Разработка сорбирующего материала на основе растительного сырья тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.08, кандидат наук Еремин Иван Сергеевич

• Еремин Иван Сергеевич
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Еремин Иван Сергеевич

Введение

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Основные причины разливов нефти и нефтепродуктов

1.2. Методы ликвидации аварийных разливов нефти

1.3. Сорбционные методы ликвидации разливов нефти

1.4. Биомасса и продукты на ее основе

1.5. Производство сахара

1.6. Способы получения углеродных материалов

1.6.1. Термическая активация

1.6.2. Химическая обработка растительного сырья

1.6.3 Использование СВЧ-излучения

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Реактивы, используемые в работе

2.2. Объекты исследования

2.2.1. Сахарный тростник вида Saccharumofficinarum

2.3. Методики испытаний

2.3.1. Методика химической активации

2.3.2. Методика термической активации

2.3.3. Методика определения гранулометрического состава

2.3.4. Методика определения массовой доли влаги

2.3.5. Методика определения зольности

2.3.6. Методика определения нефтеемкости

2.3.7. Методика определения нефтеемкости на водной поверхности

2.3.8. Методика определение плавучести

2.3.9. Методика определения насыпной плотности

2.3.10. Методика определения рН водной вытяжки

2.3.11. Методика определения элементного состава

2.3.12. Методика определения площади поверхности и пористости

2.3.12.1. Методика обработки результатов площади удельной поверхности

2.3.13. Методика определение адсорбции по метиленовому голубому

2.3.13.1. Методика построения изотерм по метиленовому голубому

2.2.14. Методика сканирующей электронной микроскопии

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1. Исследование сорбирующей способности нативного ЖСТ

3.1.1. Фракционный состав нативного ЖСТ

3.1.2. Определение влажности ЖСТ

3.1.3. Определение нефтеемкости ЖСТ

3.1.4. Определение плавучести и влагоемкости ЖСТ

3.1.5. Определение нефтеемкости на водной поверхности нативного ЖСТ

3.1.6. Обработка реактивами ЖСТ

3.1.7. Оценка нефтеемкости модифицированного материала

3.1.8. Элементный состав ЖСТ

3.2.1. Нефтеемкость модифицированных ЖСТ

3.2.2. Нефтеемкость карбонизированного жома сахарного тростника на водной поверхности

3.2.3. Определение насыпной плотности ЖСТ-3

3.2.4. Электронно-микроскопическое исследование образцов ЖСТ

3.2.5. Исследование степени адсорбции МС

3.2.6. Степень адсорбции азота

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ СМ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ, ХРАНЕНИЮ И УТИЛИЗАЦИИ

4. 1. Рекомендация по технике применения ЖСТ-3

4.1. Условия, способы нанесения и сбора сорбента для водной и твердой поверхности

4.2. Способы извлечения нефтепродуктов из отработанного сорбента

4.3. Сравнение полученного сорбирующего материала с промышленными

образцами

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

114

Обозначения и сокращения

ЖСТ - жом сахарного тростника

СТ - сахарный тростник

СМ - сорбирующий материал

АРН - аварийный разлив нефти

ЛАРН - ликвидация аварийных разливов нефти

НП - нефтепродукт

ПАВ - поверхностно-активные вещества

КЮ - Камыш южный

УВ - углеводород

МС - метиленовый синий

СВЧ - сверхвысокочастотное излучение

БАК - бактериальный активный компонент

СИЗ - средство индивидуальной защиты

ПДК - предельно допустима концентрация

ГН - гигиенический норматив

Введение

Состояние окружающей среды затрагивает экономические и социальные стороны жизни современного общества. Развитие экономики страны во многом должно определяться гармоничным взаимодействием промышленности с окружающей нас природной средой. Сегодня особенно актуальны вопросы охраны окружающей среды для отраслей нефтегазовой промышленности. Предприятия нефтегазового комплекса оказывают серьезное воздействие на окружающую среду. Это происходит практически на всех этапах производственных работ: разведке, добыче, транспортировке, переработке и хранении нефти и газа. Особую опасность, как для человека, так и для окружающей среды представляет попадание нефти и нефтепродуктов в водные и почвенные объекты в результате аварийных разливов. Ежегодно в мире происходят утечки нефти в больших объемах [1]. В этой связи создание методов, технологий и материалов для их сбора и обезвреживания разливов нефти, а также разработка природоохранных технологий на их основе является крайне актуальной задачей.

