Уникальность
Реферат на тему: Пиролиз как метод получения адсорбентов из отходов, экономические и экологические аспекты
Аа
28182 символов
Химия

Пиролиз как метод получения адсорбентов из отходов, экономические и экологические аспекты

Введение

Происходит постоянный, устойчивый рост объемов отходов, производимые человеком. Муниципальные твердые отходы (МТО) оказывают отрицательное воздействие на окружающую среду и здоровье человека. Местным органам власти и частным компаниям становится все труднее определить новые возможности для их захоронения. Хотя захоронение отходов является наиболее распространенным методом, используемым для управления МТО, обработка МТО с использованием технологий «отходы в энергию» (WtE) представляет собой вариант, который вызывает все больший интерес. Пиролиз - это технология «отходы в энергию», которая способна превращать отходы в такие продукты, как биогаз, биомасло и биоуголь. Биоуголь, который варьируется по составу в зависимости от пиролизованного сырья, потенциально может быть использован в качестве топлива и в качестве материала для катализа или адсорбции. В процессе, связанном с пиролизом, энергия может быть получена более чистым способом, чем на обычных мусоросжигательных заводах МТО, так как образуется в процессах пиролиза меньшее оксидов азота (NOx) и диоксида серы (SO2). Как правило, пиролиз представляет собой процесс термического разложения отходов при полном отсутствии воздуха, в результате которого образуются продукты, пригодные для переработки, включая полукокс, масло/воск и горючие газы. Пиролиз использовался для производства древесного угля из биомассы на протяжении тысячелетий.
В прошлом году возрос интерес к использованию недорогих и доступных отходов в качестве прекурсоров углеродных материалов. Фактически, любой углеродистый материал с высоким содержанием углерода может быть использован в качестве сырья для приготовления активированных углей (AC). Это относится к твердым сельскохозяйственным отходам, таким как хлопковый стебель, табачный стебель, рисовая шелуха, пробка, бамбук, отработанный чай, скорлупа кокосового ореха, волокно пальмового масла, скорлупа дуриана, древесина, сизаль и многие другие,.
Рис является одной из основных сельскохозяйственных культур во многих регионах мира. Его сбор и переработка приводят к накоплению отходов рисовой шелухи в количестве миллионов тонн, что составляет 20% от общей массы сырья. В Южной Бразилии переработка риса является важным агропромышленным сектором, создавая большое количество рисовой шелухи (рисовой шелухи образуется в качестве сельскохозяйственных отходов около 2,5 млн. метрических тонн в год). Быстрый пиролиз является интересным вариантом для снижения воздействия на окружающую среду и повышения ценности рисовой шелухи. Производство AC из рисовой шелухи достигается посредством химической или физической активации.
Избыточные шины, которые относятся к категории твердых отходов, и во всем мире более трех миллионов шин выбрасывается каждый год и накапливается годами, является проблемой во всем мире. Связи с отсутствием экономически эффективной технологии для полного повторного использования материалов, утилизация используемых шин является проблемой большинства стран. Кроме того, утилизация шин также становится все более дорогой, и эта тенденция, вероятно, будет продолжаться по мере того, как пространство для захоронения становится все меньше. Гораздо лучшим решением является преобразование таких отработанных шин в ценные продукты путем деградации шин в газообразные или жидкие углеводороды и твердые остатки полукокса с экологической и экономической точек зрения. Отработанная шина была использована для синтеза активированного угля.
В данной работе рассмотрено…..

1 Углеродные адсорбенты
1.1 Разновидности углеродов и их структура
Углеродные материалы в основном состоят из элемента углерода. Из-за своей атомной структуры (1s2,2s2,2p2) этот элемент имеет уникальные возможности связи, как с другими элементами, так и с самим собой. В зависимости от типа гибридизации атомов углерода они могут связываться с другими атомами углерода, что приводит к трем основным аллотропным формам углерода:
• Алмаз представляет собой жесткую и изотропную 3D-структуру, в которой каждый атом углерода имеет четыре σ-связи с четырьмя другими соседними атомами углерода, которые образуют кубическую структуру (структура на основе sp3). Он имеет самую высокую атомную плотность среди любых твердых, а также является самым твердым материалом с самой высокой теплопроводностью и температурой плавления.
• Графит - это слоистая структура, в которой графитовы слои (одна графитовая плоскость) образованы атомами углерода, связанными σ- и π-связями с другими тремя соседними атомами углерода (структура на основе sp2). Графитовые плоскости имеют тенденцию демонстрировать параллельное выравнивание, которое поддерживается дисперсионными и ван-дер-вальсовыми силами. Это приводит к высокой степени анизотропии. Графит (в плоскости) обладает еще более высокой теплопроводностью, чем алмаз, и обладает хорошей электропроводностью.
• Фуллерены - это трехмерные углеродные структуры, в которых связи между атомами углерода согнуты, образуя пустую клетку из шестидесяти (C60) или более атомов углерода. Это возможно благодаря тому, что происходит повторная гибридизация, приводящая к форме sp2ε, которая является промежуточной между sp2 и sp3.
В атомном масштабе большинство углеродов проявляют аллотропную форму графита, то есть структуру на основе sp2, в то время как алмазоподобные угли, фуллерены и их производные, такие как нанотрубки, представляют более короткое разнообразие форм углерода.
Однако, в зависимости от степени кристаллографического порядка атомы углерода на основе аллотропной формы графита могут быть классифицированы на графитовые атомы углерода (которые имеют измеряемый кристаллографический порядок в этом направлении независимо от наличия структурных дефектов) и неграфитовые атомы углерода (без какого-либо измеримого кристаллографического порядка в направлении) углеродов. Неграфитные атомы углерода, в свою очередь, могут быть разделены на графитизируемые и неграфитизируемые атомы углерода.
Таким образом, графитизируемый углерод представляет собой «неграфитовый углерод, который после графитизации (термообработки) превращается в графитовый углерод», в то время как неграфитизируемый углерод представляет собой неграфитовый углерод, который не может быть преобразован в графитовый углерод при высокой температуре (обработка до 3300 К при атмосферном или более низком давлении).
Переходя от наномасштаба к микромасштабу, атомы углерода имеют очень разные структуры. Некоторые из этих микроструктур расположены в предпочтительных направлениях, таких как синтетический графит или графитированные углеродные волокна, в то время как неупорядоченные микроструктуры характерны для символов или активированных углей. Такое широкое разнообразие возможных структур приводит к образованию большого количества различных типов углерода.
Порошковые (размер частиц менее 100 · 10-6 м) и гранулированные (включая экструдированные и гранулированные) активированные угли являются типичными углеродными адсорбентами. Это неграфитовые, неграфитизируемые атомы углерода с сильно разупорядоченной микроструктурой. Другие формы углерода также используются в качестве адсорбентов, таких как активированные углеродные волокна, ткани и войлок, приготовленные из широкого спектра предшественников, включая уголь, нефтяной пек, вискозу или вискозу

Зарегистрируйся, чтобы продолжить изучение работы

Больше рефератов по химии:

Получение нанозвезд из золота

Аа
15523 символов
Химия
Уникальность

Электрофизические свойства пламени

Аа
18931 символов
Химия
Уникальность
Все рефераты по химии

Закажи реферат

Наш проект является банком рефератов по всем школьным и студенческим предметам. Если вы не хотите тратить время на написание рефератов по ненужным предметам или ищете реферат в качестве базы для своей работы – он есть у нас.