Реферат на тему "Получение вторичных продуктов из торфа и сланцев"




Реферат на тему

текст обсуждение файлы править категориядобавить материалпродать работу




Реферат на тему Получение вторичных продуктов из торфа и сланцев

скачать

Найти другие подобные рефераты.

Реферат *
Размер: 352.61 кб.
Язык: русский
Разместил (а): Демьянов Владимир Юрьевич
Предыдущая страница 1 2 3 Следующая страница

добавить материал

отделение механической фрезой от массива вдоль груди за­боя обнаженной части прослоя «Плита» и отрыв известняковых блоков от нижней части промпласта с помощью гидроклиньев;
извлечение комбайном нижней части промпласта, кото­рая включает II и III сланцевые слои и промежуточный прослой «Кулак».
Таким образом, извлечение известняковых блоков мощ­ностью 0,25—0,30 м, добываемых в шахте на глубине 70—80 м, проводилось без применения буровзрывных работ, что обеспе­чивало их качество.
Физико-механические свойства и химический состав бло­ков прослоя известняка «Плита» существенно отличаются от вы­шеописанных блоков.
Структура известняковой плиты скрытокристаллическая. Ок­раска облицовочной плитки — светло-серая с голубоватым оттен­ком. По декоративности относится к 3-му классу. Поверхность име­ет однородный спокойный рисунок, что позволяет в строительстве обойтись без специального подбора отдельных плит. Фактура лице­вой поверхности плитки пиленая, глубина борозд не более 0,25 мм или шлифованная до уровня лощения. Размеры плитки: длина от 100 до 1100 мм; ширина от 100 до 400 мм; толщина 20, 30 и 40 и т. д. до 200 мм. Облицовочная плитка применима для наружной от­делки жилых и общественных зданий.
Применялась при реставрационных работах храмов гг. Псков, Новгород, отделке станций метрополитена С.-Петер­бурга и Самары, помещений аэропорта Пулково-2, строящейся библиотеки С.-Петербурга у станции метро «Парк Победы» и др.
В настоящее время осуществляется выемка в комбайновых камерах-лавах прослоя «Плита» и их распиловка на камнерезном оборудовании фирмы БРА на шахте «Ленинградская». Объемы реализации облицовочной известняковой плитки в 1999 г. были 5 тыс. м2 при средней отпускной цене за 1 м2 210 руб.
При избытке блоков из прослоя «Плита» они могут быть реа­лизованы в качестве стеновых камней, так как полностью отвеча­ют требованиям ГОСТ 4001—84 «Камни стеновые из горных по­род». Извлечение блоков из почвы горных выработок прекращено.

Получение глицерина из торфяных гидрализатов. [1]