Оценить полный масштаб загрязнений достаточно трудно, так как информация об аварийных происшествиях и порывах на трубопроводах добывающих компаний практически отсутствуют в публично доступных материалах. Ежегодно в РФ в окружающую среду попадает около 5 000 000 т нефти [2-4].Если сравнивать событие в Мексиканском заливе при аварии на нефтедобывающей платформе Deepwater Horizon в апреле 2010 года, то в акваторию залива попало около 700 тыс. т нефти [5].

Существует множество различных методов и технологий по ЛАРН, но ни один из них не является универсальным. Среди них весьма важную роль играют сорбционные методы.

В качестве нефтяных сорбентов используют различные материалы: природные, синтетические, органические, неорганические, минеральные и др.[6].

Особую актуальность приобретают работы, изучающие способы получения сорбирующих материалов (СМ) на основе дешевых и доступных отходов сельскохозяйственных производств таких как: скорлупа орехов, рисовая шелуха, лузга гречихи, жомы и т.д. при производстве масел и сахаров. Анализ литературных источников показал, что для получения СМ вовлекается все новые и новые объекты исследования. Особенно актуальным представляется использование жома сахарного тростника (ЖСТ) в качестве сырья для получения СМ. Сахарный тростник и продукты его переработки интересно рассматривать в качестве наиболее перспективного сырья для получения углеродных материалов [7]. Подобные материалы обладают пористой структурой и могут использоваться в качестве сорбирующих материалов при ЛАРН [8].

Данная работа была выполнена в рамках договора о содружестве с Вьетнамский университетом нефти и газа, который предоставил отходы сахарной промышленности в виде ЖСТ, который и стал объектом исследования для получения на его основе СМ.

Целью диссертационной работы являлось разработка способа получения СМ на основе растительного сырья и изучение их физико-химических свойств. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

• Разработать способ последовательной карбонизации сырья с целью получения СМ обладающими селективностью к различным классам углеводородов, включающий в себя химическую, термическую и СВЧ обработку.

• Провести исследование физико-химических свойств и определить эффективность полученных материалов.

• Провести сравнительный анализ полученных СМ с промышленными образцами, широко применяемых при ликвидации аварийных разливов нефти (ЛАРН).

• Разработать технологическую схему получения СМ на основе ЖСТ.

Научная новизна работы определяется следующим:

• Разработана технология получения СМ, аналога активированных углей, из отходов сахарной промышленности для очистки поверхности воды и почвы от нефтезагрязнений.

• Экспериментально доказана возможность увеличения основных характеристик полученных образцов сорбентов, таких как: площадь удельной поверхности, пористость, нефтеемкость, за счет последовательной их активации химическим и физическим методами.

• Впервые приведены исследования, показывающие структурные изменения сорбента на каждом этапе модификации с использованием метода сканирующей электронной микроскопии (СЭМ).

• Показано влияние СВЧ излучения при реализации сушки испытуемого модифицированного образца на его основные свойства: площадь удельной поверхности, пористость, нефтеемкость.

Практическая значимость работы

• Эффективность полученных СМ из отходов СТ была испытана и оценена на нефтезагрязненных почвах и водных поверхностях, в условиях жаркого климата Вьетнама в рамках договора о содружестве между РГУ нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина и Вьетнамским университетом нефти и газа.

• Разработанная технологическая схема получения СМ была предложена и принята Вьетнамской стороной для разработки опытно-промышленной установки для производства СМ из ЖСТ.

• Результаты исследований по многостадийной модификации структуры получаемого СМ из ЖСТ и методы анализа с привлечением СЭМ, рекомендованы использовать в программах учебных дисциплин бакалавров, магистров, а также курсов повышении квалификации специалистов нефтегазовой отрасли.

Работа выполнена на кафедре промышленной экологии Российского государственного университета нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина при финансовой поддержке Фонда «Национальный центр экологического

менеджмента и чистого производства для нефтегазовой промышленности» (2014-2017 годы).

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка сорбирующего материала на основе растительного сырья»

Апробация работы.

