RU2304559C2 - Method of producing sorbent to collect spilt crude oil and petroleum products by using rice husk - Google Patents
Method of producing sorbent to collect spilt crude oil and petroleum products by using rice husk Download PDFInfo
- Publication number
- RU2304559C2 RU2304559C2 RU2005126505/15A RU2005126505A RU2304559C2 RU 2304559 C2 RU2304559 C2 RU 2304559C2 RU 2005126505/15 A RU2005126505/15 A RU 2005126505/15A RU 2005126505 A RU2005126505 A RU 2005126505A RU 2304559 C2 RU2304559 C2 RU 2304559C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sorbent
- rice husk
- oil
- heat treatment
- fraction
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области охраны окружающей среды и касается производства сорбентов из растительного сырья, применяемых для очистки водоемов, промышленных отходов от различных химических загрязнений, в частности нефти и нефтепродуктов.The invention relates to the field of environmental protection and relates to the production of sorbents from plant materials used to clean water bodies and industrial wastes from various chemical contaminants, in particular oil and oil products.
Известен способ получения сорбента для сбора нефти и нефтепродуктов при их разливах путем утилизации рисовой шелухи, включающий термическую обработку лузги зерна риса при атмосферном давлении в среде воздуха при 450-600°С или в среде азота проводят при 550-650°С (см. патент РФ №2036843, С02F 1/28, 1995).A known method of producing a sorbent for collecting oil and oil products during their spills by utilizing rice husks, including heat treatment of husk of rice grain at atmospheric pressure in air at 450-600 ° C or in nitrogen, is carried out at 550-650 ° C (see patent RF №2036843, С02F 1/28, 1995).
Однако процесс производства такого сорбента достаточно продолжителен и энергоемок.However, the production process of such a sorbent is quite long and energy-intensive.
Известен также способ получения сорбента для сбора нефти и нефтепродуктов при их разливах путем утилизации рисовой шелухи, включающий ее термообработку (см. заявку РФ № 2003127908, С02F 1/28).There is also a method of producing a sorbent for collecting oil and oil products during their spills by utilizing rice husk, including its heat treatment (see RF application No. 2003127908, С02F 1/28).
Однако процесс производства такого сорбента достаточно продолжителен, кроме того, при использовании данного способа не решена проблема утилизации отработанного сорбента.However, the production process of such a sorbent is quite long, in addition, when using this method, the problem of disposal of the spent sorbent has not been solved.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в повышении производительности процесса производства сорбента.The problem to which the invention is directed, is to increase the productivity of the sorbent production process.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в обеспечении «встраиваемости» процесса производства и использования сорбента в технологию производства высокочистого диоксида кремния, силиката натрия (жидкого стекла), углерода (сажи) из сырья растительного происхождения. При этом обеспечивается возможность варьирования ассортиментом продукции с изменением ее объемов по отдельным наименованиям (например, в зависимости от потребностей рынка, можно делать акцент на производстве наиболее востребованной в настоящий момент продукции). Кроме того, минимизируются затраты трудовых, материальных и энергетических ресурсов при получении высокочистого диоксида кремния, обычно требуемые для подготовки (очистки) исходного материала.The technical result achieved in solving the problem is expressed in ensuring the “embeddedness” of the production process and the use of the sorbent in the production technology of high-purity silicon dioxide, sodium silicate (water glass), carbon (soot) from plant-based raw materials. At the same time, it is possible to vary the range of products with changing their volumes for individual items (for example, depending on the needs of the market, you can focus on the production of the most popular products at the moment). In addition, minimizes the cost of labor, material and energy resources for obtaining high-purity silicon dioxide, usually required for the preparation (purification) of the starting material.
Поставленная задача решается тем, что способ получения сорбента для сбора нефти и нефтепродуктов при их разливах путем утилизации рисовой шелухи, включающий ее термообработку, отличается тем, что сорбент получают из фракции рисовой шелухи до 3 мм, которую затем направляют на термообработку пиролизом, при температуре 350-500°С, в течение от 10 до 30 минут, а остальной объем рисовой шелухи фракцией свыше 3 мм используют для получения высокочистого диоксида кремния. Кроме того, в процессе термообработки используют реактор, который продувают отсасываемыми из него газообразными продуктами пиролиза. Кроме того, газообразные продукты пиролиза очищают от сажи. Кроме того, по меньшей мере, часть фракции рисовой шелухи свыше 3 мм подвергают измельчению.The problem is solved in that the method of producing a sorbent for collecting oil and oil products during their spills by utilizing rice husk, including its heat treatment, is characterized in that the sorbent is obtained from a fraction of rice husk up to 3 mm, which is then sent for heat treatment by pyrolysis at a temperature of 350 -500 ° C, for 10 to 30 minutes, and the rest of the volume of rice husks with a fraction of more than 3 mm is used to obtain high-purity silicon dioxide. In addition, a reactor is used in the heat treatment process, which is purged with gaseous pyrolysis products sucked from it. In addition, gaseous pyrolysis products are removed from soot. In addition, at least a portion of the rice husk fraction above 3 mm is subjected to grinding.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".A comparative analysis of the features of the claimed solution with the signs of the prototype and analogues indicates the conformity of the claimed solution to the criterion of "novelty."
