, профессор Зорин И.Ф.

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Цыганов Е.А.

АО "ПРОЕКТГАЗООЧИСТКА"

Защита состоится " /В "ииарггю 1997 г. в часов на за-

седании диссертационного совета Д 063.24.01 при Санкт-Петербургском государственном технологическом университете растительных полимеров по адресу:

198095, Санкт-Петербург, ул. Ивана Черных, д.4.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале научной библиотеки университета.

Автореферат разослан - Ш1 г

Ученый секретарь диссертационного совета

Швецов Ю.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проблема охраны окружающей среды от загрязнения промышленными выбросами и твердыми отходами в целлюлозно-бумажном и гидролизном производствах во многом может быть решена путем максимального использования лигнинсодержащих отходов (ЛО ), количество которых составляет около 10 млн. т/год.

В настоящее время известно достаточно много способов утилизации ЛО. Однако, в основном, эта способы предусматривают использование ЛО в качестве добавок к различным сырьевым шихтам или композициям. Не уменьшая значимости известных направлений утилизации ЛО, следует отметить, что их реализация в промышленном масштабе позволяет сократить количество ЛО не более чем на 30%. Основная же часть ЛО сжигается как котельное топливо или вывозится в отвал.

С учетом этого, актуальными представляются способы утилизации, ориентированные на применение ЛО в качестве основного сырьевого материала для производства товарных продуктов, пользующихся спросом. Одним из рациональных и эффективных направлений утилизации ЛО является получение на их основе активных углей, используемых для решения различных природоохранных и технологических задач. Спрос на такие материалы в России удовлетворяется только на 69%.

Известные в настоящее время технологии производства активных углей из гидролизного лигнина, лигносульфонатов, шлам-лигнина, опилок, коры не находят широкого распространения. Возможными причинами этого являются, как малый ассортимент получаемых активных углей, которые, в основном, производятся в порошкообразном виде и предназначены для очистки сточных вод, так и отсутствие надежной информации о свойствах углей, проявляемых ими в конкретных условиях их применения.

Одним из возможных направлений расширения ассортимента производимых на основе ЛО активных углей и областей их использования является получение на основе ЛО гранулированных химически активных адсорбентов и применение их для очистки выбросов в атмосферу от загрязняющих веществ, в частности, от оксидов азота, присутствующих в дымовых газах содорегенерационных и энергетических котлоагрегатов, в вентиляционных выбросах ремонтно-механических цехов.

Оксиды азота ( МОх) относятся к типичным загрязняющим веществам второго класса опасности. Основным методом обезвреживания газов от МОх является в настоящее время метод каталитического дожигания, требующий при реализации существенных энергетических затрат. В ряде слу-

чаев, особенно при очистке от КОх низкотемпературных и низкоконцентрированных выбросов, эти затраты могут быть значительно снижены путем замены промышленных катализаторов на химически активные адсорбенты (хемосорбенты) и организации процесса обезвреживания газов от КОх по адсорбционно-каталитическому методу.

Диссертационная работа выполнена на кафедре охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов Санкт-Петербургского государственного технологического университета растительных полимеров в период 1993-1996 г. в соответствии с Государственной научно-технической программой "Комплексное использование и воспроизводство древесного сырья".

Цель и задачи исследования:

Цель работы состояла в получении на основе ЛО окисленных активный углей, изучении их основных характеристик и адсорбционных свойств, а также в разработке способа применения окисленных лигнинных активных углей в системах очистки газовых выбросов от КОх.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить ряд конкретных задач:

1.Получить на основе лигнинсодержащих отходов гранулированные угли парогазовой активации.

2. Определить условия окисления, обеспечивающие использование активных лигнинных углей для очистки газовых выбросов.

3. Исследовать пористую структуру и общие свойства поверхности окисленных лигнинных активных углей.

4. Изучить адсорбционную и каталитическую активности окисленных лигнинных активных углей по отношению к оксидам азота.

5. Разработать способ очистки газовых выбросов от ЫОх с использованием в качестве адсорбента окисленного лигнинного активного угля.