Основные результаты исследований докладывались на:

• IX Международной научно - практической конференции молодых ученых, посвященной году экологии в России 2017;

• XI Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России» 8-10 февраля 2016 г.;

• 69-ой Международной молодежной конференции «Нефть и Газ-2014»;

• IV Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы химической технологии и защиты окружающей среды», г. Чебоксары 21-22 ноябрь 2014 г.;

• конференции молодых ученых, специалистов и студентов «Молодежь. Наука. Инновации», г. Грозный, ГГНТУ им. академика М.Д. Миллионщикова, 24-26 октября 2014 г.;

• юбилейной десятой Всероссийской конференции молодых ученых, специалистов и студентов «Новые технологии в газовой промышленности», 2013 г;

Результаты исследования были доложены на кафедре теоретической прикладной химии биолого-химическом факультете Московского Государственного Областного Университета.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 9 работ, из них 3 статьи в журналах, рекомендуемых экспертным советом ВАК, и 6 статей в сборниках статей международных и всероссийских конференций.

Личный вклад автора заключался в:

• в анализе и обобщении информационной базы, посвященной основным проблемам ликвидации аварийных разливов нефти, выбору технологий и способов решений данных проблем;

• в проведении лабораторных испытаний при создании нового материала на основе жома сахарного тростника. В изучение полученных новых материалов стандартными методами анализа.

• в подготовке научных докладов и выступлений на научно-практических конференциях, а также публикаций по выполненной диссертационной работе;

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и одного приложения. Диссертация выполнена на 133 страницах и содержит 17 таблиц, 51 рисунков. Библиографический список цитируемой литературы содержит 182 наименования.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1. Основные причины разливов нефти и нефтепродуктов

Число аварийных разливов нефти (АРН) на объектах добычи, транспортировке, хранение и переработке нефти постоянно растет [10]. Негативное воздействие нефтедобычи обусловлено, как непосредственной деградацией почвенного покрова на участках разлива нефти, так и воздействием ее компонентов на сопредельные среды, вследствие чего продукты трансформации нефти обнаруживаются в различных объектах биосферы[11- 12].

Проанализировав работы авторов [13-16] можно выделить основные причины АРН при разведке и добыче нефти:

• самоизливание нефти из-за высокого пластового давления;

• аварии на промысловых и межпромысловых трубопроводах;

• аварийные утечки нефтесодержащей жидкости из нефтешламовых амбаров из-за нарушения обваловки и подтопления;

• фонтанирование скважин при разведочном бурении пластовыми флюидами (нефть, газоконденсат, пластовые воды);

• перетекание нефтесодержащей жидкости через ликвидированные скважины в вышезалегающие пласты и на почвенную поверхность.

Основные причины АРН при транспортировании нефти и нефтепродуктов [17- 21]:

• нарушение норм проектирования, строительства, эксплуатации и ремонта трубопроводов;

• несанкционированное внешнее физическое воздействие на трубопроводы (включая криминальные врезки);

• отказ систем сигнализации и контроля;

• отказ оборудования при внезапном отключении электроэнергии;

• ошибочные действия персонала при проведении оперативных переключений трубопроводов и запорной аппаратуры;

• гидравлические удары, температурные колебания;

• технологические нарушения при изготовлении труб и запорной арматуры (клапаны, фитинги, сальники, фланцы и т.п.);

• аварийные разливы нефти и нефтепродуктов на железнодорожном, речном и автомобильном транспорте.

Основные причины АРН при переработке и хранении нефти и нефтепродуктов [22- 25]:

• протечки и аварии в резервуарных парках с образование подпочвенных линз (в т.ч. почвенная, атмосферная и внутренняя коррозии резервуаров);

• утечки и аварии на сливо-наливных эстакадах;

• негерметичность аппаратуры, трубопроводов, и технологического оборудования;

• утечки из нефтеловушкек, прудов-отстойников, шламонакопителей;

• проливы нефтепродуктов при заправке автомобильных и железнодорожных цистерн.

Основные причины АРН вследствие чрезвычайных ситуаций (ЧС) природного характера [26-30]:

• паводки и половодья в поймах и на низких террасах;

• эрозийные и русловые процессы, повреждающие подводные переходы;

• оползневые и обвальные процессы, угрожающие трубопроводам, резервуарным паркам, другим линейным и площадным объектам;

• термокарстовые процессы, просадки и провалы грунта, угрожающие площадным объектам;

• действие низких температур;

• землетрясения, нарушающие целостность трубопроводов.