Признаки отличительной части формулы изобретения обеспечивают решение комплекса функциональных задач:The features of the distinctive part of the claims provide a solution to a set of functional tasks:
Признаки «сорбент получают из фракции до 3 мм» обеспечивают минимизацию содержания углеродсодержащих материалов в сырье для получения высокочистого диоксида кремния и, одновременно, обеспечивает оптимальные его размеры, с позиции максимальной эффективности сорбционного процесса. Кроме того, обеспечивается возможность перерабатывать рисовую шелуху с большим диапазоном получаемых продуктов. Кроме того, минимизируются затраты трудовых, материальных и энергетических ресурсов при получении высокочистого диоксида кремния, обычно требуемые для подготовки (очистки) исходного материала.The signs “sorbent is obtained from a fraction of up to 3 mm” minimize the content of carbon-containing materials in the feed to obtain high-purity silicon dioxide and, at the same time, ensure its optimal size, from the standpoint of maximum efficiency of the sorption process. In addition, it is possible to process rice husk with a wide range of products. In addition, minimizes the cost of labor, material and energy resources for obtaining high-purity silicon dioxide, usually required for the preparation (purification) of the starting material.
Признаки, указывающие, что термообработка предусматривает пиролиз рисовой шелухи, при температуре 350-500°С, в течение от 10 до 30 минут, обеспечивает высокую сорбционную емкость сорбента и скорость сорбирования при минимизации затрат времени и энергии на его производство. Названные режимные параметры по длительности процесса определялись экспериментальным путем и зависят от характеристик исходного продукта (чистоты - т.е. остатка мучки, соломы), его влажности, сорта риса, места произрастания и т.п.). Температурные параметры также определялись экспериментальным путем из условия максимума сорбционной емкости сорбента в отношении нефти и нефтепродуктов (при этом, в качестве критерия использовали величину соотношения SiO2:С в продукте пиролиза, соответствующее температурному режиму, причем образец исходной рисовой шелухи содержал SiO2=18,1%; С=60,1%) (см. табл.А)Signs indicating that the heat treatment involves the pyrolysis of rice husk at a temperature of 350-500 ° C for 10 to 30 minutes, provides a high sorption capacity of the sorbent and the speed of sorption while minimizing the time and energy spent on its production. The mentioned regime parameters according to the duration of the process were determined experimentally and depend on the characteristics of the initial product (purity - i.e., the residue of flour, straw), its moisture content, rice variety, place of growth, etc.). The temperature parameters were also determined experimentally from the condition of maximum sorption capacity of the sorbent in relation to oil and oil products (in this case, the ratio SiO 2 : C in the pyrolysis product corresponding to the temperature regime was used as a criterion, and the sample of the initial rice husk contained SiO 2 = 18, 1%; C = 60.1%) (see table A)
Как видно из таблицы А, образцы сорбента, полученные при заявленном температурном режиме, имеют соотношение SiO2:С=0.34-0.56 и характеризуются величиной удельной поверхности Sуд~400 м2/г по метиленовому голубому (Адсорбция из растворов на поверхности твердых тел. Пер. с анг. / Под ред. Г.Парфита, К.Рочестера. М.: Мир, 1986, с.414-417). При этом выход за пределы заявленного диапазона ведет к снижению сорбционной способности.As can be seen from table A, the sorbent samples obtained at the stated temperature regime have the ratio SiO 2 : C = 0.34-0.56 and are characterized by the specific surface area S beats ~ 400 m 2 / g in methylene blue (Adsorption from solutions on the surface of solids. Translated from English / Under the editorship of G. Parfit, K. Rochester. M: Mir, 1986, p. 414-417). Moreover, going beyond the stated range leads to a decrease in sorption ability.
Признаки «остальной объем рисовой шелухи фракцией свыше 3 мм используют для получения высокочистого диоксида кремния» обеспечивают возможность получения высокочистого диоксида кремния при минимизации затрат на очистку сырья от углеродсодержащих примесей.The signs "the remaining volume of rice husk with a fraction of more than 3 mm is used to produce high-purity silicon dioxide" provides the possibility of obtaining high-purity silicon dioxide while minimizing the cost of cleaning the raw materials from carbon-containing impurities.
Признаки второго пункта формулы изобретения обеспечивают минимизацию содержания кислорода в полости реактора в процессе получения сорбента и обеспечивают газификацию углеродсодержащих компонентов объема органики (мучка, часть объема шелухи, остатки соломы и т.п.), загружаемого в реактор с фракцией до 3 мм).The features of the second claim provide minimization of the oxygen content in the reactor cavity during the sorbent production process and provide gasification of carbon-containing components of the organic volume (flour, part of the husk volume, straw residues, etc.) loaded into the reactor with a fraction of up to 3 mm).