Научная новизна работы:

- определено, что существует экстремальное значение окисленности поверхности активного лигнинного угля, ниже которого адсорбция загрязняющих веществ протекает по физическому, а выше - по хемосорбцион-ному механизмам;

- показано, что окисленный лигнинный активный уголь имеет более высокую, по сравнению с промышленными углями, адсорбционную активность по отношению к 1ЧОх и может быть предложен для интенсификации адсорбционного метода очистки газов от ЫОх;

- предложены схемы адсорбции N0 активными лигнинными углями в зависимости от величины окисленности поверхности.

Практическая значимость и реализация результатов работы:

Разработан процесс получения на основе ЛО химически активных углеродных сорбентов. В условиях ЛО "Парацельс" (г.Санкт-Петербург) осуществлена наработка на основе лигнина Сегежского ЦБК опытных партий гранулированного активного и окисленного углей. Разработан способ очистки низкотемпературных и низкоконцентрированных выбросов в атмосферу от !\гОх, предусматривающий использование активного и окисленного лигнинных углей. Способ апробирован в масштабе опытной установки для очистки вентиляционных выбросов от машин плазменной резки металлов в условиях судостроительного производства (АО "Северная верфь"). На основании результатов испытаний разработаны технологическая схема и конструкторская документация на проектирование опытно-промышленной газоочистной установки.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на Российской научно-технической конференции "Ресурсосберегающие технологии и охрана окружающей среды" (г.С-Петербург, май 1993 г.), на Российской научно-практической конференции "Организация комплексной природоохранной деятельности на предприятиях" (г.С-Петербург, декабрь 1993 г.), на Российской научно-технической конференции "Опыт и перспективы инженерного обеспечения природоохранной деятельности на предприятиях" (г.С-Петербург, июнь 1994 г.). на семинаре "Процессы переноса в химической технологии" Российского химического общества им.Д.И.Менделеева секции "Теоретические основы химических технологий" (С-Петербург, март 1995 г.), на Российской научно-практической конференции "Опыт и перспективы развития ресурсосберегающих технологий и охрана окружающей среды" (г.С-Петербург, апрель 1995 г.).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 10 печатных трудов; подана патентная заявка на изобретение "Способ очистки газов от оксидов азота".

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов, списка использованной литературы и приложения, включающего расчет основного и вспомогательного оборудования при разработке газоочистной установки, акт о наработке опытных партий активного и окисленного лигнинных углей, акт об испытаниях опытной газоочистной установки. Работа изложена на 176 страницах машинописного текста, содержит 25 таблиц, 30 рисунков, список литературы состоит из 194 наименований.

На защиту выносятся следующие положения:

- условия получения окисленных лигнинных активных углей, предусматривающие использование в качестве окислителя воздуха, триоксида хрома, хлористого хромила;

- критерий выбора областей применения окисленных лигнинных активных углей в системах очистки газов;

- результаты изучения равновесия, кинетики и динамики адсорбции N02 и N0 на неокисленном и окисленных лигнинных активных углях;

- схемы адсорбции N0 на окисленных лигнинных активных углях;

- способ очистки низкотемпературных и низкоконцентрированных газовых выбросов от 1\Юх. ....

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы. Приведены основные положения, выносимые па защиту.

Первая глава. Литературный обзор, содержит анализ существующих направлений утилизации ЛО и обоснование целесообразности использования Л О в качестве заменителей традиционных сырьевых материалов (каменного угля, древесины, торфа), на основе которых производятся активные угли различного эксплуатационного назначения.

Рассмотрены химические, физико-механические свойства ЛО как сырьевых материалов для производства активных углей.

Обобщены способы получения и области использования активных лигнинных углей. Показано, что информация о производстве гранулированных активных лигнинных углей и применении их в системах очистки газов минимальна и недостаточна ддя разработки технологии адсорбци-оннной очистки конкретных газов.

Показано, что сорбционная активность лигнинных ушей по отношению к газообразным загрязняющим веществам может быть увеличена путем их дополнительной обработки подходящим окислителем.

Исходя из результатов анализа литературы, были сформулированы цель и задачи исследования.

Во второй главе охарактеризованы методы исследований, приведены описания лабораторных и опытных установок, экспериментальных и аналитических методик. Исследования проводились с использованием методов газовой хроматографии, спектрофотометрии и потенциометрии.