1.2. Методы ликвидации аварийных разливов нефти

Известно несколько основных методов ЛАРН: механический, ручной, термический, биологический и физико-химический, сорбционный [31].

Механический метод на сегодняшний день является одним из востребованных методов ЛАРН. В нем преимущественно используется сбор НП скиммерами, нефтесборщиками, шанцевыми инструментами,

экскаваторной техникой. Максимальная эффективность механического метода достигается в первые часы после разлива нефти, пока толщина нефтяного слоя достаточно большая [32].

Остатки загрязнения после удаления основной массы пролитой нефти могут дочищаться вручную. Ручной метод особенно эффективен для удаления небольших количеств вязкой нефти и битумов. Нефтезагрязненный мусор собирается руками, вилами, совками, лопатами. На несвязанных грунтах (песках и супесях) могут эффективно применяться как совковые, так и штыковые лопаты.

Технологии и специальные технические средства, применяемые для локализации и ЛАРН, на воде должны обеспечивать свое оперативное использование, а также надежное удерживание нефтяного пятна в минимально возможных границах [34].

Пролитая в результате аварии нефть быстро растекается по поверхности моря, образуя поля нефтяных пленок:

• на тихой воде, при отсутствии ветра и течения, нефть растекается во все стороны одинаково, образуя круг, радиус которого изменяется во времени;

• при наличии ветра и течения нефтяное пятно приобретает вытянутую форму по направлению суммарного вектора скоростей ветра и течениях [33].

Для сбора нефти на воде механическим способом могут быть запланированы два основных типа нефтесборных работ:

• стационарный сбор нефти, при котором применяют боны и нефтесборное оборудование для локализации и удаления нефтяных пятен, начиная с

источника разлива нефти или на расстоянии от него, будь это в открытом море или вблизи берега.

• передвижной способ сбора нефти, при котором применяются забортные скиммеры, при этом другие скиммеры размещаются в контактной подвеске буксируемого двумя судами бонового заграждения и-, V- или ^конфигурации.

В дополнение к скиммерам и бонам при этих технологиях могут использоваться различные дополнительные средства: емкости для хранения собранных жидкостей или твердых веществ, насосы для перекачки жидкой фазы, устройства для транспортировки и удаления [33].

В работе [35] конструкции бонов подразделяют на 2 основные категории:

Боны-занавесы - имеют неразрывную подводную юбку или гибкий экран, поддерживаемый воздухом или флотационной камерой с пенным наполнителем, обычно круглого поперечного сечения.

Боны-ограждения - обычно плоского поперечного сечения, удерживаемые в толще воды вертикально за счет собственной плавучести или внешних средств обеспечения плавучести, балласта и подкосов.

В работе [36] плавучие боновые заграждения представлены в зависимости от целевого назначения тремя классами:

• 1-й класс - боны для использования на мелководье, в частности на реках. Бон представляет собой полотнище из синтетической ткани, в верхней части которого находятся цилиндрические поплавки из вспененного пенопласта, а в нижней - балластная цепь, воспринимающая нагрузки при натяжении.

• 2-й класс - боны для прибрежной зоны морей и озер, перекрытия входов в гавани, порты, акватории судоремонтных заводов. Это стационарное плавающее ограждение представляет собой полый металлический барьер каплевидного сечения. Барьер имеет внутри горизонтальную продольную перегородку, делящую внутреннюю его полость на две части: верхнюю -непроницаемую, придающую ограждению плавучесть, и нижнюю -проницаемую, которая заполняется водяным балластом и удерживает ограждение в вертикальном положении.

• 3-й класс - боны для использования в открытом море.

Термический метод ЛАРН подразумевает сжигания нефти на месте ее разлива. Данный метод также называется контролируемым сжиганием и не является новым способом ЛАРН; его исследование и применение для ЛАРН в том или ином виде идет с конца 1960-х гг. Для сжигания на месте в открытой воде необходимы два технологических компонента: огнеупорные боны и воспламенители. В течение последних 30 лет оба компонента являлись объектами обширных исследований, разработок и испытаний. Метод наиболее полезен, если разлив нефти произошел в среде с присутствием льда; большинство ранних научно-исследовательских работ по применению метода проводилось для разливов на поверхности сплошного морского льда и под ним. В самых последних исследованиях изучалось сжигание разливов нефти в паковых льдах различной сплоченности.