Признаки третьего пункта формулы изобретения обеспечивают возможность регулирования отношения SiO2/C в составе сорбента.The features of the third claim provide the ability to control the ratio of SiO 2 / C in the composition of the sorbent.
Признаки четвертого пункта формулы изобретения обеспечивают, при необходимости, возможность переналадки производственного процесса переработки рисовой шелухи в сторону увеличения выхода сорбента.The signs of the fourth claim provide, if necessary, the possibility of readjustment of the production process of processing rice husk in the direction of increasing the yield of sorbent.
На чертеже показана функциональная схема, обеспечивающая реализацию заявленного способа.The drawing shows a functional diagram that provides the implementation of the claimed method.
Аппаратный комплекс для реализации заявленного способа включает загрузочный бункер 1 для рисовой шелухи, виброгрохот 2, надгрохотное пространство которого через параллельные друг другу дезинтегратор 3 и желоб 4 связано с линией для производства высокочистого диоксида кремния, а его подгрохотное пространство связано с реактором пиролиза 5, связанного с бункером-накопителем 6 сорбента и снабженного каналом 7 прокачки газов с фильтром 8. Выход дезинтегратора 3 связан с надгрохотным пространством виброгрохота 2. Кроме того, показана печь 9 для термообработки отработанного сорбента, снабженная газоотводящим каналом 10 с фильтром 11 и утилизатором 12, а также показаны отбеливающая емкость 13 и бункер-накопитель продукта 14. Линия 15 для производства высокочистого диоксида кремния по составу оборудования и технологическим возможностям не отличается от известных комплексов, используемых для решения сходных задач. Остальное оборудование аппаратного комплекса конструктивно не отличается от известных устройств, кроме реактора пиролиза, выполненного герметичным, снабженного герметизируемыми приемным и выпускным узлами и воздушным насосом (не показан) и установленным с возможностью прокачки газов-продуктов пиролиза по каналу 7, снабженному фильтром 8 (например, охлаждаемым лабиринтным фильтром).The hardware complex for implementing the claimed method includes a loading hopper 1 for rice husk, a vibrating screen 2, the over-screen space of which is connected through a disintegrator 3 and a groove 4 parallel to each other and connected to a line for producing high-purity silicon dioxide, and its under-screen space is connected to a pyrolysis reactor 5 associated with a sorbent storage hopper 6 and a gas pumping channel equipped with a channel 7 with a filter 8. The output of the disintegrator 3 is connected with the overhead space of the vibrating screen 2. In addition, the furnace 9 is shown for heat treatment of the spent sorbent, equipped with a gas outlet channel 10 with a filter 11 and a utilizer 12, as well as a bleaching tank 13 and a product storage hopper 14. The line 15 for the production of high-purity silicon dioxide does not differ in equipment composition and technological capabilities from known complexes used to solve similar tasks. The rest of the equipment of the hardware complex is not structurally different from the known devices, except for the sealed pyrolysis reactor, equipped with pressurized receiving and exhaust nodes and an air pump (not shown) and installed with the possibility of pumping the pyrolysis gas products through channel 7 equipped with a filter 8 (for example, cooled labyrinth filter).
Печь 9 для термообработки отработанного сорбента содержит герметичный корпус, снабженный газоотводящим каналом 10 с фильтром 11 (аналогичными по устройству каналу 7 и фильтру 8) и утилизатором 12, выполненным в виде герметичной емкости с водой, через которую барботируют очищенные от сажи газы. И печь 9 и реактор пиролиза 5 снабжены известным комплексом контрольно-измерительной аппаратуры (не показан), обеспечивающим точное поддержание температурного режима.The furnace 9 for heat treatment of the spent sorbent contains a sealed housing equipped with a gas outlet channel 10 with a filter 11 (channel 7 and a filter 8 similar in design) and a heat exchanger 12 made in the form of a sealed container with water through which gases purified from soot are bubbled. Both the furnace 9 and the pyrolysis reactor 5 are equipped with a well-known complex of control and measuring equipment (not shown), which ensures accurate maintenance of the temperature regime.
В качестве минеральной кислоты в отбеливающей емкости 13 используют любую минеральную кислоту, например серную, или соляную, или азотную.As the mineral acid in the bleaching tank 13 use any mineral acid, for example sulfuric, or hydrochloric, or nitric.
