Бахматов М. Л.

Иркутский государственный технический университет

Комплексный сорбент для поглощения нефтепродуктов

Известна высокая эффективность порошкового ТРГ в качестве сорбента для удаления нефти и нефтепродуктов [1]. Однако высокая летучесть частиц этого сорбента приводит к его большим потерям при проведении очистных мероприятий на местности.

Известен также волокнистый сорбент, представляющий собой рулонный материал различных состава и способа изготовления [1, 2]. Нанесение этого сорбента на загрязненный участок местности и последующее удаление более просты и эффективны, однако по сравнению с ТРГ он имеет меньшую сорбционную емкость .

Практический интерес представляют разработки комплексного сорбента, сочетающего преимущества волокнистого сорбента и порошкового ТРГ. Такой сорбент может представлять собой многослойный материал, состоящий из слоев нетканого полотна с распределенным между ними порошком ТРГ.

Для изготовления комплексного сорбента использовали нетканое полотно плотностью 0,06—0,08 г/см³ и ТРГ, полученный из окисленного графита первой ступени окисления [1]. На нетканое полотно наносили равномерный слой предварительно взвешенного ТРГ и накрывали вторым полотном. Затем полотна соединяли методом иглопрокалывания с использованием корончатых игл [3]. В процессе изготовления образцов сорбента изменяли плотность иглопрокалывания, что влекло за собой изменение их плотности.

Кроме того, по режимам изготовления комплексного сорбента был получен образец волокнистого сорбента, состоящий из двух соединенных между собой нетканых полотен без промежуточного слоя ТРГ.

Для определения сорбционной емкости предварительно взвешенные образцы на 5 ч помещали в емкость с керосином или веретенным маслом. После извлечения и полного стекания жидкости их повторно взвешивали. Сорбционную емкость Q (г/г) комплексного и волокнистого сорбентов рассчитывали по формуле:

Q = (m₂- m₁)/m,

где m₁, m₂ — масса сорбента соответственно исходного и с поглощенной жидкостью, г.

Максимальная сорбционная емкость волокнистого сорбента при поглощении керосина и масла достигается при его плотности 0,8—1 г/см³. Увеличение или уменьшение плотности по сравнению с оптимальной приводит к снижению сорбционной емкости.

Низкой плотности волокнистого сорбента соответствует низкая способность удерживать жидкость, а высокой плотности — меньшая сорбционная емкость [3].

Для комплексного сорбента при поглощении керосина и масла характерно увеличение сорбционной емкости по мере уменьшения его плотности. Наиболее заметна разность между значениями сорбционной емкости комплексного и волокнистого сорбентов при их плотности менее 0,08 г/см³. При плотности этих материалов более 0,1 г/см³ она практически исчезает .

Механизмы поглощения жидкостей ТРГ [1,2] и волокнистым сорбентом [3] имеют много общего. Поглощение жидкостей ТРГ в основном связано с заполнением ими капилляров, образующихся между частицами в слое порошка сорбента. В волокнистом сорбенте жидкости заполняют капилляры, образующиеся между волокнами.

Увеличение плотности иглопрокалывания и вследствие этого плотности материала приводит к уменьшению объема капилляров в волокнистом сорбенте и в нетканых полотнах, входящих в состав комплексного сорбента. Кроме того, в комплексном сорбенте происходит значительное сжатие слоя порошка ТРГ между полотнами.

При высокой плотности иглопрокалывания капилляры нетканых полотен комплексного сорбента, по-видимому, заполняются частицами ТРГ и становятся недоступными для масла или керосина. В таком сорбенте по сравнению с волокнистым наблюдается некоторое уменьшение сорбционной емкости.

При уменьшении плотности комплексного сорбента снижение сорбционной емкости нетканых полотен компенсируется сорбционными свойствами слоя ТРГ. Структура этого слоя при устранении сжатия соответствует структуре порошка в свободном состоянии, а его сорбционная емкость начинает приближаться к сорбционной емкости исходного порошкового ТРГ. Можно предположить, что с введением порошка ТРГ в состав волокнистого сорбента способность нетканого полотна удерживать в своем объеме поглощенную жидкость также повышается.

Введение в состав волокнистого сорбента порошка ТРГ приводит при оптимальном режиме иглопрокалывания к увеличению сорбционной емкости материала по отношению к керосину и маслу. Однако сорбционная емкость комплексного сорбента в значительной степени зависит от его структуры и способа изготовления, который должен исключать сжатие слоя порошка ТРГ между полотнами нетканого материала.

Список литературы

1. Дедов А. В. - ХТТМ, 2002, № 2, с. 47-48.

2. Панков С. П. — Химические волокна, 1982, № 6, с. 13-16.

3. Мяги А. Р. Иглы для производства иглопробивных полотен. М., Легкая индустрия, 1977. — 152 с.

АО «Мосискож»