Способ в целом доказал свою высокую эффективность при ликвидации нефтяных разливов во льдах высокой сплоченности; метод успешно применялся для удаления нефти, пролитой из трубопроводов, резервуаров хранения, а также при авариях судов в ледовитых водах Аляски, Канады и Скандинавии[37]. Термический метод достаточно удобен в применение при отсутствии оборудования или в невозможности его использования при ликвидации разлива. Минусами данного метода является контроль продуктов сгорания в реальном времени, необходимость проводить мониторинг дымового шлейфа, его траектории и если возможно, то контроль влияния на людей и чувствительные зоны береговой линии. Также необходим контроль частиц размером 2,5 мкм с подветренной стороны от пламени на высоте рецептора 1,5 м и частности на расстоянии 1 -3 км по ветру от пламени на высоте рецепторов и во всех возможных местах нахождения человека [38].

В последнее время уделяется большое внимание физико-химическим методам ЛРН. В этом методе предпочтения отдается использованию различных химических веществ таких как диспергенты и ПАВ. Диспергенты представляют собой смесь поверхностно-активных веществ (ПАВ) в

растворителе, который несет 2 функции: он действует как разбавитель, а также способствует проникновению ПАВ в нефтяное пятно [39]. Диспергенты предназначены для того, чтобы способствовать естественной дисперсии путем ослабления поверхностной связи сцепления нефти и воды, что облегчает образование большого количества мелких капелек нефти под действием волнового движения.

Биологический метод ЛРН может быть использован при доочистки акватории от тонкой радужной пленки или же при доочистке нефтезагрязненной почвы. Сравнительный список российских бактериальных препаратов указанный в работе [40] показал, что только 6 биопрепаратов находят применения в практике нефтеочистных работ, остальные марки препаратов эффективными не являются.

Использование только выше указанных методов не решает полностью задачи ЛАРН. Эффективность очистки нефтезагрязненной водной поверхности и земель повышалась с применением сорбционного метода [41,42].

Основными критериями выбора, предъявляемыми к нефтяным сорбентам, позволяющим при минимальных затратах максимально эффективно ликвидировать последствия разливов нефти и избежать экологической катастрофы, являются [47,55]:

• гидрофобность;

• высокая нефтеёмкость;

• плавучесть (способность удерживаться на поверхности воды);

• отсутствуют признаки обратной десорбции нефти;

• простота утилизации или биоразлагаемость;

• устойчивость к разрушению;

• возможность многократной регенерации;

• простота эксплуатации;

• эффективность работы в широком диапазоне температур;

• нетоксичность;

• целесообразная (оптимальная) стоимость.

1.3. Сорбционные методы ликвидации разливов нефти

Сорбционные материалы можно классифицировать, как: природные, органические, неорганические, синтетические, минеральные. Каждый из этих типов сорбентов обладает своими преимуществами и недостатками.

Проанализировав работы [43-46], можно сказать, что природными сорбентами могут быть практически любое сырье растительного характера, такие как: торф, хлопок, гречневая лузга, рисовая шелуха, сахарный тростник, скорлупа грецкого ореха, опилки и т.д. Природные сорбенты просты в изготовлении, но обладают низкими показателями по сорбционной емкости, иной раз не превышающие 1 г нефти на 1 г сорбента. Сразу стоит отметить, что к «био-сорбентам» природные материалы не относятся, к ним могут относиться лишь те, которые являются переносчиками ассоциаций микроорганизмов или же, стимулирующие аборигенную микрофлору к биодеградации нефти. Те же сорбенты, которые не являются деструкторами, а лишь содержат компоненты природного происхождения, которые называются «био - сорбентами» только с целью повышения рекламной привлекательности, в том числе и для того, чтобы реализовать дешевую продукцию по более высокой цене [47].

В качестве примера неорганических материалов можно выделить: вермикулит, пемзу, кремний - углеродный материал, термически активированный графит, угли.