Низшие многоатомные спирты (м.а.с.) — глицерин, этиленгликоль и пропиленгликолъ, широко используются в народном хозяйстве и особенно в химической промышленности. На их основе получают алкидные смолы, синтетические волокла, пластификаторы, поверхностно-активные вещества, взрывчатые вещества и многие другие соединения. Помимо химической промышленности упомянутые спирты в больших количествах потребляются в бумажном, текстильном, кожевенном, пищевом, парфюмерном и других производствах.
Если этиленгликоль может быть сравнительно просто синтезирован из этилена, то глицерин в СССР до сих пор получается из отходов мыловаренного производства, которое, как известно, базируется на пищевом сырье. Причем количество производимого в стране глицерина не удовлетворяет возрастающих потребностей народного хозяйства.
Что касается пропиленгликоля, то он в СССР не производится.
В связи с дефицитом глицерина и у нас, л за границей изыскиваются синтетические и полусинтетические способы его получения. Одним: из таких методов является гидрогенолиз моносахаров, получаемых в результате гидролиза растительного сырья и, в частности, отходов сельского хозяйства. Гидрогенолиз углеводов осуществляется в водных растворах в присутствии гетерогенных (обычно никелевых) катализаторов при температуре 100—230° С, под давлением водорода от 80 до 200 атм  и значениях рН  8 - 10. Сущность процесса заключается в совмещении двух реакций: селективного разрыва углеродной цепи гексоз и пентоз с последующим насыщением водородом образовавшихся остатков молекул и восстановления карбонильной группы.
Не рассматривая более ранние трактовки механизма гид роге но ли за моносахаридов, остановимся на взглядах акад. А. А. Баландина и его школы. Согласно мультнплетной теории А. А. Баландина, преимущественный разрыв углеродной цепи в молекулах гексоз и пентоз должен происходить в положении 3 - А и в меньшей степени по связям 2 - 3 в гексозах и 1 - 2 в пентозах. Следовательно, для получения высоких выходов глицерина гидрогенолизу следует подвергать гексозы. Этот вывод подтверждается экспериментом. Наряду с образованием глицерина и эгиленгликоля в продуктах реакции всегда присутствует 1,2-пропиленгликоль, который получается в результате расщепления глицерина.
В качестве катализаторов гидрогенолиза моносахаров были испытаны различные контакты, обычно применяемые в гидрогенозационных процессах. Наилучшие результаты были получены при использовании Ni и Ni – Cu с добавками в реакционную среду окисей кальция или бария. Ранее считалось, что последние являются лишь подщелачивающими агентами. Однако в последние годы в работах А. Л. Баландина, Н. А. Васюяиной к других развивается иной взгляд на роль таких добавок. Упомянутые авторы считают, что процесс гпдрогенолиза углеводов требует наличия системы катализаторов, во-первых, гетерогенного, на котором осуществляется активация водорода, восстановление карбонильной группы углевода, разрыв С—С - связей и насыщение образовавшихся остатков водородом, и, во-вторых, гомогенного, роль которого выполняют щелочные добавки гидроокисей двух трехвалентных металлов, создающие не только необходимое значение рН среды но и способствующие, что особенно важно подчеркнуть, разрыву углеродной цепи в молекуле моносахарида. Причинами, обусловливающими ослабление С—С - связей, являются энолизация моносахарида и образование хелатного комплекса ионов двух и трехвалентных металлов с монозой преимущественно в положении 3 - 4. Это подтверждается работами ряда авторов, которые при спектрофотометрировании растворов глюкозы, содержащих ионы металлов, обнаружили максимум поглощения при определенных соотношений ингредиентов, что может быть связано с образованием указанных выше комплексов. Косвенным доказательством образовании последних является также тот факт, что добавление в реакционную среду соединений, содержащих ионы трехвалентных металлов, в т. ч. ионов с большим положительным зарядом, п катионов, обладающих более ярко выраженными электронно-акцепторными свойствами, приводит к ускорению процесса гидрогенолиза в 2 - 3 раза и увеличению выхода глицерина на 5 - 10%. По-видимому, указанные ионы металлов образуют с моносахаридами такие комплексы, которые но сравнению с ионами кальция и бария в большей степени ослабляют С—С - связи в положении 3 - 4 и тем самым способствуют увеличению выходов целевого продукта.
В заключение отметим, что процесс гидрогенолиза углеводов растительного сырья был исследован в СССР на камеральной установке и в настоящее время отрабатывается в опытно-промышленном масштабе. Получающаяся смесь глицерина, гликолей, гексетов и пенгетов разделяется методом ректификации.
