RU2459660C2 - Sorbent for removal of petrochemical dirt from fluids and method of its production - Google Patents

Sorbent for removal of petrochemical dirt from fluids and method of its production Download PDF

Info

Publication number
RU2459660C2
RU2459660C2 RU2010145676/05A RU2010145676A RU2459660C2 RU 2459660 C2 RU2459660 C2 RU 2459660C2 RU 2010145676/05 A RU2010145676/05 A RU 2010145676/05A RU 2010145676 A RU2010145676 A RU 2010145676A RU 2459660 C2 RU2459660 C2 RU 2459660C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sorbent
matrix
silicon oxide
plasma
husk
Prior art date
Application number
RU2010145676/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010145676A (en
Inventor
Ильдар Шаукатович Абдуллин (RU)
Ильдар Шаукатович Абдуллин
Илдар Гарифович Гафаров (RU)
Илдар Гарифович Гафаров
Георгий Маркович Мишулин (RU)
Георгий Маркович Мишулин
Георгий Захарьевич Паскалов (US)
Георгий Захарьевич Паскалов
Татьяна Николаевна Светлакова (RU)
Татьяна Николаевна Светлакова
Виталий Александрович Усенко (RU)
Виталий Александрович Усенко
Рустем Фаридович Шарафеев (RU)
Рустем Фаридович Шарафеев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КНИТУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КНИТУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КНИТУ")
Priority to RU2010145676/05A priority Critical patent/RU2459660C2/en
Publication of RU2010145676A publication Critical patent/RU2010145676A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2459660C2 publication Critical patent/RU2459660C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to environmental protection, particularly, to production of sorbents from vegetable stock. Sorbent represent porous matrix with silicon oxide component distributed therein with pore size of 5-30 mcm. Silicon oxide powder with particle size of 50-250 nm is arranged on matrix pore surface. Sorbent is made by thermal treatment of rice grain peelings in high-frequency plasma at pressure below atmospheric pressure. Note here that silicon oxide powder is fed joint with plasma-forming gas.
EFFECT: sorptive capacity of 24-45 g/g.
2 cl, 5 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и касается производства сорбентов из растительного сырья. Сорбент применяется для очистки воды, водоемов, промышленных сточных вод от различных нефтехимических загрязнений. Сорбент также может применяться для очистки жидких сред от солей металлов и масляных загрязнений.The invention relates to the field of environmental protection and for the production of sorbents from plant materials. Sorbent is used to purify water, water, industrial wastewater from various petrochemical contaminants. Sorbent can also be used for cleaning liquid media from metal salts and oil contaminants.

Известны сорбенты из природного растительного сырья, применяемые для очистки промышленных и бытовых вод, очистки водоемов от различных химических загрязнений. Например, для очистки поверхности воды от нефти применяются хлопковые отходы ватного производства (патент SU 1430355, C02F 1/28, 1994), необработанная лузга зерен гречихи (патент RU 2114064, C02F 1/28, 1998). Сорбенты, полученные из семян, кожицы фасоли, семян люцерны, клевера (патенты RU №2110481, C02F 1/28, 1998, RU №2129096, C02F 1/28, 1999), используются для очистки промышленных и бытовых стоков от солей металлов. В качестве сорбента для удаления масел из воды применяется карбонизированная скорлупа грецкого ореха (патент US №3992291, B01D 23/24, 1976). Для очистки поверхности воды от нефти применяются карбонизированная лузга зерен гречихи (патент RU 2031849, C02F 1/28, 1995), активированный уголь из отходов получения ячменя (патент RU 2315712, С01В 31/08, B01J 20/04, 2005). Для очистки воды от масляных загрязнений применяется карбонизированная лузга риса (патенты RU 2036843, C02F 1/28, 1995; RU 2036843, C02F 1/28, 2005). Перечисленные сорбенты имеют низкую сорбционную емкость и ограниченную область применения.Known sorbents from natural plant materials used for the purification of industrial and domestic water, water purification from various chemical contaminants. For example, cotton waste from cotton production (patent SU 1430355, C02F 1/28, 1994), untreated husk of buckwheat grains (patent RU 2114064, C02F 1/28, 1998) are used to clean the water surface from oil. Sorbents obtained from seeds, bean skin, alfalfa seeds, clover (patents RU No. 2110481, C02F 1/28, 1998, RU No. 2129096, C02F 1/28, 1999) are used to purify metal and domestic wastewater. As a sorbent for removing oils from water, carbonized walnut shells are used (US patent No. 3992291, B01D 23/24, 1976). To clean the surface of the water from oil, carbonized husk of buckwheat grains (patent RU 2031849, C02F 1/28, 1995), activated carbon from barley wastes (patent RU 2315712, СВВ 31/08, B01J 20/04, 2005) are used. To clean water from oil pollution, carbonized rice husk is used (patents RU 2036843, C02F 1/28, 1995; RU 2036843, C02F 1/28, 2005). The listed sorbents have a low sorption capacity and a limited scope.