Сорбенты на основе вермекулита, например марки «Версойл» имеют нефтеемкость от 6-12 г/г. Версойл - вермикулитовый сорбент нефти -производится на основе вермикулита - природного минерала, образующегося в результате выветривания магнезиально-железистых слюд. Данный материал обладает высокой насыпной плотностью, неудобен в нанесении на нефтяные пятна и плохо регенерируется после использования. Автор работы [47] утверждает, что на данную марку сорбента удалось поместить штаммы

микроорганизмов, которые способствуют биодеградации адсорбированных углеводородов.

В качестве синтетических сорбентов часто выступают различные полимерные материалы. В качестве полимерной основы используется вторичные полимерные материалы, представляющие собой технологические отходы переработки. Также могут использоваться различные карбамидно-формальдегидные смолы, полмеры в структуре, которых находится кремнезем[54].

Пенополимерные сорбенты получали экструзионным методом путем смешения полиолефина с порофором - азодикарбонамидом, сшивающим агентом - пероксидом дикумила, нефтяным битумом. Битум вводился в состав полимерной композиции для улучшения гидрофобности сорбентов[53].

Кремний - углеродные материалы широко применяются в качестве нефтяных сорбентов. Данные материалы получают путем карбонизации растительного сырья, например рисовой шелухи. Авторами работ [48-50] рассматриваются возможности карбонизации рисовой шелухи разными температурными режимами и различными обработками химических реагентов.

Рисовая шелуха по своей природе состоит из ряда органических соединений, основными из которых являются целлюлоза и лигнин, и минеральной части, которую представляет кремнезем. В ней содержится более 35 % мас. углерода и около 20 % мас. диоксида кремния [48]. Исходя из состава рисовой шелухи, она может быть дешевым возобновляемым сырьем для получения аморфного диоксида кремния, карбида кремния, а также углеродсодержащих сорбентов [51,52].

Рисовая лузга характеризуется повышенным содержанием диоксида кремния SiO2. Из тонны необрушенного риса выходит 200 кг лузги, содержащей до 40 кг золы. Зола, производимая при низкой температуре сжигания, содержит кремнезем в ячеистой некристаллической форме с высокой

Л

площадью поверхности (50—60 м /г) и является ценным продуктом [56].

В работах [59,60] рассматривалась возможность получения сорбирующего материала методом карбонизации. Полученный материал использовался в качестве наполнителя для фильтра при очистке сточных вод от нефтепродуктов.

1.4. Биомасса и продукты на ее основе

Биомасса - это материалы растительного происхождения, которые в основном содержат углерод и водород, а также кислород, азот и серу [61]. Она может относиться к любым органическим материалам, которые получены из растений или животных [62]. В отличие от невозобновляемых полезных ископаемых, образование биомассы не требует тысячи лет на развитие, так как не включает в себя органические материалы, которые в течение многих миллионов лет трансформировались за счет геологических процессов, как уголь или нефть. Поэтому биомассу можно считать возобновляемым ресурсом. В XXI веке, продукты полученные на основе биомассы, смогут заменить такие виды топлива, как бензин и дизель. На основе сахарного тростника, картофельных очисток, початков кукурузы, возможно получать этанол, который в свою очередь мог бы использоваться в бензиновых двигателях, а на основе рапсового масла возможно получать так называемый биодизель.

Потенциал использования биомассы огромен. На ее основе возможно получать три типа топлива:

• Жидкое (этанол, метанол, биодизель, растительное масло);

• Газообразное (биогаз, метан, водород);

• Твердое ( древесный уголь, пеллеты).

Таким образом, продукты на основе биомассы могут использоваться в энергетической промышленности для выработки тепла и электроэнергии, также может быть получено биотопливо для автомобилей. Исследования в этой области мотивированы такими факторами, как: возобновляемость и экологичность.

Правильное понимание физических и химических свойств биомассы имеет важное значение для надежного проектирования технологического оборудования ее переработки, а также влияет на конечное качество получаемой продукции. Согласно рамочной конвенции организации объединенных наций об изменении климата, в качестве биомассы могут выступать продукты, побочные продукты, отходы сельского хозяйства, лестного хозяйства, смешенных отраслей, биодеградируемые промышленные и бытовые материалы [63]. Поэтому можно выделить основные источники поступления биомассы в окружающую среду:

• Сельское хозяйство (шелуха, скорлупа, семечки, стебли, солома, опилки, навоз крупного рогатого скота);

• Лес (опилки, щепа, кора, сухостой, деревья, порубочные остатки);

• Городские (пищевые отходы, осадок сточных вод, макулатура).