Синтез активных лнгнинных углей осуществлялся по технологии, предусматривающей фракционирование сырьевого материала (0,5-1,0 мм), пластификацию массы (влажность 55-60%), формование гранул ((1=5,5 мм), сушку (Т=373-378К), пиролиз (Т=773-823К) и активацию водяным паром (Т=1073-1123К).

В качестве окислителей были использованы кислород воздуха, 0,5-10%-ный водный раствор триоксида хрома(СЮз), хлористый хромил (СгОзСЬ). Определение величины окисленности поверхности углей осуществлялось по адсорбции МаОН из его 0,1н раствора.

В третьей главе изложены результаты исследования процесса синтеза и основных свойств синтезированных материалов.

В качестве сырьевых материалов для синтеза исходного активного угля были использованы различные ЛО: гидролизные лигнины Сегежского ЦБК и Ленинградского гидролизного завода , технический лигносульфонат "Лигрин" Сокольского ЦБК , кора сосны.

Показано, что активные лигнинные угли (АЛУ), получаемые из различных сырьевых материалов, можно классифицировать как адсорбенты, пригодные по своей пористой структуре для использования в процессах очистки газов. Требуемые структурные показатели активного лигшппюго угля достигаются, в зависимости от исходного сырья, путем регулирования условий формования и активации; механическая прочность гранул обеспечивается путем добавок сульфатного или органосольвентного лигнинов. В качестве объекта для дальнейших исследований был выбран образец, синтезированный из лигнина Сегежского ЦБК, АЛУ-1.

Для определения условий окисления активного лигнинного угля был использован двухуровневый метод полного факторного эксперимента. В качестве выходных параметров были приняты величина удельной поверхности мезопор (Зуд, м2/г) и величина окисленности поверхности лигнинных углей (т], мг-экв/г). В качестве независимых переменных были рассмотрены температура окисления (200-400°С) - г, продолжительность окисления (2-4ч) - т , линейная скорость потока воздуха (0,1-0,2 м/с) - « . Получены следующие уравнения регрессий, адекватно описывающие экспериментальные результаты

где Х1, Хг - соответственно кодированные значения температуры и продолжительности: Х1=(Н-300)/100 ; Х2=( т +3,0)/1,0 .

8уд=87,5+6,7X1+1,7Хг , Л =0,51+0,20Х|+0.03Х2,

(1) (2)

Линейная скорость потока воздуха оказалась незначима как в выбранном интервале варьирования, так и в более широком интервале (Хз=0,1-0,4 м/с).

При окислении активного лигнинного угля (предварительно хлорированного и гидроксилированного) сильными окислителями (СгОз, СгОгСЬ) параметры I и т в интервале, соответственно, 293-353К и 0,5-4,0ч были незначимы. Поэтому были поставлены дополнительные опыты по изучению непосредственно зависимости 5уд=Д г|) (рис.1), которая адекватно аппроксимируется следующим эмпирическим уравнением

8уд=335-тх. е-1*** . (3)

Рис. 1. Зависимость удельной поверхности активного лигнинного угля от величины окисленности поверхности.

Для лигнинных углей, окисленных кислородом воздуха, величина г| может быть рассчитана по уравнению (2).

Для синтезированных образцов окисленных лигнинных активных углей (ОЛУ) и АЛУ-1 были исследованы основные параметры пористой структуры и химический состав поверхности (табл.1); также было изучено распределение дифференциальной теплоты адсорбции (ДТА) в зависимости от степени заполнения поверхности - 0 (по бензолу). Показано, что в области малых степеней заполнения поверхности (0=0,01-0,08) значения ДТА у окисленных лигнинных активных углей выше (24-60

Таблица 1.