Таким образом, все основные, принципиальные вопросы получения глицерина и гликолей из углеводов решены. В качестве источника последних может •быть использовано любое растительное сырье, содержащее такие полисахариды, которые при гидролизе дают достаточное количество гексоз. Известно, что слаборазложившиеся верховые торфы содержат до 60% полисахаридов в расчете на абсолютно сухое вещество. Гидролизаты, получаемые из таких торфов, содержат сахара, состоящие приблизительно на 70% из гексоз. Последние, как мы указывали, представляют наибольшую ценность для процесса гидрогенолиза. Заметим, что стоимость сахара торфяных гидролизатов составляет всего лишь 60 руб. за 1 т.
В связи с этим нами было проведено исследование процесса гидрогенолиза торфяных гидролизатов с целью подбора таких условий, при которых могли быть получены наиболее высокие выходы глицерина и гликолей.
В качестве сырья использовались термогидролизат — отжим Бокситогорского завода искусственного обезвоживании торфа (ВТН) и гидролизат, получавшийся по методу ВЫИИТП на установке того же института. Гидролизу подвергался верховой фускум-торф Ларьямовекого месторождения (степень разложения 12%).
В связи с тем, что торфяные гидролизаты содержат вещества, отравляющие катализаторы гидрогенизации, они предварительно подвергались очистке, котораи осуществлялась двумя способами:
1) торфяным коллактивитом (сульфоторфом) с последующей доочисткой на ионообменных смолах
2) только одним коллактивитом.
После указанных операции гидролизаты упаривались под вакуумом (остаточное давление — 10 - 15 мм рт. ст.) до содержания 20 - 40 г редуцирующих веществ (РВ) в 100 мл раствора.
Количественное определение углеводов в неочищенных и очищенных гидролизатах производилось методом бумажной хроматографии с последующим проявлением анилинфталатом, и актированием окрашенных водных Сахаров и фотометрированием полученных растворов.
Предназначенный для гидрогенолиза гидролизат нейтрализовался окисью кальция до рН=7, при этом раствор приобретал томно-бурую окраску и выпадал осадок сульфата кальция. Последний отфильтровывался под вакуумом, и раствор вторично пропускался через колонку с коллактивитом (внутренний диаметр - 20 мм, высота слоя адсорбента - 30 мм), в результате чего он обесцвечивался.
Процесс гидрогенолиза проводился в присутствии системы катализаторов: гетерогенного (50% Ni) Уфимского завода и гомогенных, в качестве которых использовались окись кальция и гидроокись железа, получавшаяся при внесении в раствор окиси кальция, соли Fe2(S04)3*9Н20. Так как катализатор Уфимского завода содержит никель в виде основного карбоната, он перед загрузкой в раствор моносахаров восстанавливался при 4500С в течение трех часов в токе водорода, после чего также в токе водорода охлаждался до 80—50°С и выгружался в дистиллированную воду.
После охлаждения автоклава катализат выгружался, отфильтровывался от катализатора, упаривался под вакуумом, и в нем определялось содержание многоатомных спиртов методом бумажной хроматографии.
В результате экспериментов с гидролизатами, очищенными по двухстадийной схеме (коллактивит - иониты), было установлено, что выход глицерина на исходные сахара составляет 25—33%, этиленгликоля — 18—24% из 1,2-про-пиленгликоля — 19 - 26% . В этой же таблице для сравнения приведены данные, полученные при гидрогенолизе раствора глюкозы в идентичных условиях. Видно, что выходы целевых продуктов, получаемые при гидрогенолизе торфяных гидролизатов, хотя и меньше, чем при использовании чистой глюкозы, все же достаточно высоки. Обнадеживающим является также тот факт, что рН катализата колеблется в пределах семи единиц. Это свидетельствует о том, что побочные реакции, приводящие к образованию кислот, которые могут разрушать активные центры никелевого катализатора, ч нашем процессе ослаблены. В связи с этим катализатор может быть использован дважды без существенного снижения выходов глицерина и гликолей.
Опыты с гидролизатамн, которые осветлялись только коллактивитом, показали, тго выходы глицерина и гликолей снижаются. Сравнительно низкие выходы целевых продуктов получены по той причине, что гидрогенолиз гекситов и пентитов прошел не до конца. При увеличении времени процесса до 1ч выходы глицерина и гликолей возрастают.
С целью определения возможности многократного использования катализатора были проведены специальные опыты. Установлено, что при повторном применении катализатора выходы целевых продуктов и pH среды снижаются. Аналогичное явление наблюдается при добавлении к использованным катализаторам 20% вновь восстановленного контакта. Однако падения рН среды в этом случае не наблюдается.
Заметим, что в рассматриваемой серии экспериментов существенно уменьшаются затраты па предварительную подготовку гидролизата, так как исключается вторая наиболее дорогостоящая стадия очистки на заводах. Поэтому в производственных условиях, по-видимому, будет целесообразно проводить гидрогенолиз гидролизатов, осветленных только коллактивитом.
На основании проведенного исследования можно сделать вывод о принципиальной возможном использования торфяных гидролизатов в качестве сырья дли получения глицерина и гликолей. Проведенный: нами предварительный экономический расчет показал, что себестоимость глицерина из торфа оказывается не выше себестоимости глицерина из подмыленных глюкоз.

