Турбанова С. Е.

ГОУ ВПО «Южно – Уральский государственный

университет», 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 76,

ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ РЕГУЛИРОВАНИЯ

УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ СОРБЕНТОВ,

ПОЛУЧАЕМЫХ ПРИ УТИЛИЗАЦИИ ОТРАБОТАННЫХ АВТОШИН

Одной из важнейших характеристик используемых углеродных сорбентов является показатель удельной поверхности, от которого во многом зависит один из важнейших показателей величина сорбционной емкости используемого сорбента. Удельная поверхность сорбента определяется размером кристаллитов, системой их взаимной укладки в зерне и пористости зерна. Все поры по размерам обычно подразделяются на крупные, средние и мелкие. При одинаковой общей пористости образцы, обладающие меньшим размером пор, имеют более высокую удельную поверхность.

При прямом пиролизе автошин получающийся продукт представляет собой зерна неправильной формы с достаточно низкими показателями пористости и удельной поверхности.

Целью проведенной работы являлось изучение способов регулирования показателя удельной поверхности для сорбентов, получаемых при пиролизе отработанных автошин.

Размеры кристаллита получаемого сорбента зависят от конечной температуры термообработки, скорости нагрева и среды, в которой производилась термообработка. Общая пористость образца и распределение пор по размерам зависят от скорости нагрева образца, среды термообработки и способа предварительной подготовки сырья. Возможности варьирования температуры термообработки и скорости нагрева в процессе утилизации отработанных автошин с получением углеродного сорбента невелики. Это связано с тем, что именно данные параметры процесса пиролиза определяют выход твердого продукта, соответственно для увеличения его выхода приходится фиксировать эти параметры. Поэтому основными способами регулирования величин удельной поверхности и пористости получаемого сорбента остается изменение среды термообработки и внесение некоторых изменений в перерабатываемое сырье.

В настоящей работе рассматривалось влияние неокислительных добавок взаимодействующих с перерабатываемой отработанной резиной на размеры поверхности получаемых образцов. В качестве неокислительных добавок рассматривались как индивидуальные вещества и системы, так и их смеси:

— некоторые органические растворители (гексан, толуол, хлористый метилен, четыреххлористый углерод, хлороформ);

— технические жидкости (бензин, дизельное топливо);

— жидкие отходы (отработанное машинное масло, жидкие отходы нефтепереработки).

Обработка перерабатываемой резины производилась в следующих вариантах:

— предварительный длительный (36 часов) контакт сырья и добавки;

— предварительный кратковременный (1 час) контакт сырья и добавки.

Дальнейший пиролиз обработанной авторезины производился либо путем совместной термообработки сырья с добавкой, либо путем предварительного удаления жидкой добавки и термической переработке подвергался только твердый компонент с остатками используемой добавки.

Анализ полученных результатов позволяет сделать следующие выводы:

1. После предварительного длительного контакта сырья и добавки процедура удаления добавки перед термообработкой не влияют на качество получаемого сорбента.

2. Наихудшее качество получаемого сорбента отмечается в случае предварительного кратковременного контакта сырья и добавки с последующим отделением добавки перед термообработкой.

3. Наибольшей удельной поверхностью обладают образцы подвергнутые предварительному длительному контакту с гексаном или хлористым метиленом, а сам получаемый продукт по своим свойствам и характеристикам очень сильно напоминает сажу, использованную в качестве наполнителя при производстве резины.

4. Использование в виде добавок толуола или четыреххлористого углерода и хлороформа нецелесообразно, т.к. их использование или снижает удельную поверхность или не влияет на этот показатель.

5. Использование в качестве добавок отработанного машинного масла и жидких отходов нефтепереработки показало высокую эффективность и позволило увеличить показатель удельной поверхности на 15–20%. Еще большего увеличения удельной поверхности можно достичь при использовании комбинированных добавок (90% масло + 10 % бензин или 85% масло + 15% дизельное топливо). Использованные топливные углеводороды могут быть с успехом заменены на отходы нефтепереработки. Сорбенты, получаемые в этих случаях, характеризуются высокими показателями удельной поверхности и адсорбционной емкости.