Параметры пористой структуры и химический состав поверхности окисленных лигнинных активных углей

Показатели АЛУ-1 ОЛУ-6 ОЛУ-1 ОЛУ-5 ОЛУ-11

Плотность, г/см3

насыпная 0,50 0,42 0,39 0,40 0,43

истинная 1,86 1,79 1,94 1,89 1,80

Объем пор, см3/г

суммарный 0,81 0,86 0,94 0,88 0,72

микро- 0,25 0,28 0,33 0,23 0,13

Предельный сорбционный

объем, см3/г 0,36 0,40 0,45 0,38 0,18

Структурная константа

В-10б, град-2 0,97 0,93 0,99 0,67 0,41

Содержание функциональных

поверхностных групп,

(мг-экв/м2)403

фенольные 1,38 1,98 2,53 3,95 21,82

карбоксильные 1,93 3,15 4,70 4,96 24,70

перекисные 0,83 0,93 1,69 1,92 10,07

альдегидные 1,52 2,21 3,06 3,20 20,86

хинонные 2,49 - - 6,08 35,49

Величина окисленности

поверхности, мг-экв/г 0,24 0,34 0,71 0,81 1,94

Кдж/моль), чем у неокисленного лигншшого активного угля ( 7 Кдж/моль). Это свидетельствует о проявлении хемосорбционного эффекта при взаимодействии молекул адсорбата с поверхностью окисленных лигнинных углей. Адсорбционная активность окисленных лигнинных углей оценивалась по величине удельного удерживаемого объема паров органических ве-

ществ.а также N0 и N02. Результаты представлены на рис.2. Из рис.2а видно, что окисление активного лигнинного угля до величины 0,7мг-экв/г не приводи т к снижению его адсорбционной активности относительно паров неполярных соединений (бензола) и способствует повышению - относительно паров полярных соединений (ацетона, пропанола-2). Данные рис.2б показывают, что адсорбционная активность по N0 и N02 с увеличением окисленности поверхности активных лигнинных углей более 0,7 мг-экв/г повышается, причем по N0 в значительно большей степени.

2 о

«5

&>

(в

« Ю

3 о

3 «

»С. >-4

С? л

КС <о

> 2 к

к &

£

5 1000

¡00 (00 400

д

ч

/ < V

1 N 1

у

3

С,Я 01/ 0,6 Ог{

1Ш

то ¡0

1200 60

1000 40

800 20

(00 0

ор 1,г 2,0

Величина окисленности поверхности, мг-экв/г

Рис.2. Влияние величины окисленности поверхности активного лигнинного угля на адсорбционную активность по парам органических веществ (а) при Т=423К и по N0 и N02 (б) при Т=316К Адсорбтив: 1 -бензол, 2 -пропанол-2, 3 -ацетон, 4 -N02, 5 -N0.

Из представленных данных можно заключить, что активный лигнин-ный уголь в зависимости от величины окисленности поверхности, может выполнять различные функции: адсорбента в аппаратах для очистки и рекуперации загрязняющих веществ из газов и сточных вод (при величине г)<0,7 мг-экв/г), а также адсорбента-катализатора окислительно-восстановительных процессов в аппаратах очистки и обезвреживания газовых выбросов (при 0,7< г) <1,94 мг-экв/г).

Четвертая глава посвящена изучению адсорбционно-каталитических свойств окисленных лигншшых углей по отношению к N0 и N02, условий регенерации адсорбентов в режиме многоцикловой работы.

Исследование адсорбционного равновесия в системах NO(NO2)-0киc-ленный лигнинный активный уголь проводилось путем снятия изотерм ад-

сорбции . Установлено, что адсорбционная активность синтезированных углей по отношешпо к N0 и N02 превышает адсорбционную активность промышленного образца АР-3.

С использованием импульсного газохроматографического метода были проведены исследования кинетики хемосорбции N0 на окисленных лигнинных активных углях. Для обработки экспериментальных данных и определения основных кинетических параметров использовалось уравнение вида

с1аМт = К-р-( 1 - а/ап )п, (4)

где (1аМт - скорость хемосорбции в соответствующий момент времени; а,ап - соответственно, текущая и предельная величина адсорбции; р - среднее парциальное давление N0 вблизи поверхности угля; п - кинетический порядок; К=к-ап", здесь К и к - величины, постоянные для заданной температуры и показателя п.

Результаты обработки экспериментальных данных приведены в табл.2.

Таблица 2.