Технологическая схема производства гексаторфа. [1]

В Калининском политехническом институте с участием кафедр «Технология пластмасс», «Торфяная механика», «Машины и аппараты химических производств» разработан рабочий проект автоматизированного завода по производству гексаторфа.
Гексаторф - эти гранулированное, нейтральное, торфоминеральное удобрение с содержанием азота, фосфора и калия по 6%. От известных торфоминералъных удобрений гексаторф отличается:
высоким содержанием питательных веществ;
выпуском в гранулированном, неслеживаюшемся виде, позволяющем механизированное внесение удобрения (рассев туговысевателям и высев его с семенами сельскохозяйственных культур);
прочностью гранул, неразрушающихся при длительном хранении и транспортировке. Вследствие прочности, гранулы отдают питательные вещества постепенно, что обеспечивает их доступность для растении в течение всего вегетационного периода;
нейтральной реакцией среды, незначительной гигроскопичностью и стерильностью- Последнее практически не лимитирует срок храпения удобрения;
В настоящее время в гранулированных и не слеживающихся формах выпускается лишь незначительная часть минеральных удобрений. Органо-минеральные гранулированные удобрении до сих пор, как отечественной промышленностью, так и зарубежной не выпускаются.
В решениях XXIII съезда КПСС указывается на необходимость к концу пятилетия поставлять удобрения сельскому хозяйству только в гранулированных и неслеживающихся формах.
Технологический процесс производства гексаторфа разработан по данным, полученным на экспериментальной установке, на которой ежегодно (с 1964 г.) производились опытные партии гексаторфа, применявшегося в полевых опытах в различных климатических зонах страны на разнообразных сельскохозяйственных культурах. Результаты опытов на культурах льна, картофеля, зерновых, овощей, риса, табака свидетельствуют о стабильной эффективности гексаторфа (при нормах внесения 100—300 мг/га).
При предусмотренной в проекте 3-сменной круглогодичной работе производительность завода составляет 3 - 100 т готовой продукции в год.
Технологическая схема получения гексаторфа выглядит следующим образом (см. рисунок).
Сырье - торф, двойной суперфосфат, калийная соль, формалин, аммиак - поступает на завод но узкоколейной железной дороге в торфовозных вагонах и цистернах. Сухие компоненты хранятся па складе сырья в бетонных бункерах 10, 11, 12, а жидкие - в стальных емкостях 15, 16.
Фрезерный торф со склада сырья грейферным захватом подается в дозировочный бункер 2, откуда поступает на сепаратор 1 для удаления крупных посторонних включений и отсева необходимой фракции размером менее 5.
Просеянный торф транспортируется в накопительный бункер 18, откуда по мере необходимости загружается в расходный бункер 19.
Минеральные компоненты, необходимые для приготовления гексаторфа, со склада сырья грейферным захватом подаются в соответствующие расходные бункера 20, 21. Раствор гексаметилентетрамина (источник азотного питания растений), получаемый в результате смешения формалина с аммиачной подои, из емкостей 15, 16 насосами 24, 23 подается в строго Определенном количестве 13, 14, а затем вначале формалин, далее аммиачная вода самотеком поступают в реактор 26. Готовый раствор насосом 23 подается в сборник 17, из которого он постепенно дозируется, в процессе перемешивания, в смеситель 6.
При 6%-ном содержании азота в готовом удобрении в торфомассу вводится такое количеству раствора гексаметилентетрамина, при котором она легко гранулируется в прочные гранулы. После дозирования сухие компоненты и раствор подаются в смеситель, где происходит равномерное и тщательное перемешивание. Из смесителя сырой негранулированный гексаторф поступает в промежуточный бункер, откуда непрерывно дотируется в шнековый пресс 7, где происходит дополнительное перемешивание и продавливание массы через фильтры (гранулирование). Сырые гранулы ленточным транспортером подаются в сушилку с «кипящим» слоем 9. Выбор сушилки данного типа позволяет интенсифицировать тепломассообмен н автоматизировать процесс сушки.
Готовая продукция поступает в бункер 8, затем она развешивается на порции по 30 мг, затаривается в бумажные метки и транспортируется на склад готовой продукции. Управление технологическим процессом ведется оператором с пульта, который снабжен мнемонической схемой с контрольно-измерительными приборами. На период ремонта и опробования оборудования все механизмы имеют индивидуальные кнопки пуска и остановки.
Предыдущая страница 1 2 3 Следующая страница


Получение вторичных продуктов из торфа и сланцев

Скачать реферат бесплатно


Постоянный url этой страницы:
http://referatnatemu.com/?id=219&часть=2



вверх страницы

Рейтинг@Mail.ru
Copyright © 2010-2015 referatnatemu.com