Производство и переработка масличного сырья
На первой стадии, при воздействии температур на образцы, удаляется сорбированная вода, содержание которой составляет ~ 8 %. Начальная температура разложения отходов обработанных концентрированной H2SO4 составляет 250°С, с большими потерями массы. Для термообработанных при более высоких температурах (600°С) и окисленных отходов наблюдается повышение начальной температуры деструкции до 300°С и
снижение потери массы.
Изменения в структуре материала исследовали также методом ИКС. Показано наличие в спектрах ИКС, (рис.6) исходных ООП глубокой полосы поглощения в области 3200 – 3500 см-1, связанных водородными связями ОН¯ групп. Полосы поглощения при 2923 см-1 следует отнести к валентным колебаниям СН3 групп, а при 2853 см-1 -к валентным колебаниям СН2 групп. Обнаружены также валентные колебания кольца при 1090 см-1, и мостика ( –С–О–С– ) при 1060 см-1 и 898 см-1 .
При термической обработке ООП, основным составляющим которых является целлюлоза, в интервале 300-500°С происходит зарождение микроструктуры углерода. Происходит дегидратация, гомолитический разрыв наименее прочных С-О-С и С-С связей внутри кольца и рекомбинация короткоживущих свободных радикалов с образованием графитизированных слоев.
У термообработанных при 400ºС ООП, кр.4, уменьшается интенсивность полосы поглощения ОН групп, практически исчезают полосы, соответствующие поглощению – С – О – С – глюкозидной связи (1060 и 898 см-1) и увеличивается интенсивность колебаний СН2 групп (2853 см-1).
По данным ИКС при термической обработке отходов высокими температурами (400, 500, 600°С), в составе всех образцов сохраняется органическая составляющая, т.к. сохраняются валентные колебания СН-связей СН2-групп. Происходит уменьшение содержания групп – OH при (3411см-1), CH3 при (2923см-1), CH2 при (2853см-1), CH при (3056см-1), увеличивается интенсивность пика при 1060см-1, который соответствует колебанию С-О-С связи. С увеличением температуры все эти явления наблюдаются в большей степени. Тоже наблюдается при комплексном воздействии термообработки и окисления. Это происходит в результате внутримолекулярной реакции с образованием внутрициклических эфирных связей. При коротком времени воздействия повышенными температурами происходит дегидратация, за счет этого возрастают пики колебания С-О-С связей с последующим разрывом основной цепи. В результате повышается термостабильность.
Определена насыпная плотность ООП, подвергнутых комплексной обработке(табл.4) Таблица 4.
Виды отходов |
плотность (r), кг/м3 |
ООП (исх.) |
185,658 |
ООП (обраб. конц.H2SO4 ) |
235,493 |
ООП термообраб.(t=500°С) |
250,155 |
ООП термообраб.( t=650°С) |
187,318 |
ООП термообраб. (t=900°С) |
210,543 |
Об изменениях в структуре материала можно судить также по водопоглощению.
Изучена сорбция воды
1. ООП термообработанных при Т= 600 ºС и серной и азотной кислотами
2. Исходных ООП термообработанных при Т=900 ºС
3. Исходных ООП обработанных серной кислотой
Из графиков видно, что наибольшей сорбционной способностью обладает образец, обработанный при Т=900°С, это объясняется более развитой активной поверхностью.
Восстановление сорбционной способности после многократного удаления влаги снижается незначительно.
2.4.Выводы и практические рекомендации
Показана возможность модифицирования отходов крупяных производств и их использования в качестве сорбционного материала. С использованием комплекса методов (ИКС, ТГА, водопоглощения, оптической микроскопии) изучены свойства целлюлозосодержащих отходов крупяных производств – отходов обмолота проса (ООП).
3.Раздел «Безопасность и экология проекта»
В процессе модификации отходов сельскохозяйственного производства используются вредное вещество - серная кислота, второго класса опасности.[42]
Серная кислота.
Физические и химические свойства. Маслянистая, в чистом виде прозрачная бесцветная жидкость. Тплавл.=10,35°С; Ткип.=330°С (с разл.); ρ=1,834 г/мл. С водой смешивается во. всех отношениях, выделяя большое количество тепла. Начиная с 200°С и выше выделяет пары SО3, которые с водяным паром воздуха образуют белый туман. Концентрированная H2SO4 - довольно сильный окислитель.
Токсическое действие.
Раздражает и прижигает слизистые верхних дыхательных путей, поражает легкие. При попадании на кожу вызывает тяжелые ожоги, Аэрозоль H2SO4 обладает более выраженным токсическим действием, чем SO2.
Основными опасностями серной кислоты связаны с повышением отравлений и травматизма, поэтому требуют повседневного внимания к вопросам техники безопасности, производственной санитарии и пожарной безопасности. При нарушении режимов работы в этом производстве, а также при возникновении различных аварий и неполадок возможно попадание в рабочие помещения и зону обслуживания оборудования больших количеств пожаро - и взрывоопасных, токсичных веществ в виде газов, паров, что в ряде случаев приводит к возникновению взрывов, пожаров и отравлению рабочих. Особое внимание необходимо обращать на правильную организацию рабочего места, строгое выполнение требований обязательных инструкций, правил техники безопасности.
Основными опасностями являются:
1) химические ожоги серной кислотой при нарушении герметичности аппаратуры, трубопроводов, запорной арматуры;
2) термические ожоги жидкой серой, пароводяной смесью и при соприкосновении с горячими поверхностями аппаратуры, коммуникаций, паропроводов;
3) отравление сернистым и серным ангидридами при выбросе технологического газа в рабочую зону;
4) поражение электрическим током при нарушении изоляции электрооборудования;
5) механические травмы при неправильном обслуживании механизмов и агрегатов с движущимися и вращающимися частями;
6) взрывоопасность газовой смеси при неправильном процессе розжига газовых горелок и их неправильной эксплуатации.
Действие на кожу. Концентрированной H2SO4 вызывает сильное жжение. Если ее сразу же смыть водой, действие может ограничиться краснотой. В противном случае кислота быстро проникает вглубь тканей, образуется струп. При отпадении струпа обнажается глубокая язва. Заживление оканчивается образованием плоских рубцов или мясистых разрастаний, выступающих за края язвы. Тяжелые последствия может вызвать происходящее затем стяжение рубцов. Излечиваются ожоги в среднем в течение 6 недель. При очень большой поверхности поражения - часто смертельный исход. Очень тяжелы поражения при попадании H2SO4 в глаза.