Кинетические параметры хемосорбции N0

Образец п ап, к, к-10-«, т, Еакт,

мкмоль/м2 моль/м2сПа Па'с-1 К Кдж/моль

ОЛУ-11 0 12,39 1,28 - 473

1 12,39 2,68 0,22 473

1 6,24 1,29 0,32 423 9,9

1 1,61 0,64 0,40 348

1 1,35 0,38 0,28 316 16,1

ОЛУ- 1 1 3,25 0,72 0,22 473

1 1,17 0,33 0,28 423 25,9

1 0,54 0,06 0,11 348

1 0,50 0,03 0,06 316 19,9

АЛУ-1 1,25 0,63 0,09 0,17 348 -

Из табл.2 видно, что сорбция N0 в зависимости от типа адсорбента, степени его насыщения и температуры подчиняется уравнениям различного

порядка. Величина п уменьшается с увеличением величины окисленности поверхности угля. Снижение порядка сорбции и уменьшение значения кажущейся энергии активации (Еакт) для образца ОЛУ-11 обусловлено увеличением доли диффузионного сопротивления. Повышение Еакт для образца ОЛУ-1 связано с переходом процесса сорбции из диффузионной области в кинетическую.

Показано, что хемосорбция N0 протекает на активных центрах окисленных лигнинных углей, содержащих хемосорбированный кислород(и характеризуется невысокими активационными барьерами.

На основании обобщения результатов изучения кинетики и идентификации продуктов хемосорбции предложены следующие схемы адсорбции N0 на активных лигнинных углях различной степени окисленности поверхности:

- адсорбция N0 на неокисленном активном лигнишюм угле протекает только в объеме микропор;

схема адсорбции N0 на окисленном лигнинном активном угле определяется способом обработки угля:

- повышение величины адсорбции N0 на окисленном воздухом лигнинном угле (0524<"п<0,71 мг-экв/г) обусловлено присутствием на поверхности угля химически активного кислорода, а также повышением концентрации в составе угля зольных элементов, в частности оксидов железа. Оксиды железа (Ре2+) способствуют образованию поверхностного оксида типа 0=Ре-Н=0, который при термообработке угля разлагается, в основном, с выделением №0;

- при обработке предварительно гидроксилированного угля хлористым хромилом (т1>0,71мг-экв/г) образуются структуры типа ^ _о''^^'О

Адсорбция N0 в этом случае сопровождается его окислением до ЫОг и восстановлением Сг6+ до Сг1"1":

При термической обработке С г4"1" окисляется до Сг6+

= с-с * £ =с-о^

На основании данных, полученных по результатам изучения динамики адсорбции N0 на окисленных лигнинных углях и N02 на активном лигнинном угле, были определены коэффициенты массопередачи, значения которых приведены в табл.3.

Для расчета продолжительности адсорбции (тпр) до появления проско-

Таблица 3.

Основные параметры динамики адсорбции N0 и N02

Образец Со, ао, и (0, т, Р> а Тпр При

(Адсорбтив) мг/м3 мг/г м м/с К с-1 С/Со=0,1, мин

ОЛУ-1 22,7 0,25 0,05 0,36 295 18,72 0,78 1,0

(N0) 8,7 0,10 0,08 0,16 295 13,40 0,85 18,5

17,9 0,21 0,05 0,16 295 13,31 0,83 7,5

8,2 0,05 0,08 0,16 316 9,30 0,97 9,0

7,8 0,03 0,08 0,16 348 9,30 0,98 5,0

ОЛУ-11 16,9 0,33 0,02 0,12 299 26,91 0,75 8,0

(N0) 16,9 0,33 0,05 0,12 299 26,60 0,90 37,0

27,4 0,57 0,02 0,12 299 26,33 0,82 9,0

27,4 0,57 0,05 0,12 299 19,72 0,78 27,5

18,4 0,39 0,02 0,22 299 26,40 0,67 0,5

12,0 0,10 0,08 0,40 316 20,05 0,54 2,5

16,9 0,56 0,08 0,40 348 25,00 0,30 9,0

АЛУ-1 52,4 2,15 0,03 0,16 302 35,8 0,98 34

(Ы02) 44,1 2,95 0,05 0,25 291 34,6 0,99 61

64,5 4,32 0,06 0,25 291 35,9 0,98 82

ковой концентрации N0 и N02 (С/Со=0,1) было использовано уравнение Дубинина

тпР = а<5а[ Ь - (и/р ) 1п(С/Со) ] /(Сою), (5)

где С, Со - текущая и начальная концентрация N0 (N02), соответственно; а0 - равновесная величина адсорбции Ж)(М0г); ю - линейная скорость газового потока; Ь - высота слоя адсорбента; р - коэффициент мас-сопередачи; а - коэффициент,определяемый из выходной кривой.