Растительная биомасса по большой части состоит из лигноцеллюлозы,

которая в свою очередь представляет собой волокнистую часть растительного материала. Волокнистая часть растения плохо усваивается организмом человека, поэтому в природе данный материал считается отходом и участвует в пищеварительном рационе человека, что нельзя сказать о крахмале и углеводах. В то время как тело растения или дерева (ствол, ветви, листья и т. Д.) является лигноцеллюлозным, фрукты (зерновые, овощи) являются источником углеводов, крахмала и сахара.

В работе в качестве объекта исследования использовался отход сельского хозяйства - ЖСТ. Объект исследования представляет собой вторичную биомассу, поскольку он получен из сахарного тростника, являющийся первичной биомассой, в которой присутствует целлюлоза (35-50 % мас.%), гемицеллюлоза (20-30 мас. %) и лигнин (20-27 % мас.%) [64,76].

Основными компонентами биомассы растений являются: волокна, клеточные стенки, экстракты. В качестве экстрактов можно выделить вещества присутствующие в растительной или животной ткани, которые могут быть разделены последовательной обработкой растворителями и извлечены путем

выпаривания раствора. Они включают белок, масло, крахмал, сахар и т. д. Клеточная стенка: обеспечивает конструкционную прочность ствола растения, позволяя ей стоять над землей без поддержки. Типичная клеточная стенка состоит из углеводов и лигнина. Некоторые растения, такие как кукуруза, соя и картофель, также хранят крахмал (другой углеводный полимер) и жиры как источники энергии, главным образом в семенах и корнях. Дерево и его остатки являются доминирующей формой ресурсной базы биомассы.

Целлюлоза (Рисунок 1) является основным компонентом клеточных стенок в биомассе и представляет собой длинноцепочечный полимер с высокой степенью полимеризации и большой молекулярной массой. Целлюлоза имеет высокую прочность и в основном состоит из многих молекул ё-глюкозы, нерастворима, [65].

сн,он сн,он сн,он

он с-с о с-с о с-с он

н он н он н он

Рисунок 1. Структура молекулы целлюлозы.

Гемицеллюлоза (Рисунок 2) также является составляющей клеточных стенок растений. Большинство гемицеллюлоз, содержат простые остатки сахаров, такие как ё-ксилоза, ё-глюкоза, ё-галактоза, 1-абабиноза, ё-глюкуровая кислота и ё-манноза. Растворима в слабых щелочных растворах и легко гидролизуется разбавленной кислотой или основанием [66]. Особое различие между целлюлозой и гемицеллюлозой состоит в том, что целлюлоза состоит из остатков молекул глюкоза, а гемицеллюлоза состоит из различных остатков гексоз и пентоз [67].

Рисунок 2. Структурная формула гемицеллюлозы.

Лигнин (Рисунок 3) является третьей неотъемлемой составляющей древесной и растительной биомассы и представляет собой сложный высокоразветвленный полимер. Лигнины представляют собой сильно разветвленные, замещенные моноядерные ароматические полимеры в клеточных стенках определенной биомассы, особенно древесных пород. Лигнин представляет собой аморфную сшитую смолу без определенной структуры, которая связывает волокнистые целлюлозные частицы. Предполагается, что строительные блоки лигнина представляют собой трехуглеродную цепь, присоединенную к кольцам из шести атомов углерода, называемых фенил-пропанами [67,68].

Рисунок 3. Структурная формула лигнина.

Таким образом, приведенные выше природные структуры могут быть использованы для производства сорбирующих материалов. При обработке их различными методами, включающими химическую, термическую, СВЧ активацию.