Заявленный способ реализуется следующим образом: из загрузочного бункера 1 рисовую шелуху, очищенную от механических примесей, подают на виброгрохот 2. Из надгрохотного пространства виброгрохота рисовую шелуху (фракции свыше 3 мм) либо через дезинтегратор 3, либо через желоб 4 подают на линию для производства высокочистого диоксида кремния (дезинтегратор 3 задействуют в том случае, если требуется повышенная выработка сорбента), где осуществляют ее переработку в высокочистый диоксид кремния, используя известные методы работы. Из подгрохотного пространства рисовую шелуху (фракции до 3 мм) подают в реактор пиролиза 5, где подвергают термообработке (пиролизу при температуре 350-500°С) в течение от 10 до 30 минут, после чего готовый сорбент выгружают в бункер-накопитель 6.The claimed method is implemented as follows: from the hopper 1 rice husk, cleaned of mechanical impurities, is fed to a vibrating screen 2. From the above-screen space of the vibrating screen, rice husk (fractions over 3 mm) is either fed through a disintegrator 3 or through a trough 4 to a line for producing high-purity silicon dioxide (disintegrator 3 is used if increased sorbent production is required), where it is processed into high-purity silicon dioxide using well-known working methods. From the subsurface space, rice husk (fractions up to 3 mm) is fed into the pyrolysis reactor 5, where it is subjected to heat treatment (pyrolysis at a temperature of 350-500 ° C) for 10 to 30 minutes, after which the finished sorbent is discharged into the storage hopper 6.
Нефтеемкость (поглотительную способность по нефтепродуктам) получаемого сорбента исследовали с использованием целой гаммы нефтепродуктов различного молекулярного веса, широко используемых в различных областях: бензин Аи-92; солярка модификация «Л»; отработанное машинное масло марки АС-8; моторное масло полусинтетическое марки 10W40; нефть Западно-Сибирская малосернистая с вязкостью при 20°С, равной 15-20 сСт.The oil intensity (absorption capacity for petroleum products) of the resulting sorbent was studied using a whole gamut of petroleum products of various molecular weights, widely used in various fields: AI-92 gasoline; diesel fuel modification "L"; used AS-8 engine oil; semi-synthetic motor oil 10W40; West Siberian low-sulfur oil with a viscosity at 20 ° C equal to 15-20 cSt.
Дополнительно с целью определения эффективности работы сорбента в «натурных» условиях проводили исследования его нефтеемкости при отрицательных температурах.Additionally, in order to determine the efficiency of the sorbent in "full-scale" conditions, studies were conducted of its oil capacity at low temperatures.
Результаты исследований поглотительной способности полученного сорбента при комнатной температуре представлены в табл.1.The results of studies of the absorption capacity of the obtained sorbent at room temperature are presented in table 1.
Поглотительная способность сорбента по различным нефтепродуктамTable 1
Absorption capacity of the sorbent for various petroleum products
Как видно из представленных выше результатов тестирования сорбента на поглотительную способность по различным нефтепродуктам, низкомолекулярный нефтепродукт - бензин плохо поглощается сорбентом, т.к. растекаясь по поверхности (твердой, водной) тонким слоем, не обеспечивает хорошего контакта с поверхностью сорбента. В этом случае тонкодисперсный порошок сорбента устраняет частично этот недостаток - поглотительная способность бензина с твердой поверхности фракцией сорбента <0.5 мм увеличивается до 3.3 г/г. Удаление из сорбента фракции 3-5 мм позволяет повысить все сорбционные показатели при поглощении как с твердой, так и водной поверхностей.As can be seen from the above results of testing the sorbent for the absorption capacity of various petroleum products, a low molecular weight petroleum product - gasoline is poorly absorbed by the sorbent, because spreading over the surface (solid, water) with a thin layer does not provide good contact with the surface of the sorbent. In this case, finely dispersed sorbent powder partially eliminates this drawback - the absorption capacity of gasoline from a solid surface with a sorbent fraction <0.5 mm increases to 3.3 g / g. Removal of a 3-5 mm fraction from the sorbent makes it possible to increase all sorption parameters upon absorption from both solid and aqueous surfaces.
Наиболее высокие сорбционные показатели наблюдаются для высокомолекулярных нефтепродуктов узкого фракционного состава - машинного и моторного масел. Значительная разница в показателях для машинного масла может быть объяснена как несколько большим молекулярным весом, так присутствием в нем загрязнителей с высокой плотностью (использовали отработанное масло). Нефть, являющаяся широкой смесью фракций различного молекулярного веса, имеет средние показатели среди исследованных потенциальных загрязнителей.The highest sorption indicators are observed for high molecular weight petroleum products of a narrow fractional composition - engine and motor oils. The significant difference in performance for engine oil can be explained by both a slightly higher molecular weight and the presence of high-density pollutants in it (used waste oil). Oil, which is a wide mixture of fractions of various molecular weights, has average values among the studied potential pollutants.
Результаты тестирования поглотительной способности сорбента по нефти при отрицательных температурах показали, что его нефтеемкость практически не меняется (даже несколько возрастает), но время сорбции увеличивается: с 1-2-х до 3-5-ти минут, при этом требуется перемешивание. Наблюдается образование более стабильного, устойчивого, легче удерживаемого на воде конгломерата «нефть-сорбент» за счет увеличения вязкости сорбента при низких температурах.The results of testing the absorption capacity of the sorbent for oil at negative temperatures showed that its oil intensity practically does not change (even slightly increases), but the sorption time increases: from 1-2 to 3-5 minutes, while mixing is required. The formation of a more stable, stable, easier to retain on the water oil-sorbent conglomerate is observed due to an increase in the viscosity of the sorbent at low temperatures.
