ТЕРМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ С РАЗЛИЧНЫМ СООТНОШЕНИЕМ ЖИДКИХ И ТВЕРДЫХ ПРОДУКТОВ
Методом термического анализа (Q-дериватограф) изучены процессы, происходящие при нагревании на воздухе индивидуальных нефтесодержащих отходов (НСО) - жидкого и донного (твердого) нефтешламов, осадка биологических очистных сооружений (БОС) и их смесей различного состава. На термограммах образцов индивидуальных НСО присутствуют два основных эффекта, сопровождающихся уменьшением массы материалов. Первый эффект, эндотермический, наблюдается при нагреве НСО до 140-200ОС (таблица) и может быть связан с удалением из материалов воды и других летучих веществ.
Таблица 1. Состав и термические свойства образцов НСО и их смесей.
|
№ об-разца |
Содержание, % по массе |
1 эффект |
2 эффект |
||||
|
Жидкий нефтешлам |
Донный не-фтешлам |
Осадок БОС |
Интервал тем-пературы, ОС |
Потеря массы, % |
Интервал тем- пературы, ОС |
Потеря массы, % |
|
|
1 |
100,0 |
0 |
0 |
20-140 |
58,0 |
140-660 |
95,5 |
|
2 |
0 |
100,0 |
0 |
20-150 |
10,8 |
150-830 |
50,5 |
|
3 |
0 |
0 |
100,0 |
20-200 |
85,5 |
200-650 |
94,1 |
|
4 |
60,0 |
20,0 |
20,0 |
20-180 |
73,5 |
180-680 |
91,5 |
|
5 |
20,0 |
60,0 |
20,0 |
20-160 |
30,0 |
160-815 |
64,0 |
|
6 |
20,0 |
20,0 |
60,0 |
20-180 |
63,0 |
180-750 |
84,6 |
|
7 |
67,0 |
0 |
33,0 |
20-180 |
78,0 |
180-650 |
94,1 |
Самое малое количество летучих веществ содержит донный нефтешлам - 10,8% по массе. Наибольшая потеря массы происходит при нагреве осадка БОС - 85,5% по массе. Сравнение термограмм жидкого нефтешлама показывает, что снижение скорости нагрева вещества с 10 до 2О/мин не влияет на ход процесса удаления летучих веществ на первом этапе. Поэтому, для удаления из НСО летучих веществ при термическом обезвреживании отходов будет достаточным пребывание материалов в зоне сушки печи при температуре 160-200ОС в течение 15-20 мин.
При последующем нагревании НСО на термограммах проявляется второй, экзотермический, эффект (таблица), связанный с выгоранием содержащихся в материалах нефтепродуктов (нефтешламы), органических и биологических остатков (осадок БОС). Температура самовоспламенения исследованных материалов на воздухе увеличивается в ряду: жидкий нефтешлам →донный нефтешлам → осадок БОС и составляет соответственно 340, 370 и 410ОС. Расчет количества теплоты, выделяющейся при горении нефтешламов дает следующие величины (кдж/г исходного образца): жидкий нефтешлам = 11,6±1,0 и донный нефтешлам = 7,8±0,8. Из термограмм следует, что масса твердых остатков, образующихся после сжигания исследованных НСО при 1000ОС составит (% от массы исходного НСО): донный нефтешлам - 49,5, жидкий нефтешлам - 4,5 и осадок БОС - 5,9.
При нагревании смесей НСО происходят те же процессы, что и при сжигании индивидуальных материалов. Однако изменение состава образцов вносит свои особенности в ход этих процессов. Так, увеличение в смеси НСО содержания жидкого нефтешлама способствует удалению летучих веществ из материала при его нагреве, а повышение в смеси доли донного нефтешлама наоборот затрудняет ход этого процесса. К окончанию первого эффекта (Т=160-180ОС) из смеси НСО, содержащей преимущественно жидкий нефтешлам выделяется 73,5% летучих веществ, а содержащей преимущественно донный нефтешлам - около 30%. Расчеты, проведенные с учетом состава смесей и наблюдаемой потери массы при нагревании индивидуальных НСО показывают, что эти величины должны составлять соответственно 54,0 и 54,3% по массе. Можно полагать, что жидкий нефтешлам выполняет роль своеобразного экстрагента, который способствует последовательному переходу летучих веществ из твердых компонентов смеси (осадок БОС и донный нефтешлам) в жидкую и затем в газовую фазы. В свою очередь, присутствие донного нефтешлама затрудняет испарение летучих компонентов из смеси, возможно, из-за их адсорбции на поверхности минеральных частиц, входящих в состав донного нефтешлама.
При нагреве смесей НСО выше 200 250ОС происходит выгорание содержащихся в них нефтепродуктов, а также - органических и биологических остатков. Температура самовоспламенения смесей НСО (и интенсивность их горения) зависит от соотношения компонентов и находится для исследованных образцов в интервале 350-390ОС. Процесс горения смесей НСО, как и индивидуальных НСО, в принятых условиях проведения термического анализа завершается к 650-750ОС. Количество образующейся при полном сжигании смесей НСО золы достаточно хорошо совпадает с результатами расчета по данным о составе смесей и общей потере массы при нагревании индивидуальных НСО.