Наиболее близким техническим решением по достигаемому техническому результату, выбранным в качестве прототипа, является кремнеуглеродсодержащий сорбент и способ его получения из лузги зерен риса (патент RU 2259875, B01J 20/24, C02F 1/28, 10.05.2005). Сорбент представляет собой органическую матрицу многоразмерной пористой структуры с распределенной в ней кремнеоксидной минеральной составляющей и размером пор от 5 до 30 мкм. Сорбент получают термообработкой лузги зерен риса при температуре 200-430°С. Процесс термообработки может протекать в указанном температурном режиме в барабанной, шахтной, камерной печах при атмосферном давлении, в плазме высокочастотного или дугового разряда при атмосферном давлении или в плазме высокочастотного разряда при давлении ниже атмосферного.The closest technical solution to the achieved technical result, selected as a prototype, is a silicon-carbon-containing sorbent and a method for its production from husk of rice grains (patent RU 2259875, B01J 20/24, C02F 1/28, 05/10/2005). The sorbent is an organic matrix of a multidimensional porous structure with a silica mineral component distributed in it and a pore size of 5 to 30 microns. Sorbent is obtained by heat treatment of husk of rice grains at a temperature of 200-430 ° C. The heat treatment process can occur in the indicated temperature mode in a drum, shaft, chamber furnace at atmospheric pressure, in a plasma of a high-frequency or arc discharge at atmospheric pressure, or in a plasma of a high-frequency discharge at a pressure below atmospheric.

Недостатком данного сорбента является его низкая сорбционная емкость 4,0-6,0 г/г и узкий спектр действия по сорбируемым веществам.The disadvantage of this sorbent is its low sorption capacity of 4.0-6.0 g / g and a narrow spectrum of action for sorbed substances.

Заявляемое изобретение решает задачу получения из растительного сырья сорбента с высокой сорбционной емкостью.The claimed invention solves the problem of obtaining from plant materials a sorbent with a high sorption capacity.

Поставленная задача решается способом, включающим термообработку лузги зерен риса при температуре 200-430°С в плазме высокочастотного разряда пониженного давления, при этом в плазмообразующий газ дополнительно подают порошок оксида кремния с размером частиц 50-250 нм, и процесс ведут при подаче плазмообразующего газа с расходом 0,04-0,08 г/с, лузги зерен риса с расходом 8-10 г/с, порошка оксида кремния с расходом 0,5-1 мг/с.The problem is solved by a method including heat treatment of husk of rice grains at a temperature of 200-430 ° C in a plasma of a high-frequency discharge of low pressure, while silicon oxide powder with a particle size of 50-250 nm is additionally fed into the plasma-forming gas, and the process is carried out by supplying a plasma-forming gas with with a flow rate of 0.04-0.08 g / s, husk of rice grains with a flow rate of 8-10 g / s, silicon oxide powder with a flow rate of 0.5-1 mg / s.

Решение технической задачи позволяет получать сорбент для удаления нефтехимических загрязнений из жидких сред с сорбционной емкостью в 4-8 раз превышающей сорбционную емкость прототипа.The solution to the technical problem allows to obtain a sorbent for removing petrochemical contaminants from liquid media with a sorption capacity of 4-8 times the sorption capacity of the prototype.

Сорбент, получаемый предлагаемым способом, представляет собой пористую углеродную матрицу с размерами пор 5-30 мкм и с распределенной в ней кремнеоксидной составляющей, причем на внешней поверхности матрицы и на поверхности ее пор дополнительно содержится порошок оксида кремния, имеющий размер частиц 50-250 нм.The sorbent obtained by the proposed method is a porous carbon matrix with pore sizes of 5-30 μm and with a silica component distributed in it, moreover, silicon oxide powder having a particle size of 50-250 nm is further contained on the outer surface of the matrix and on the surface of its pores.