Исследование влияния фракционного состава сорбента на его поглотительную способность показало, что мелкие фракции более эффективны в удалении нефтепродуктов с твердой поверхности, тогда как на водной поверхности наблюдается осаждение на дно наиболее мелких фракций.The study of the influence of the fractional composition of the sorbent on its absorption capacity showed that fine fractions are more effective in removing oil products from a solid surface, while on the water surface, the smallest fractions are deposited on the bottom.
В ходе процесса пиролиза постоянно ведут отсос газов-продуктов пиролиза и прокачивают их через фильтр 8. На съемных пластинах охлаждаемого лабиринтного фильтра осаждается сажа (до 3,5-4,0% от массы рисовой шелухи), которая периодически счищается со съемных пластин лабиринта. Очищенные от сажи газы вновь подаются в полость реактора, что обеспечивает его быстрый выход в режим пиролиза после загрузки свежей порции рисовой шелухи.During the pyrolysis process, the pyrolysis product gases are constantly sucked off and pumped through filter 8. Soot is deposited on removable plates of the cooled labyrinth filter (up to 3.5-4.0% of the mass of rice husk), which is periodically cleaned from the removable labyrinth plates. Gases purified from soot are again fed into the reactor cavity, which ensures its quick exit to the pyrolysis mode after loading a fresh portion of rice husk.
При пиролизе исходного сырья заметное газообразование начинается около 250°С и протекает практически с постоянной скоростью ~0,1 м3/кг·ч в пределах рабочего температурного диапазона. Отгонка жидких продуктов в ходе экспериментов отмечалась при температурах после 300°С. Для обоснования верхней границы температурного режима экспериментально изучался процесс пиролиза при температурах, превышающих 500°С (см. табл.2).During the pyrolysis of the feedstock, noticeable gas formation begins at about 250 ° C and proceeds with almost constant speed of ~ 0.1 m 3 / kg · h within the operating temperature range. The distillation of liquid products during the experiments was observed at temperatures after 300 ° C. To justify the upper limit of the temperature regime, the pyrolysis process was experimentally studied at temperatures exceeding 500 ° C (see Table 2).
При температурах, превышающих 500°С, начинается образование Н2, резкий рост его содержания в газе пиролиза наблюдается выше 700°С с 11,5% до 42,7%. Содержание СН4 равномерно растет с повышением температуры от 500 до 850°С (с 14,5 до 33,9%). Из табл.2 видно, что при заданных температурах отбора проб газа в них больше всего содержится СО, максимум которого (около 58%) приходится на интервал температур 500-700°С, к 850°С его содержание снижается до 20,6%. Содержание СО2 в этом интервале температур резко падает с 32,8% до 5,5%, далее, вплоть до 850°С, оставаясь практически постоянным на уровне 5-2%.At temperatures exceeding 500 ° C, H 2 formation begins, a sharp increase in its content in the pyrolysis gas is observed above 700 ° C from 11.5% to 42.7%. The content of CH 4 increases uniformly with increasing temperature from 500 to 850 ° C (from 14.5 to 33.9%). It can be seen from Table 2 that, at given gas sampling temperatures, they contain the most CO, the maximum of which (about 58%) falls in the temperature range 500–700 ° С; its content decreases to 850 ° С to 20.6%. The CO 2 content in this temperature range drops sharply from 32.8% to 5.5%, then, up to 850 ° C, remaining almost constant at 5-2%.
Компонентный состав газообразных продуктов пиролиза рисовой шелухиtable 2
Component composition of gaseous products of rice husk pyrolysis
По составу газы пиролиза высококалорийны, содержат легко горючие компоненты. Вместе с тем в составе газов отсутствуют токсичные компоненты, по содержанию которых исследуемый сорбент можно причислить к категории токсичных. Отмечено также, что повышение температуры пиролиза, естественно приводя к росту энергоемкости процесса выработки сорбента, ведет к потере качества (снижению сорбционной способности, происходящей, вероятно, вследствие понижения величины удельной поверхности частиц (см. табл.А и 4)).By composition, the pyrolysis gases are high-calorie, contain easily combustible components. At the same time, there are no toxic components in the gas composition, according to the content of which the studied sorbent can be classified as toxic. It was also noted that an increase in the pyrolysis temperature, naturally leading to an increase in the energy intensity of the sorbent production process, leads to a loss of quality (a decrease in sorption ability, which is likely due to a decrease in the specific surface area of particles (see Tables A and 4)).