Расхождение расчетных и опытных данных не превысило 6,02-13,91%, что позволило рекомендовать это уравнение для расчета основных параметров стадии адсорбции при разработке адсорбционного и адсорбционно-каталитического процессов очистки газовых выбросов от NOx .

При испытании образцов ОЛУ-1 и ОЛУ-11 в режиме "адсорбция-регенерация-адсорбция" было установлено, что для многократного приме-ния окисленных лигнинных углей регенерацию их можно осуществлять по

схеме: промывка 2-10%-ным раствором Кга011 (не < 4 моль №ОН/моль ИОя) в течение 5-10 мин при удельном расходе 3,31-8,97 ч1, продувка воздухом с линейной скоростью газового потока 0,3-0,4 м/с. Продувка образца ОЛУ-1 проводится при температуре 473-493К в течение 30-40 мин, а образца ОЛУ-11 - при температуре 423-453К в течение 10-20 мин. Промывка сорбента воднощелочным раствором осуществляется для удаления N02, а продувка воздухом - для удаления избытка влаги и восстановления хсмосорб-ционной активности окисленных лигнинных углей.

Проведенные дополнительно исследования показали возможность использования неокисленного активного лигнинного угля в качестве концентратора при отборе на анализ проб газов, содержащих N02.

Пятая глава включает описание разработанной на основании выполненных исследований схемы очистки низкотемпературных и низкоконцентрированных газовых выбросов от NOx, результаты производственных испытаний окисленного лигнинного активного угля в системе очистки вентиляционных выбросов от ЫОх, образующихся при плазменной резке металлов в воде (ПРМВ).

В качестве газоочистного аппарата был использован адсорбер вертикального типа, в который загружался слой окисленного ( г| =1,94мг-экв/г) лигнинного угля (0,25 м) и слой активного лигнинного угля (0,05 м). Испытания проводились в режиме "адсорбция-регенерация-адсорбция".

Определено, что в условиях многоцикловой работы (18 циклов) эффективность очистки выбросов от NOx составляла 99,7-89,9%.

В шестой главе приведены результаты оценки экономической эффективности применения окисленных лигнинных активных углей на примере разработанного способа очистки газовых выбросов от NOx.

ВЫВОДЫ

1. Показано, что гранулированные активные лигнинные угли, можно классифицировать как адсорбенты, пригодные по своей пористой структуре для использования в процессах очистки газов.

2. Предложены способы окисления активных лигнинных углей, предусматривающие применение в качестве окислителей воздуха, триоксида хрома, хлористого хромила.

3. В зависимости от величины окисленности поверхности активные лигнинные угли проявляют различные адсорбционные свойства, что может быть использовано при выборе направления их применения в системах

очистки газов: акгивиые лигнипные угли с величиной окислеиности поверхности 0,24-0,70 мг-экв/г могут применяться как адсорбенты паров органических веществ из выбросов в атмосферу, а с величиной окислеиности поверхности 0,70-1,94 мг-экв/г- как адсорбенты-катализаторы в системах очистки и обезвреживаня выбросов от газообразных загрязняющих веществ.

4. Для описания адсорбционного равновесия в области малых концентраций предложены уравнения изотерм адсорбции NO2 и NO на активном и окисленных лигнинных углях.

5. Адсорбция NO на окисленных лигнинных активных углях с величиной окислеиности поверхности более 0,70 мг-экв/г протекает по хемо-сорбциопному механизму на активных центрах, содержащих хемосорбиро-ванный кислород, и характеризуется невысокими активационными барьерами.