Пористая матрица сорбента - это обработанная в плазме высокочастотного разряда при давлении ниже атмосферного лузга зерен риса (фиг.1) с содержанием в матрице кремния 20-25 мас.% и углерода 70-75 мас.% с размерами пор 5-30 мкм (фиг.2). Применение лузги зерен риса в качестве исходного сырья является оптимальным, но это не ограничивает возможность применения другого кремнеуглеродсодержащего сырья растительного происхождения. Различные растения также содержат кремний, но обработка их в указанных режимах заявки не позволяет получить жесткую матрицу, на которую затем привносится порошок. Так, обработка костры льна, лузги пшеницы и ржи по аналогии с обработкой лузги зерен риса, приводила к получению мелкодисперсной (размер ~ 200-300 мкм), хрупкой структуры, которая может использоваться в качестве сорбента с низкой нефтеемкостью, но на которую невозможно нанести модифицирующий порошок. Поэтому в качестве исходного сырья выбрана лузга зерен риса.The porous sorbent matrix is a plasma treated with a high-frequency discharge at a pressure below the atmospheric husk of rice grains (Fig. 1) with a content of 20-25 wt.% And carbon 70-75 wt.% With a pore size of 5-30 microns in the matrix (Fig. .2). The use of husk of rice grains as a feedstock is optimal, but this does not limit the possibility of using other silicon-carbon raw materials of plant origin. Various plants also contain silicon, but processing them in the indicated application modes does not allow obtaining a rigid matrix, onto which powder is then introduced. Thus, the treatment of flax fire, husks of wheat and rye by analogy with the processing of husk of rice grains, resulted in a finely dispersed (size ~ 200-300 microns), brittle structure that can be used as a sorbent with low oil capacity, but which cannot be applied modifying powder. Therefore, the husk of rice grains was selected as the feedstock.

В качестве модификатора применяется порошок оксида кремния SiO2 с размерами частиц 50-250 нм (фиг.3). Модификация матрицы, полученной из лузги зерен риса, в состав которой входит оксид кремния, порошками оксида кремния позволяет создать устойчивую структуру из однородных материалов, основой которых является кремний. Однако применение порошка оксида кремния в качестве модификатора не ограничивает возможность применения других порошков оксидной группы. Проведенные эксперименты с порошками Al2O3, ТiO2, ZrO2 не позволили получить высокую адгезию этих порошков к матрице и устойчивую систему "C-SiO2-МехОу" в отличие от системы "C-SiO2-SiO2" в случае использования лузги зерен риса в качестве исходного сырья и порошка оксида кремния в качестве модификатора.As a modifier, a powder of silicon oxide SiO 2 with particle sizes of 50-250 nm is used (figure 3). Modification of the matrix obtained from the husk of rice grains, which includes silicon oxide, with silicon oxide powders allows you to create a stable structure from homogeneous materials based on silicon. However, the use of silicon oxide powder as a modifier does not limit the possibility of using other oxide group powders. The experiments with powders Al 2 O 3, TiO 2, ZrO 2 is not possible to obtain high adhesion of the powders to the die and stable system "C-SiO 2 -Me x O y" in contrast to a system "C-SiO 2 -SiO 2" in the case of using husk of rice grains as a feedstock and silicon oxide powder as a modifier.

Механизмы адсорбционных и капиллярных явлений сорбента связаны с размерами пор матрицы и присутствием на поверхности и в порах слоя порошка оксида кремния. Исследования свойств и структуры подложки и нанесенного порошка оксида кремния показали, что повышение адсорбции на сорбенте происходит на сильно развитой структуре подложки за счет образования на поверхности и в порах активированных порошком адсорбционных слоев. Поглощение адсорбируемого вещества в мезопорах происходит заполнением их объема по механизму капиллярной конденсации. Мезопоры служат транспортными путями для адсорбируемых молекул. В результате нанесения на поверхность и привнесения порошков в мезопоры матрицы повышается энергия адсорбции модифицированного сорбента по сравнению с немодифицированным за счет наложения полей поверхностных сил, обусловленных дисперсионными взаимодействиями сил противоположных стенок пор.The mechanisms of adsorption and capillary phenomena of the sorbent are associated with the pore size of the matrix and the presence of a layer of silicon oxide powder on the surface and in the pores. Studies of the properties and structure of the substrate and the deposited silicon oxide powder showed that an increase in adsorption on the sorbent occurs on a highly developed structure of the substrate due to the formation of adsorption layers activated on the surface of the pores and pores of the powder. Absorption of an adsorbed substance in mesopores occurs by filling their volume by the capillary condensation mechanism. Mesopores serve as transport routes for adsorbed molecules. As a result of applying to the surface and introducing powders into the matrix mesopores, the adsorption energy of the modified sorbent is increased compared to unmodified due to the superposition of the surface forces fields due to dispersion interactions of forces of opposite pore walls.

Сорбционная емкость предлагаемого сорбента составляет 24-45 г/г, что в 4-8 раз превышает сорбционную емкость прототипа.The sorption capacity of the proposed sorbent is 24-45 g / g, which is 4-8 times higher than the sorption capacity of the prototype.