Далее сорбент вводят в контакт с нефтью и/или нефтепродуктами известным образом (распыляют над поверхностью пятна, оконтуренного бонами, используют как фильтрующую загрузку очистных сооружений, собирают и, по меньшей мере, его часть, подвергают термообработке с получением диоксида кремния, имеющего широкий спектр применения (см., например, Сергиенко В.И., Земнухова Л.А., Егоров А.Г., Шкорина Е.Д., Василюк Н.С. - Возобновляемые источники химического сырья: комплексная переработка отходов производства риса и гречихи. - Российский химический журнал (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И.Менделеева). 2004. Т.XLVIII. №3. С.116-124).Next, the sorbent is brought into contact with oil and / or oil products in a known manner (sprayed over the surface of a spot contoured with booms, used as a filter load of treatment facilities, collected and at least a portion of it, subjected to heat treatment to obtain silicon dioxide having a wide range of applications (see, for example, Sergienko V.I., Zemnukhova L.A., Egorov A.G., Shkorina E.D., Vasilyuk N.S. - Renewable sources of chemical raw materials: integrated processing of waste products from rice and buckwheat. - Russian chemical journal al (J. Ros. chem. society named after D.I. Mendeleev). 2004. T. XLVIII. No. 3. S.116-124).
Как показали наши исследования, продолжительность процесса поглощения нефтепродуктов сорбентом не превышает 1 минуты при прямом контакте с ними (на эту цифру можно ориентироваться при распылении сорбента над нефтяным пятном тонкой пленкой).As our studies have shown, the duration of the process of absorption of oil products by a sorbent does not exceed 1 minute with direct contact with them (this figure can be guided by spraying the sorbent over the oil slick with a thin film).
Гидрофобность сорбента определяли по плавучести, высчитывая процентное содержание сорбента и сорбента с впитанным нефтепродуктом, оставшееся на водной поверхности в течение определенного времени. Результаты исследования плавучести сорбента представлены в табл.3.The hydrophobicity of the sorbent was determined by buoyancy, calculating the percentage of sorbent and sorbent with absorbed oil remaining on the water surface for a certain time. The results of the study of the buoyancy of the sorbent are presented in table.3.
Результаты исследования плавучести сорбентаTable 3
The results of the study of the buoyancy of the sorbent
Если за величину плавучести сорбента принимать количество сорбента (% масс.), оставшееся на водной поверхности за определенную единицу времени, то плавучесть сорбента за сутки составляет 35%, а плавучесть конгломерата «сорбент + нефтепродукт» - 100%.If the amount of sorbent (% wt.) Remaining on the water surface for a certain unit of time is taken as the buoyancy of the sorbent, then the buoyancy of the sorbent per day is 35%, and the buoyancy of the sorbent + oil product conglomerate is 100%.
Показатель гидрофобности материала, определяемый на практике величиной краевого угла смачивания (град.), малоприменим для оценки водоотталкивающих свойств нефтяного сорбента; плавучесть - более объективный показатель гидрофобности НС. Так как сорбент наносится на водную поверхность после попадания на нее нефтепродукта, целесообразно оценивать плавучесть по времени пребывания конгломерата «сорбент + нефтепродукт» на водной поверхности. По результатам исследования, плавучесть сорбента за 10 суток пребывания на водной поверхности после сбора нефтепродукта составляет 91%.The hydrophobicity index of the material, determined in practice by the value of the contact angle (degrees), is hardly applicable for assessing the water-repellent properties of an oil sorbent; buoyancy is a more objective indicator of hydrophobicity of NS. Since the sorbent is applied to the water surface after the oil product has entered it, it is advisable to evaluate the buoyancy by the residence time of the sorbent + oil product conglomerate on the water surface. According to the results of the study, the buoyancy of the sorbent for 10 days on the water surface after the collection of oil is 91%.
Термическая обработка отработанного сорбента осуществляется в печи 9 при температуре 650-800°С, если стоит цель получения аморфного диоксида кремния, либо при температуре 900-1000°С, если стоит цель получения кристаллического диоксида кремния, в зависимости от спроса на эти продукты при одном и том же исходном материале.The spent sorbent is heat treated in furnace 9 at a temperature of 650-800 ° C, if the goal is to obtain amorphous silicon dioxide, or at a temperature of 900-1000 ° C, if the goal is to obtain crystalline silicon dioxide, depending on the demand for these products with one and the same source material.
Термическую обработку ведут в токе воздуха в течение 20-60 минут, при постоянном перемешивании для более полного сжигания углерода свободного (сажи) и органических составляющих. Такое решение позволяет повысить чистоту аморфного диоксида кремния.Heat treatment is carried out in a stream of air for 20-60 minutes, with constant stirring for more complete combustion of free carbon (soot) and organic components. This solution improves the purity of amorphous silicon dioxide.
В ходе термообработки отработанного сорбента по газоотводящему каналу 10 постоянно ведут отсос газов-продуктов термообработки, которые прокачивают через фильтр 11 и сбрасывают в утилизатор 12. На съемных пластинах охлаждаемого лабиринтного фильтра осаждается основной объем сажи (не менее 20% от массы загружаемого сорбента в зависимости от вида сорбированного нефтепродукта), которая периодически счищается со съемных пластин лабиринта. Остальная часть сажи осаждается в воде и извлекается из нее с помощью центрифугирования или отстоя. В воде, заполняющей полость утилизатора 12, растворяются газы СО, СО2 и другие летучие углеводороды (полнота поглощения газов возрастает, если использовать водный раствор щелочей).During the heat treatment of the spent sorbent through the exhaust channel 10, the heat-treated product gases are constantly sucked out, which are pumped through the filter 11 and dumped into the utilizer 12. The soot is deposited on removable plates of the cooled labyrinth filter (at least 20% by weight of the loaded sorbent, depending on type of sorbed oil product), which is periodically cleaned from removable labyrinth plates. The rest of the carbon black is precipitated in water and is recovered from it by centrifugation or sludge. In the water filling the cavity of the utilizer 12, the gases CO, CO 2 and other volatile hydrocarbons dissolve (the completeness of gas absorption increases if an aqueous solution of alkali is used).
