Теплота адсорбции оксида серы (IV) меламиноформальдегидной смолой Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

Т 59 (5)

ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИИ. Серия «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ»

2016

Т 59 (5)

IZVESTIYA VYSSHIKH UCHEBNYKH ZAVEDENIY KHIMIYA KHIMICHESKAYA TEKHNOLOGIYA

2016

Для цитирования:

Постникова И.Н., Павлова И.В. Теплота адсорбции оксида серы (IV) меламиноформальдегидной смолой. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2016. Т. 59. Вып. 5. С. 95-97. For citation:

Postnikova I.N., Pavlova I.V. Adsorption heat of sulfur oxide (IV) by melamine-formaldehyde resin. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2016. V. 59. N 5. P. 95-97.

ТЕПЛОТА АДСОРБЦИИ ОКСИДА СЕРЫ (IV) МЕЛАМИНОФОРМАЛЬДЕГИДНОЙ СМОЛОЙ

Ирина Николаевна Постникова (И), Ирина Владимировна Павлова

Кафедра химической технологии, Дзержинский политехнический институт (филиал) Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева, ул. Гайдара, 49, Дзержинск, Российская Федерация, 606026

E-mail: [email protected] (]SI), [email protected]

Получены новые данные по теплоте адсорбции оксида серы (IV) меламиноформальдегидной смолой.

Ключевые слова: меламиноформальдегидная смола, адсорбция, оксид серы (IV)

Irina N. Postnikova (EI), Irina V. Pavlova

Department of Chemical Technology, R.E. Alekseev Dzerzhinsk Polytechnical Institute (branch) of Nizhny Novgorod State Technical University, Gaidar str., 49, Dzerzhinsk, Russia, 606026 E-mail: [email protected] (fx}). [email protected]

ADSORPTION HEAT OF SULFUR OXIDE (IV) BY MELAMINE-FORMALDEHYDE RESIN

New data are obtained on heat of adsorption of sulfur oxide (IV) by melamine-formaldehyde resin.

Key words: melamine- formaldehyde resin, adsorption, sulfur oxide (IV)

УДК 628.512:66.074.37

И.Н. Постникова, И.В. Павлова

I.N. Postnikova, I.V. Pavlova

Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2016. Т. 59. Вып. 5

95

Ухудшение экологического статуса планеты и ее крупных промышленных регионов в большой мере связано с работой ТЭЦ и ТЭС на углеводородном топливе. Проведенная оценка состояния дымовых выбросов крупных котлагрегатов, сжигающих уголь (мазут), показала, что до перевода на газ части ТЭЦ в Приволжском регионе в атмосферу поступало 0,2-0,4 млн т/год оксида серы (IV). Перевод котельных на природный газ не обеспечил полной защиты воздуха от загрязнений. При этом в дымовых газах заметно растет содержание оксидов азота, достигая 0,03% об. вместо 20-30 ррт на угольных станциях. Учитывая, что ПДК по диоксиду азота в пять раз меньше, чем по диоксиду серы (максимально разовые предельно допустимые концентрации составляют 0,1 и 0,5 мг/м3 соответственно), можно считать, что переход ТЭЦ на газ снижает загрязнение атмосферы.

Альтернативным методом защиты атмосферы от техногенного загрязнения является внедрение очистки газов сгорания твердого и жидкого топлива от соединений серы с дальнейшей утилизацией последних. Разработан и изучен ряд адсорбентов на основе меламина [1] и его производных [2].

Исследования показали, что практическому применению меламина препятствует его мел-кодисперсность. Этот недостаток может быть исключен в случае применения полимеров, полученных на основе меламина и формальдегида. Меламиноформальдегидная смола, как сорбент, представляет собой твердое вещество белого цвета, без запаха, нерастворимое в воде и большинстве органических растворителей, с плотностью 1100-1200 кг/м3, суммарным объемом пор 0,15 см3/г и удельной поверхностью 100 м2/г. Однако, при изучении физико-химических характеристик ме-ламиноформальдегидной смолы не все свойства были исследованы. Для технологических расчетов при проектировании установок по извлечению диоксида серы из отходящих газов ТЭЦ необходимо знать теплоту адсорбции оксида серы (IV) меламиноформальдегидной смолой. Для восполнения отсутствующих в литературе данных в исследовательской работе изучалась зависимость теплоты адсорбции оксида серы (IV) от его концентрации в исходном газе. Образец сорбента об-

ЛИТЕРАТУРА

1. Постникова И.Н., Ксандров Н.В., Никандров И.С., Романова Г.А. // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 1993. Т. 36. Вып. 6. С. 67 - 69.

2. Постникова И.Н., Павлова И.В., Егорова О.В. // Современные проблемы науки и образования. 2013. № 3.

3. Постникова И.Н. Извлечение диоксида серы из отходящих газов полимерами на основе меламина: Автореф. дис. к.т.н. Иваново. ИГХТУ 1996. 16 с.

рабатывался газом заданного состава и помещался в изолированную ячейку калориметра. Температуру в слое сорбента измеряли с помощью термометра с точностью 0,1 °С. Массу сорбированного SO2 находили по выходной кривой, его концентрацию в смеси газов определяли хроматографи-чески. Отработанный сорбент подлежит регенерации. Данные по условию регенерации в многоцикловом процессе приведены в [3]. Опытные данные представлены в таблице.

Из таблицы видно, что теплота адсорбции оксида серы (IV) уменьшается с ростом концентрации его в газе, приближаясь численно к теплоте конденсации диоксида серы; также она имеет тенденцию к понижению при росте степени насыщения сорбента.

Таблица

Зависимость теплоты адсорбции смолы от концентрации SO2 в исходном газе Table. The dependence of heat adsorption of resin on

concentration of SO2 in initial gas

Концентрация оксида серы (IV), % об. Теплота адсорбции SO2, кДж/моль Степень насыщения сорбента, мг/г

3,0 120,1 90

6,5 114,8 92

10,1 99,7 128

12,2 98,4 179

15,0 86,9 169

15,8 84,8 149

16,3 72,1 225

17,8 51,2 204

18,6 49,0 225

21,4 44,7 220

22,9 35,0 282

25,3 32,3 317

27,2 30,1 312

29,3 26,0 358

31,3 25,2 380

32,1 24,9 390

Можно предположить, что с увеличением концентрации оксида серы (IV) в газе возрастает доля физически адсорбированного диоксида серы. При обычной для дымовых и отходящих газов ТЭЦ концентрации диоксида серы 0,3-0,5% об. в технологических расчетах величина теплоты адсорбции может быть принята 150 кДж/моль.

REFERENCES

1. Postnikova IN., Ksandrov N.V., Nikandrov IS., Romanova G.A. // Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 1993. V. 36. N 6. P. 67 - 69 (in Russian).

2. Postnikova IN., Pavlova IV., Egorova О.^ // Sovremen-nye problemy nauki i obrazovaniya. 2013. N 3 (in Russian).

3. Postnikova IN. The sulfur dioxide extraction from flue gases with polymers on the basis of melamine: Extended abstract of candidate dissertation for engeeniring scince. Ivanovo. ISUCT 1996. 16 p. (in Russian).

96

Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2016. V. 59. N 5