Сущность способа получения сорбента заключается в том, что получение пористой матрицы и нанесение на ее поверхность и в поры порошка осуществляется одновременно с помощью высокочастотного (ВЧ) разряда пониженного давления в слое положительного заряда (СПЗ). Воздействие плазмы на лузгу зерен риса приводит к очистке поверхности лузги от механических и различных органических загрязнений, а также к активации внешней поверхности и поверхности пор получаемой матрицы. Проведение процессов получения матрицы и нанесения на поверхность и в поровое пространство порошка в едином цикле позволяет исключить контакт получаемой матрицы с внешней средой, что повышает эффективность нанесения порошка на поверхность и в поры матрицы.The essence of the method of producing the sorbent is that the porous matrix is produced and the powder is deposited on its surface and in the pores at the same time using a high-frequency (HF) discharge of reduced pressure in the positive charge layer (SCR). The effect of plasma on the husk of rice grains leads to the cleaning of the husk surface from mechanical and various organic contaminants, as well as to the activation of the outer surface and the surface of the pores of the resulting matrix. The processes of obtaining the matrix and applying to the surface and pore space of the powder in a single cycle eliminates the contact of the resulting matrix with the external environment, which increases the efficiency of applying the powder to the surface and into the pores of the matrix.

На поверхности матрицы, находящейся в плазме ВЧ разряда при давлении 10-300 Па, создается слой положительного заряда (фиг.4). За счет разности потенциалов на противоположных сторонах матрицы в пористом объеме создается периодическое электрическое поле, напряженность которого достаточна для зажигания в порах матрицы несамостоятельного ВЧ разряда (фиг.5). Основными воздействующими факторами, способными модифицировать поверхность тела в плазме ВЧ разряда, являются ионная бомбардировка, энергия рекомбинации ионов и термическое воздействие на внешнюю и внутреннюю поверхность образца. При совместной подаче плазмообразующего газа и порошка газ транспортирует порошок к поверхности модифицируемой матрицы. Ионы плазмы вместе с частицами материала порошка, ускоряясь в СПЗ, бомбардируют поверхность и образуют покрытия из материала порошка. За счет возникновения несамостоятельного разряда в порах матрицы также происходит процесс непрерывного напыления порошка и его внесение в поровое пространство (фиг.5). В транспортных артериях матрицы таким образом образуется слой порошка, что повышает сорбционную емкость модифицированного сорбента по сравнению с прототипом. Повышение комплексной адсорбции удаляемых веществ происходит за счет развитой поверхности матрицы сорбента, поверхностного слоя порошка и слоя порошка в порах сорбента.On the surface of the matrix located in the plasma of the RF discharge at a pressure of 10-300 Pa, a layer of positive charge is created (figure 4). Due to the potential difference on opposite sides of the matrix, a periodic electric field is created in the porous volume, the intensity of which is sufficient to ignite a non-self-contained RF discharge in the pores of the matrix (Fig. 5). The main influencing factors capable of modifying the body surface in an RF discharge plasma are ion bombardment, ion recombination energy, and thermal effect on the external and internal surface of the sample. When the plasma-forming gas and the powder are combined, the gas transports the powder to the surface of the matrix to be modified. Plasma ions along with particles of powder material, accelerating in the SDR, bombard the surface and form coatings of the powder material. Due to the occurrence of a non-self-sustained discharge in the pores of the matrix, the process of continuous spraying of the powder and its introduction into the pore space also occurs (Fig. 5). In the transport arteries of the matrix, a powder layer is thus formed, which increases the sorption capacity of the modified sorbent in comparison with the prototype. The increase in complex adsorption of removed substances occurs due to the developed surface of the sorbent matrix, the surface layer of the powder and the powder layer in the pores of the sorbent.

Преимущество предлагаемого способа заключается в том, что не требуется дополнительное оборудование, так как получение матрицы и ее модификацию проводят одновременно в вакууме в разрядной камере плазмотрона или в вакуумном блоке. При этом исключается контакт получаемой матрицы с внешней средой, что предотвращает загрязнение и снижение активности матрицы.The advantage of the proposed method is that additional equipment is not required, since the receipt of the matrix and its modification are carried out simultaneously in a vacuum in a discharge chamber of a plasma torch or in a vacuum unit. This eliminates the contact of the resulting matrix with the external environment, which prevents pollution and a decrease in the activity of the matrix.

Изобретение поясняется следующими рисунками, где: на фиг.1 схематично изображена матрица лузги риса после плазменной обработки,The invention is illustrated by the following figures, where: FIG. 1 schematically shows a rice husk matrix after plasma treatment,

на фиг.2 приведен график распределения пор матрицы по размерам,figure 2 shows a graph of the distribution of pores of the matrix in size,

на фиг.3 приведен график распределения частиц оксида кремния поfigure 3 shows a graph of the distribution of particles of silicon oxide in

размерам,sizes

на фиг.4 показана фотография слоя положительного заряда вокруг матрицы,figure 4 shows a photograph of a layer of positive charge around the matrix,

на фиг.5 схематично изображено образование слоя положительного заряда (СПЗ) на матрице.figure 5 schematically shows the formation of a layer of positive charge (SCR) on the matrix.