По завершению процесса термообработки готовый диоксид кремния выгружают в соответствующую емкость и передают потребителю. Если необходимо (очистить) продукт, то его известным образом обрабатывают минеральной кислотой.Upon completion of the heat treatment process, the finished silicon dioxide is discharged into an appropriate container and transferred to the consumer. If it is necessary (to purify) the product, then it is treated in a known manner with mineral acid.
Примеры получения диоксида кремния из отработанного сорбента:Examples of obtaining silicon dioxide from a spent sorbent:
- Отработанный сорбент (нефть Сахалинская) → окислительный обжиг при 650-800°С. Выход золы - 46.1%. Состояние золы - аморфное; цвет - светло-серый. Потери при прокаливании (п.п.п.) при 1000°С равны 2.27%. Содержание кремнезема (SiO2) за вычетом (п.п.п.) равно 96.2%. Содержание основных примесных оксидов приведено в табл.1.- Spent sorbent (Sakhalin oil) → oxidative firing at 650-800 ° С. The ash yield is 46.1%. The condition of the ash is amorphous; color is light gray. Loss on ignition (p.p.p.) at 1000 ° C is equal to 2.27%. The content of silica (SiO 2 ) minus (pp) is equal to 96.2%. The content of the main impurity oxides is given in table 1.
- Отработанный сорбент (мазут) → окислительный обжиг при 650-800°С. Выход золы - 40,0%. Состояние золы - аморфное; цвет - светло-серый. П.п.п. при 1000°С равны 1.98%. Содержание кремнезема (SiO2) за вычетом (п.п.п.) равно 96.4%. Содержание основных примесных оксидов приведено в табл.1.- Spent sorbent (fuel oil) → oxidative firing at 650-800 ° С. The ash yield is 40.0%. The condition of the ash is amorphous; color is light gray. P.p.p. at 1000 ° C equal to 1.98%. The content of silica (SiO 2 ) minus (pp) is 96.4%. The content of the main impurity oxides is given in table 1.
Величина удельной поверхности (Sуд) кремнезема зависит от способа переработки сырья. Продукты, полученные из шелухи риса в приведеных-примерах (образцы I и II), имеют значение Sуд в области 280-300 м2/г по метиленовому голубому (методика определения удельной поверхности частиц описана в книге: Адсорбция из растворов на поверхности твердых тел. Пер. с анг. / Под ред. Г.Парфита, К.Рочестера. М.: Мир, 1986, с.414-417.The specific surface area (S beats ) of silica depends on the method of processing raw materials. The products obtained from the rice husk in the above examples (samples I and II) have a value of S beats in the region of 280-300 m 2 / g according to methylene blue (the method for determining the specific surface of particles is described in the book: Adsorption from solutions on the surface of solids Translated from English / Edited by G. Parfit, C. Rochester, Moscow: Mir, 1986, p. 414-417.
Содержание оксидов металлов в образцах аморфного кремнезема, полученных после окислительного обжига отработанного сорбентаTable 4.
The content of metal oxides in samples of amorphous silica obtained after oxidative burning of spent sorbent
При нагревании до 1000°С образцы I и II переходят в кристаллическое состояние, характеризующееся наличием одной или двух разных фаз (или кристобалита, или тридимита, кварца) в зависимости от сорта риса, места его выращивания, состава и содержания примесных оксидов, времени нагревания кремнезема.When heated to 1000 ° C, samples I and II transform into a crystalline state, characterized by the presence of one or two different phases (either cristobalite, or tridimite, quartz) depending on the rice variety, the place of its cultivation, the composition and content of impurity oxides, and the heating time of silica .