Золы от сжигания донного и жидкого нефтешламов относятся к отходам четвертого класса опасности для окружающей природной среды, а зола от сжигания осадка БОС - к отходам третьего класса. Понизить токсичность золы от сжигания осадка БОС можно путем ее разбавления - смешения с менее токсичным отходом. Расчеты показывают, что для перевода отхода в 4-й класс опасности достаточным будет 2-4-х кратное разбавление золы. Отсюда, если ставится цель получить наименее токсичный остаток после сжигания НСО, то на термическое разложение целесообразно направлять не индивидуальные НСО, а их смеси. В том случае, когда предполагается разместить твердые остатки от сжигания НСО на полигоне промотходов и необходимо минимизировать объем образующейся золы, можно рекомендовать использовать в качестве разбавителя (и дополнительного источника тепловой энергии) только жидкий нефтешлам: в результате сжигания такой смеси количество образующегося твердого остатка составит около 6% от массы поступившей на утилизацию смеси, а по опасности для ОПС этот отход будет относиться к 4 классу.
Результаты исследования поведения НСО и их смесей при нагревании позволяют выбрать условия сжигания отходов, при которых обеспечиваются минимальные энергетические затраты на их ликвидацию и образуются наименее опасные для окружающей природной среды твердые остатки.
Работа представлена на V научную конференцию «Успехи современного естествознания», 27-29 сентября 2004г., РФ ОК «Дагомыс», г. Сочи
Статья в формате PDF
104 KB...
07 11 2026 23:52:32
Статья в формате PDF
263 KB...
05 11 2026 21:32:15
Статья в формате PDF
163 KB...
04 11 2026 5:48:55
Статья в формате PDF
150 KB...
03 11 2026 21:44:13
Рассмотрены основные составляющие познавательной системы профессора И.С.Мустафина, которая включает позитивное использование опыта негативных событий, а также применение оригинальных задач-рассказов и поэтического творчества для развития творческих и естественнонаучных способностей.
...
02 11 2026 15:59:32
В данной работе предложен принципиально новый подход нахождения справедливой цены опциона европейского типа при условии дискретности хеджирования на эффективном рынке базового актива. Развитый подход позволяет определить стоимость опциона для достаточно широкого класса распределений цены базового актива, не ограничиваясь гипотезой о том, что распределение цен базового актива подчиняется логнормальному закону. Анализ полученных результатов позволил утверждать, что существуют такие состояния рынка, при которых осуществить хеджирование не предоставляется возможным. Данный эффект не находится в противоречии с теорией Блэка-Шоулза, т.к. конфигурация областей «нехеджируемости» вырождается в пустое множество при достаточно большом количестве актов хеджирования и достаточно малом промежутке времени между актами хеджирования
...
01 11 2026 11:15:59
Статья в формате PDF
112 KB...
31 10 2026 0:43:38
Статья в формате PDF
111 KB...
30 10 2026 18:29:56
Статья в формате PDF
149 KB...
28 10 2026 19:56:12
Статья в формате PDF
127 KB...
27 10 2026 4:52:11
Школьная научно-исследовательская деятельность – это сочетание приемов и методов, направленных на решение актуальных проблем, которые служат активизации познавательной деятельности учащихся. Научно-исследовательская работа учащихся – это пpaктическая работа поискового хаpaктера, которая способствует расширению знаний учащихся, развитию их пpaктических умений. В процессе создания естественнонаучных проектов у школьников возрастает познавательный интерес к общим законам природы, стремление к приобретению обширных знаний, обогащается умственная деятельность учащихся, развивается умение мыслить творчески.
...
26 10 2026 11:25:39
Статья в формате PDF
119 KB...
25 10 2026 18:18:14
Статья в формате PDF
115 KB...
24 10 2026 22:15:17
Статья в формате PDF
260 KB...
23 10 2026 14:54:35
Статья в формате PDF
93 KB...
22 10 2026 4:55:59
В статье предлагается тpaктовка ресурсного потенциала сельского хозяйства региона. Представлена авторская методика построения интегрального индикатора, позволяющего судить об уровне развития ресурсного потенциала аграрной сферы региона. Дана оценка ресурсного потенциала аграрной сферы регионов Юга России.
...
21 10 2026 13:26:37
Статья в формате PDF
128 KB...
18 10 2026 20:46:56
Статья в формате PDF
95 KB...
17 10 2026 18:39:44
Статья в формате PDF
111 KB...
16 10 2026 2:10:40
Статья в формате PDF
138 KB...
15 10 2026 13:12:40
Статья в формате PDF
119 KB...
14 10 2026 17:54:26
Статья в формате PDF
113 KB...
13 10 2026 7:19:12
Статья в формате PDF
110 KB...
12 10 2026 21:53:28
Статья в формате PDF
113 KB...
11 10 2026 4:49:31
Статья в формате PDF
103 KB...
10 10 2026 2:52:38
Статья в формате PDF
268 KB...
09 10 2026 12:43:30
Статья в формате PDF
112 KB...
08 10 2026 5:54:12
Статья в формате PDF
189 KB...
07 10 2026 6:20:50
Статья в формате PDF
91 KB...
06 10 2026 14:47:31
Дан обзор новых методов определения поверхностного натяжения твердых тел, малых частиц и тонких пленок. Методы основаны на универсальной зависимости физической величины от размера малых частиц твердого тела или толщины пленки.
...
05 10 2026 9:13:26
Статья в формате PDF
118 KB...
02 10 2026 10:15:47
Статья в формате PDF
172 KB...
01 10 2026 10:19:31
В статье рассматриваются основные начальные этапы научного изучения природных условий и фауны млекопитающих Кавказа. Рассмотрен вклад выдающихся научных деятелей России в становление и развитие отечественной териологии на Кавказе, приводятся интересные сведения об отдельных биографических моментах ученых, связанных с освоением изучаемой территории.
...
30 09 2026 7:21:25
Статья в формате PDF
167 KB...
29 09 2026 22:14:23
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