Примеры реализации заявляемого изобретения.Examples of the implementation of the claimed invention.

Пример 1. В разрядной камере и в вакуумном блоке высокочастотного плазмотрона создают давление 10-300 Па, мощность в разряде - 1,0-1,5 кВт. Расход плазмообразующего газа аргона Аr - 0.04-0.08 г/с, температура в разрядной камере - 200-430°С, расход лузги зерен риса - 8-10 г/с, расход порошка оксида кремния SiO2 с размером частиц 50-250 нм - 0,5-1 мг/с. Лузгу зерен риса подают через разрядную камеру высокочастотного плазмотрона (через сгусток разряда). При взаимодействии лузги зерен риса с плазмой образуется сорбентная матрица, на которую под срез плазмотрона в струю ВЧ разряда подают порошок оксида кремния. В этой зоне за счет образованного на поверхности и в порах матрицы СПЗ происходит нанесение порошка на поверхность и в поры матрицы сорбента. Полученный сорбент собирается в фильтре за счет откачки вакуумной системы.Example 1. In the discharge chamber and in the vacuum unit of the high-frequency plasmatron create a pressure of 10-300 Pa, the power in the discharge is 1.0-1.5 kW. The consumption of argon plasma-forming gas Ar is 0.04-0.08 g / s, the temperature in the discharge chamber is 200-430 ° C, the husk consumption of rice grains is 8-10 g / s, the flow rate of silicon oxide SiO 2 powder with a particle size of 50-250 nm is 0.5-1 mg / s. The husk of rice grains is fed through the discharge chamber of a high-frequency plasma torch (through a discharge clot). During the interaction of husk of rice grains with plasma, a sorbent matrix is formed, on which silicon oxide powder is fed into the RF discharge stream under a plasma torch cut. In this zone, due to the SDR matrix formed on the surface and in the pores of the matrix, powder is deposited on the surface and in the pores of the sorbent matrix. The resulting sorbent is collected in the filter due to pumping of the vacuum system.

Пример 2. Режимы аналогичны режимам в примере 1. Лузгу зерен риса подают в струю плазмы, порошок оксида кремния подают в вакуумном блоке встречно потоку плазмы с матрицей. Взаимодействие образованной матрицы сорбента с порошком в слое положительного заряда происходит в струе плазмы.Example 2. The modes are similar to those in example 1. The husk of rice grains is fed into the plasma jet, the silicon oxide powder is fed in the vacuum block counter to the plasma flow with the matrix. The interaction of the formed sorbent matrix with the powder in the positive charge layer occurs in the plasma jet.

Расход плазмообразующего газа аргона - 0.04-0.08 г/с обеспечивает необходимую температуру процесса 200-430°С.The consumption of plasma-forming argon gas - 0.04-0.08 g / s provides the necessary process temperature of 200-430 ° C.

Расход лузги зерен риса 8-10 г/с обеспечивает получение необходимой структуры матрицы. При расходе лузги менее 8 г/с происходит образование мелкодисперсных фракций из-за ее пережигания. Расход лузги более 10 г/с не обеспечивает полную обработку сырья для получения необходимой структуры матрицы. При этом образуется необработанная поверхность матрицы, на которой невозможно получить необходимое распределение привносимого порошка оксида кремния.The husk consumption of rice grains 8-10 g / s provides the necessary matrix structure. When the husk consumption is less than 8 g / s, finely dispersed fractions are formed due to its burning. The husk consumption of more than 10 g / s does not provide complete processing of raw materials to obtain the necessary matrix structure. In this case, an untreated matrix surface is formed on which it is impossible to obtain the necessary distribution of the introduced silicon oxide powder.

Расход порошка оксида кремния 0,5-1 мг/с обеспечивает получение оптимальной структуры сорбента. Меньший расход модификатора приводит к неполному заполнению поверхности и пор матрицы, что приводит к снижению сорбционной емкости сорбента. Превышение расхода приводит к закупорке пор матрицы и к снижению и отсутствию механизма капиллярной конденсации адсорбируемого вещества.The consumption of silicon oxide powder of 0.5-1 mg / s ensures the optimal sorbent structure. Less consumption of the modifier leads to incomplete filling of the surface and pores of the matrix, which leads to a decrease in the sorption capacity of the sorbent. Exceeding the flow rate leads to blockage of the pores of the matrix and to a decrease and absence of the mechanism of capillary condensation of the adsorbed substance.