Далее все повторяется.Then everything repeats.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005126505/15A RU2304559C2 (en) | 2005-08-22 | 2005-08-22 | Method of producing sorbent to collect spilt crude oil and petroleum products by using rice husk |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005126505/15A RU2304559C2 (en) | 2005-08-22 | 2005-08-22 | Method of producing sorbent to collect spilt crude oil and petroleum products by using rice husk |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005126505A RU2005126505A (en) | 2007-02-27 |
| RU2304559C2 true RU2304559C2 (en) | 2007-08-20 |
Family
ID=37990408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005126505/15A RU2304559C2 (en) | 2005-08-22 | 2005-08-22 | Method of producing sorbent to collect spilt crude oil and petroleum products by using rice husk |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2304559C2 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2443626C1 (en) * | 2010-08-06 | 2012-02-27 | Валерий Владимирович Горобец | Method of processing vegetable raw stock and device to this end |
| RU2459660C2 (en) * | 2010-11-09 | 2012-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КНИТУ") | Sorbent for removal of petrochemical dirt from fluids and method of its production |
| RU2487752C2 (en) * | 2011-01-12 | 2013-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Biosorbent for water cleaning of hydrocarbon contamination and method of its production |
| RU2548421C1 (en) * | 2013-12-26 | 2015-04-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Method of obtaining silicon-containing sorbent for purification of water from microorganisms |
| RU2579447C2 (en) * | 2012-01-05 | 2016-04-10 | Ухань Кайди Инджиниринг Текнолоджи Рисерч Инститьют Ко., Лтд. | Complex method for application of biomass, containing amorphous silicon dioxide |
| RU2615526C1 (en) * | 2016-02-08 | 2017-04-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Сириус" | Sorbent-activator for purification of oil-contaminated soils and grounds and method for production thereof |
| RU2771026C1 (en) * | 2021-07-19 | 2022-04-25 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" | Method for obtaining a sorbent for collecting oil and petroleum products |
-
2005
- 2005-08-22 RU RU2005126505/15A patent/RU2304559C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| СЕРГИЕНКО В.И., ЗЕМНУХОВА Л.А. и др. Возобновляемые источники химического сырья: комплексная переработка отходов производства риса и гречихи, Российский химический журнал, 2004, №3, том XLVIII, с.116-124. * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2443626C1 (en) * | 2010-08-06 | 2012-02-27 | Валерий Владимирович Горобец | Method of processing vegetable raw stock and device to this end |
| RU2459660C2 (en) * | 2010-11-09 | 2012-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КНИТУ") | Sorbent for removal of petrochemical dirt from fluids and method of its production |
| RU2487752C2 (en) * | 2011-01-12 | 2013-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Biosorbent for water cleaning of hydrocarbon contamination and method of its production |
| RU2579447C2 (en) * | 2012-01-05 | 2016-04-10 | Ухань Кайди Инджиниринг Текнолоджи Рисерч Инститьют Ко., Лтд. | Complex method for application of biomass, containing amorphous silicon dioxide |
| RU2548421C1 (en) * | 2013-12-26 | 2015-04-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Method of obtaining silicon-containing sorbent for purification of water from microorganisms |
| RU2615526C1 (en) * | 2016-02-08 | 2017-04-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Сириус" | Sorbent-activator for purification of oil-contaminated soils and grounds and method for production thereof |
| RU2771026C1 (en) * | 2021-07-19 | 2022-04-25 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" | Method for obtaining a sorbent for collecting oil and petroleum products |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005126505A (en) | 2007-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2304559C2 (en) | Method of producing sorbent to collect spilt crude oil and petroleum products by using rice husk | |
| EA022656B1 (en) | Process for decontaminating syngas | |
| Bonassa et al. | Sugarcane bagasse ash for waste cooking oil treatment applications | |
| CN206064151U (en) | A kind of defecator for petroleum refinery process | |
| CN1317362C (en) | Method for purifying aviation kerosene | |
| CN109576001A (en) | Organic dangerous waste pyrolysis gas purification system | |
| JP7258128B2 (en) | Method for removing ash from solid carbonaceous material | |
| CN1140321C (en) | Method for desulfurizing flue gas of fluidized bed furnace | |
| RU1814567C (en) | Method of washing freight containers | |
| RU2177838C2 (en) | Coal flotation collector | |
| Konkol et al. | Mineral deposit formation in gas engines during combustion of biogas from landfills and municipal WWTP | |
| CN111545003A (en) | Method for purifying tar in carbon electrode roasting furnace flue gas | |
| EP3087316B1 (en) | Pressurized oxycombustion process | |
| CN106746401B (en) | Method for treating oily sludge | |
| JP2010265455A (en) | Method for producing treated coal and silica from fly ash-including coal | |
| Angelova et al. | Preparation of a biogenic carbon/silica based adsorbent for removal of petroleum products spills from aqueous medium | |
| CA1261812A (en) | Process for concentrating waste products arising during the manufacture of carbon electrodes, and an appropriate absorbent for this purpose | |
| KR101141548B1 (en) | Desulfurization of coal by biological and physical method | |
| CN1488710A (en) | Environmental-protection process for refining fuel oil from waste rubber (waste plastic or waste oil) | |
| Twej et al. | Enhancement in extraction silica percentage from Iraqi Jasmine Rice Husk through controlling leaching process | |
| Adeleye et al. | Characterization of Wheat Husk ASH and Calcined Eggshell as Potential Glass Former | |
| Fedorova et al. | Material composition of fractions with different densities separated from slurry coal | |
| RU2723865C1 (en) | Method for synthesis gas production from plant biomass | |
| CN218653598U (en) | Waste gas treatment device for coal carbonization industry environmental protection | |
| CN112399884B (en) | Sorbent compositions for electrostatic precipitators |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080823 |