6. Окисление активного лигнинного угля обеспечивает более высокую сорбционную активность его по отношению к NOx и может быть предложено для интенсификации адсорбционного метода очистки газов от NOx .

7. Регенерацию окисленных лигнинных углей, используемых для извлечения NOx из газовых выбросов, можно осуществлять по схеме: промывка 2-10%-ным раствором NaOH, затем продувка при температуре 423-493К воздухом со скоростью 0,3-0,4 м/с в течение 10-40 мин.

8. Активный лигнинный уголь с величиной окислеиности поверхности 0,24-0,70 мг-экв/г может быть применен в качестве концентратора при отборе проб газов, содержащих NO2, на анализ. Предложены уравнение для расчета основных параметров концентратора и условия его применения.

9. Разработан и апробирован в промышленных условиях способ очистки газовых выбросов от NOx , образующихся при плазменной резке металлов в воде. Способ обеспечил эффективность очистки вентиляционных выбросов от NOx 89,9-99,7%.

10. Ожидаемый экономический эффект от внедрения опытно-промышленной установки производительностью 150 м3/ч составит около 49 млн. руб., себестоимость очистки не превысит 30 руб/м3.

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в следующих работах:

1. Grigoriev L.N., Platonov A.Y., Petrova H.V. et al. The new chemosor-bents from lignin waste // Proceedings of International symposium "Pulp and paper technologies for a cleaner world". - Paris, 1993,- V.2.- P.253-261.

2. Петрова Е.В., Григорьев Л.Н. Получение и применение активированных углей из лигнинсодержащих отходов для очистки выбросов в атмосферу // Ресурсосберегающие технологии и охрана окружающей среды: Тез. докл. Российск. межотрасл. научн.-техн. конф., май 1993 г. - С-Пб.: Знание, 1993. -С.62-64.

3. Петрова Е.В., Григорьев JI.H., Буренина Т.Н. Применение активированных углей на основе лигнинсодержащих отходов Н Организация комплексных мероприятий природоохранной деятельности на предприятиях: Тез. докл. Российск. межотрасл. научн.-практ. конф., дек. 1993 г. - С-Пб.: Знание, 1993.-С. 140-142.

4. Петрова Е.В., Григорьев Л.Н., Залесский В.К. и др. Очистка воздуха от оксидов азота при плазменной резке металлов в воде // Опыт и перспективы развития инженерного обеспечения природоохранной деятельности на предприятиях: Тез. докл. участи. Российск. научн.-техн. конф., июнь 1994 г. - С-Пб.: Знание, 1994,- С.31-33.

5. Grigoriev L.N., Petrova H.V., Cheperegin G.G. Applikation of the che-mosorbents on the base lignin materials for purification of gases from nitrogen oxides // Proceedings of the 8th International Symposium on Wood and Pulping Chemistry. - Helsinki, 1995. - Y.3. - P.437-442.

6. Петрова E.B., Григорьев JI.H. Характеристика активных сорбци-онных материалов на основе лигшшных отходов // Опыт и перспективы развития ресурсосберегающих технологий и охрана окружающей среды на предприятиях: Тез. метод, докл. Российск. научн.-практ. конф., апрель 1995. С-Пб: Знание, 1995. - С.75-76.

7. Григорьев Л.Н., Петрова Е.В., Чеперегин Г.Г. Хемосорбция монооксида азота на окисленных активных углях //ЖПХ. - 1995,- Т.68, Вып.9. -С.1510-1513.

8. Петрова Е.В., Григорьев Л.Н., Черкашин А.Г., Буренина Т.И. Получение и применение окисленных активных углей на основе технических лигнинов II Известия вузов: Лесной журнал. - 1996. - №1-2. - С.86-93.

9. Григорьев Л .Н., Петрова Е.В., Буренина Т.И. Применение лигнин-ного активного угля для концентрирования вредных веществ при анализе выбросов в атмосферу // ЖПХ. - 1996,- Т.69, Вып.З. - С.419-422.

10. Григорьев Л.Н., Петрова Е.В. Получение и применение новых активных материалов на основе лигнинсодержащих отходов // Целлюлоза, бумага, картон. - 1996. - №3-4. - С.24.