Лабораторные испытания эффективности полученного сорбента проведены при сборе нефтепродуктов с поверхности воды и при очистке сточных промышленных вод, загрязненных нефтепродуктами. В испытаниях использовали различные сорта нефти и нефтепродуктов. Проведенные испытания показали высокую эффективность сорбентов, простоту обращения с ними. Сорбент позволяет удалять загрязнения как с поверхности воды, так и из сточных вод.Laboratory tests of the effectiveness of the obtained sorbent were carried out during the collection of oil products from the water surface and in the treatment of industrial wastewater contaminated with oil products. In the tests used various grades of oil and petroleum products. The tests showed high efficiency of the sorbents, ease of handling. Sorbent allows you to remove contamination both from the surface of the water and from wastewater.

- Условия проведения испытаний эффективности сорбента при сборе нефтепродуктов с поверхности воды- Conditions for testing the effectiveness of the sorbent in the collection of petroleum products from the water surface

На поверхность воды наносили нефть Уратьминского месторождения. Пробоотборниками в трех точках нефтяного пятна отбирали пробы. На нефтяное пятно наносили сорбент и через 15 минут механическим способом собирали насыщенный нефтепродуктами сорбент. В трех точках аналогичными пробоотборниками отбирали пробы воды после очистки. Степень очистки воды по нефти, определенная гравиметрическим методом, составила не менее 99%. Результаты испытаний представлены в таблице 1.Oil of the Uratminskoye field was applied to the surface of the water. Samples were taken at three points in the oil slick. A sorbent was applied to the oil slick and after 15 minutes the sorbent saturated with oil products was mechanically collected. At three points, similar samples were taken to sample water after purification. The degree of water purification by oil, determined by the gravimetric method, was at least 99%. The test results are presented in table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Сравнительные эксперименты показали увеличение сорбционной емкости предлагаемого сорбента в 4-8 раз по сравнению с прототипом.Comparative experiments showed an increase in the sorption capacity of the proposed sorbent in 4-8 times compared with the prototype.

- Условия проведения экспериментов при использовании сорбента в качестве фильтрующей загрузки для очистки сточных вод, загрязненных нефтепродуктами- Conditions for conducting experiments using a sorbent as a filter load for the treatment of wastewater contaminated with oil products

Смесь вода - нефть с различным содержанием нефти пропускали через фильтрующую колонну, загруженную сорбентом. Скорость потока смеси вода - нефть через сорбент - 200 мл/мин, температура воды - 12°С. Отбор проб на определение остаточного содержания нефти осуществляли из последних 100 мл смеси, прошедшей через сорбент. Для определения степени очистки пробы воды объемом 5 мл экстрагировали 2 мл дихлорметана. Анализ концентрированных органических экстрактов проводили на масс-спектрометре МАТ-90 "Финниган-МАТ". Результаты проведенных испытаний представлены в таблице 2.A water-oil mixture with a different oil content was passed through a filter column loaded with a sorbent. The flow rate of the water-oil mixture through the sorbent is 200 ml / min, the water temperature is 12 ° C. Sampling to determine the residual oil content was carried out from the last 100 ml of the mixture that passed through the sorbent. To determine the degree of purification, 5 ml water samples were extracted with 2 ml dichloromethane. The analysis of concentrated organic extracts was carried out on a MAT-90 Finnigan-MAT mass spectrometer. The results of the tests are presented in table 2.

Таблица 2table 2 Сравнительные характеристики очистки воды в динамическом режимеComparative characteristics of dynamic water treatment № экспериментаExperiment number Состав смеси "вода/нефть", мг/гThe composition of the mixture "water / oil", mg / g Количество сорбента, гThe amount of sorbent, g Прототип (PC)Prototype (PC) Заявляемый сорбентThe inventive sorbent 1one 1000/0,51000 / 0.5 55 22 22 1000/5,01000 / 5.0 55 22 3*3 * 600/14,0600 / 14.0 55 22 4four 1000/5,01000 / 5.0 4040 88 55 100/15,0100 / 15.0 4040 1010 * - максимальное загрязнение* - maximum pollution

Результаты анализа проб воды, полученных после очистки водно-нефтяных смесей, показали, что суммарная концентрация нефтепродуктов в пробе с максимальной насыщенностью не превышает уровень ПДК (0,03 мг/л). При этом для достижения уровня ПДК требуется в 2,5-5 раз меньше сорбента по сравнению с прототипом.The results of the analysis of water samples obtained after purification of water-oil mixtures showed that the total concentration of oil products in the sample with maximum saturation does not exceed the MPC level (0.03 mg / l). Moreover, to achieve the MPC level, 2.5-5 times less sorbent is required in comparison with the prototype.

Из приведенных данных видно, что предлагаемый сорбент обладает высокой эффективностью и позволяет удалять нефтехимические загрязнения, как с поверхности воды, так и из сточных вод. Сорбционная емкость предлагаемого сорбента составляет 24-45 г/г, что в 4-8 раз превышает сорбционную емкость прототипа.From the above data it is seen that the proposed sorbent is highly efficient and allows you to remove petrochemical contaminants, both from the surface of the water and from wastewater. The sorption capacity of the proposed sorbent is 24-45 g / g, which is 4-8 times higher than the sorption capacity of the prototype.

Claims (2)

1. Способ получения сорбента для удаления нефтехимических загрязнений из жидких сред, включающий термообработку лузги зерен риса при 200-430°С в плазме высокочастотного разряда пониженного давления, отличающийся тем, что в плазмообразующий газ дополнительно подают порошок оксида кремния с размером частиц 50-250 нм, и процесс ведут при подаче плазмообразующего газа с расходом 0,04-0,08 г/с, лузги зерен риса с расходом 8-10 г/с, порошка оксида кремния с расходом 0,5-1 мг/с.1. A method of producing a sorbent for removing petrochemical contaminants from liquid media, including heat treatment of husk of rice grains at 200-430 ° C in a plasma of a high-frequency discharge of low pressure, characterized in that silicon oxide powder with a particle size of 50-250 nm is additionally supplied to the plasma forming gas , and the process is conducted when a plasma-forming gas is supplied with a flow rate of 0.04-0.08 g / s, husk of rice grains with a flow rate of 8-10 g / s, silicon oxide powder with a flow rate of 0.5-1 mg / s. 2. Сорбент для удаления нефтехимических загрязнений из жидких сред, представляющий собой пористую углеродную матрицу с размерами пор 5-30 мкм и с распределенной в ней кремнеоксидной составляющей, причем на внешней поверхности матрицы и на поверхности ее пор дополнительно содержится порошок оксида кремния, имеющий размер частиц 50-250 нм, при этом сорбент получен способом, охарактеризованным в п.1. 2. A sorbent for removing petrochemical contaminants from liquid media, which is a porous carbon matrix with pore sizes of 5-30 μm and a silica component distributed in it, moreover, silicon oxide powder having a particle size is additionally contained on the outer surface of the matrix and on the surface of its pores 50-250 nm, the sorbent obtained by the method described in claim 1.
RU2010145676/05A 2010-11-09 2010-11-09 Sorbent for removal of petrochemical dirt from fluids and method of its production RU2459660C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010145676/05A RU2459660C2 (en) 2010-11-09 2010-11-09 Sorbent for removal of petrochemical dirt from fluids and method of its production

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010145676/05A RU2459660C2 (en) 2010-11-09 2010-11-09 Sorbent for removal of petrochemical dirt from fluids and method of its production

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010145676A RU2010145676A (en) 2012-05-20
RU2459660C2 true RU2459660C2 (en) 2012-08-27

Family

ID=46230210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010145676/05A RU2459660C2 (en) 2010-11-09 2010-11-09 Sorbent for removal of petrochemical dirt from fluids and method of its production

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2459660C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2595654C1 (en) * 2015-03-24 2016-08-27 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") Method of producing sorbent for removal of oil and oil products from water surface
RU2597400C1 (en) * 2015-04-10 2016-09-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") Method of producing composite sorbent based on mineral and vegetable carbon-containing material
RU2680071C2 (en) * 2013-06-10 2019-02-14 Грин Энджиниринг С.Р.Л. Components of distillation apparatus, method for production and uses thereof
RU2710334C2 (en) * 2018-04-02 2019-12-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Powdered magnetic sorbent for oil gathering

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108794014A (en) * 2018-06-25 2018-11-13 白城师范学院 A kind of processing method of SIC nano-porous ceramics material

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2036843C1 (en) * 1992-02-17 1995-06-09 Илдар Гарифович Гафаров Method of removing oil contaminants from water
RU2259874C2 (en) * 2003-09-18 2005-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная группа "Ренари" Sorbent for removal of oil and petroleum products and method of making it from buckwheat husk
RU2259875C2 (en) * 2003-09-18 2005-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная группа "Ренари" Sorbent for removal of oil and petroleum products from liquid media and method of making rice husk
RU2304559C2 (en) * 2005-08-22 2007-08-20 Людмила Алексеевна Земнухова Method of producing sorbent to collect spilt crude oil and petroleum products by using rice husk
US7279147B2 (en) * 2005-05-25 2007-10-09 Selma Turkay Method of producing an adsorbent from rice hull ash
RU2315712C2 (en) * 2005-08-09 2008-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная группа "Ренари" Method of production of activated coal from agricultural waste
RU2345684C2 (en) * 2006-12-19 2009-02-10 Михаил Михайлович Пелехатый Cigarette item

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2036843C1 (en) * 1992-02-17 1995-06-09 Илдар Гарифович Гафаров Method of removing oil contaminants from water
RU2259874C2 (en) * 2003-09-18 2005-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная группа "Ренари" Sorbent for removal of oil and petroleum products and method of making it from buckwheat husk
RU2259875C2 (en) * 2003-09-18 2005-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная группа "Ренари" Sorbent for removal of oil and petroleum products from liquid media and method of making rice husk
US7279147B2 (en) * 2005-05-25 2007-10-09 Selma Turkay Method of producing an adsorbent from rice hull ash
RU2315712C2 (en) * 2005-08-09 2008-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная группа "Ренари" Method of production of activated coal from agricultural waste
RU2304559C2 (en) * 2005-08-22 2007-08-20 Людмила Алексеевна Земнухова Method of producing sorbent to collect spilt crude oil and petroleum products by using rice husk
RU2345684C2 (en) * 2006-12-19 2009-02-10 Михаил Михайлович Пелехатый Cigarette item

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2680071C2 (en) * 2013-06-10 2019-02-14 Грин Энджиниринг С.Р.Л. Components of distillation apparatus, method for production and uses thereof
RU2595654C1 (en) * 2015-03-24 2016-08-27 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") Method of producing sorbent for removal of oil and oil products from water surface
RU2597400C1 (en) * 2015-04-10 2016-09-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") Method of producing composite sorbent based on mineral and vegetable carbon-containing material
RU2710334C2 (en) * 2018-04-02 2019-12-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Powdered magnetic sorbent for oil gathering

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010145676A (en) 2012-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zeng et al. Efficient adsorption of Cr (VI) from aqueous environments by phosphoric acid activated eucalyptus biochar
Pap et al. Utilization of fruit processing industry waste as green activated carbon for the treatment of heavy metals and chlorophenols contaminated water
Thue et al. Activated carbon obtained from sapelli wood sawdust by microwave heating for o-cresol adsorption
Kumar et al. Adsorption of Pb2+ ions from aqueous solutions onto bael tree leaf powder: isotherms, kinetics and thermodynamics study
Sekirifa et al. Preparation and characterization of an activated carbon from a date stones variety by physical activation with carbon dioxide
Prola et al. Comparison of Jatropha curcas shells in natural form and treated by non-thermal plasma as biosorbents for removal of Reactive Red 120 textile dye from aqueous solution
Mashhadi et al. Rapid removal of Hg (II) from aqueous solution by rice straw activated carbon prepared by microwave-assisted H2SO4 activation: Kinetic, isotherm and thermodynamic studies
RU2459660C2 (en) Sorbent for removal of petrochemical dirt from fluids and method of its production
Samarghandi et al. Removing amoxicillin antibiotic from aqueous solutions by Saccharomyces cerevisiae bioadsorbent: kinetic, thermodynamic and isotherm studies
Alslaibi et al. Comparison of activated carbon prepared from olive stones by microwave and conventional heating for iron (II), lead (II), and copper (II) removal from synthetic wastewater
Onyango et al. Sorption of melanoidin onto surfactant modified zeolite
Mohammadi et al. Removal of Pb (II) ions and malachite green dye from wastewater by activated carbon produced from lemon peel
Mistar et al. Adsorption of mercury (II) using activated carbon produced from Bambusa vulgaris var. striata in a fixed-bed column
Kumar et al. Adsorption of fluoride from aqueous solution using biochar prepared from waste peanut hull
Akpa et al. Adsorption of benzene on activated carbon from agricultural waste materials
Benyekkou et al. Elimination of paracetamol from water by a spent coffee grounds biomaterial
Syafiqah et al. Kinetics, isotherms, and thermodynamic studies on the adsorption of mercury (ii) ion from aqueous solution using modified palm oil fuel ash
Ademiluyi et al. Multiple adsorption of heavy metal ions in aqueous solution using activated carbon from Nigerian bamboo
Kong et al. Kinetic and equilibrium studies of the biosorption of sunset yellow dye by alligator weed activated carbon
Abesekara et al. Adsorption and desorption studies of Ni2+ ions on to coconut shell char
Kazak et al. Characteristics and mechanisms for highly efficient adsorption of Pb (II) from aqueous solutions by engineered vinasse biochar with cold oxygen plasma process
Husaini et al. Kinetic and Thermodynamic evaluation on Removal of Anionic Dye from Aqueous Solution using Activated Carbon Derived from Agricultural Waste: Equilibrium and Reusability Studies
Mubarak et al. Synthesis of novel magnetic biochar using microwave heating for removal of arsenic from waste water
Alade et al. Evaluation of interaction of carbonization temperatures and concentrations on the adsorption capacities and removal efficiencies of activated carbons using Response Surface Methodology (RSM)
Jodeh et al. Adsorption of some organic phenolic compounds using activated carbon from cypress products

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191110