1.5. Производство сахара

Индустрия сахарного тростника развивается во многих странах мира, в экваториальных зонах. Одним из ведущих в мире, является Южноафриканская индустрия сахарного тростника. В настоящее время в секторе южноафриканских производителей тростника зарегистрировано около 38 200 производителей тростника [69]. Из этих производителей тростника 96% -мелкие производители, которые производят 9% от общего урожая. В среднем 22 миллиона тонн тростника измельчаются ежегодно. Из каждой тонны сахарного тростника производится около 100 кг сахара, 35 кг мелассы и 270 кг мокрого мусора [70]. Отжатый тростник обычно содержит приблизительно 50 вес. % влаги. В настоящее время этот побочный продукт сахарной индустрии используется в качестве топливного ресурса для промышленности [71]. А если не используется, то служит в качестве сырья для отопления местными жителями, складируется на полях, где при длительном хранении жом сгнивает [72]. ЖСТ в основном используется для сжигания на месте [73]. Остальная часть обычно используется для получения кормовых добавок [74].

Как правило, тростниковосахарные заводы выпускают сахар-сырец. Практически во всех случаях технологическая схема переработки тростника до получения продукта одинакова и сильно не отличается по аппаратному оформлению. Сахарный тростник поступает на завод без листьев и метелок, то есть в виде так называемых технических стеблей. Переработка сахарного тростника на сахар-сырец состоит в добывании сока, очистке его, выпаривании сока до концентрации сиропа, переработке сиропа путем варки, кристаллизации и пробелки в сахар-сырец и меласса. Общий вид технологической схемы переработке сахарного тростника и сахарной свеклы представлен на Рисунке 4.

Сок из сахарного тростника добывается путем отжима стеблей на вальцевом прессе. Благодаря применению систематической обработки стеблей водой, на пресах удается извлечь 90-93% всего содержащегося в стеблях сахара при малом разжижении сока. Таким образом, после прессования стеблей сахарного тростника остается продукт его переработки, а именно жом. Также жом оставленный после обработки, известен как «багасса» и используется в качестве топлива для процесса производства сахара.

Рисунок 4. Общий вид технологической схемы переработки сахарного

тростника и свеклы [75].

В работе исследована возможность карбонизации растительного жома сахарного тростника и получение на его основе сорбента для сбора углеводородов.

1.6. Способы получения углеродных материалов

В последние годы значительно увеличилось использование сельскохозяйственных отходов в качестве сырья для получения сорбентов.

Можно сделать вывод, что многие ученые пытались получить недорогие и эффективные углеродные материалы на основе таких сельскохозяйственных

ИЗМСГКОЙО

обжигательная

отходов, как: скорлупы кокосовых орехов [77], древесины [78,79], хлопка [80], миндалевой скорлупы [81], рисовой шелухи [82], фисташковой скорлупы [83], абрикосовых косточек [84], сахарного тростника [85,86], початков кукурузы [87] и т. д. Несмотря на то, что уже были изучены различные сырьевые материалы, ученые всего мира еще пытаются исследовать новые объекты в зависимости от их доступности и пригодности для производства новых углеродных материалов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Еремин Иван Сергеевич, 2018 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Anderson Ch., LaBelle R. Update of Comparative Occurrence Rates for Offshore Oil Spills// Spill Science & Technology Bulletin, Vol. 6, No. 5/6, pp. 303321, 2000

2. И.П.Блоков, Гринпис Росси Краткий обзор о порывах нефтепроводов и объемах разливов нефти в России, с.12. Режим доступа -http://www.greenpeace.org/russia/Global/russia/report/Arctic-oil/Oil spills.pdf дата обращения [10.02.2017].

3. Углеводородные проекты на российском Арктическом шельфе: инвестиционные риски. Режим доступа - URL: http://www. greenpeace. org/russia/Global/russia/report/Arctic-

oil/ArcticSave Russian 26 apr.pdf. Дата обращения [10.02.2017].

4. Разливы нефти. Проблемы связанные с ликвидацией последствий разливов нефти в арктических морях. http://new.wwf.ru/upload/iblock/011 /arctic oil.pdf Дата обращения [10.02.2017].

5. Roger Revelle. Troubled waters of the Gulf of Mexico // Oceanography. 2011. - V. 24(2). - P. 200-211

6. Е.Е. Сироткина Материалы для адсорбционной очистки воды от нефти и нефтепродуктов// Л.Ю. Новоселова Химия в интересах устойчивого развития 13-(2005) 359-377, с. 359.

7. Патин С.А. Нефтяные разливы и их воздействия на морскую среду и биоресурсы. - М.: Изд-во ВНИРО, 2008. - 508 с

8. Чеснокова, Н.В Получение углеродных сорбентов химической модификацией ископаемых углей и растительной биомассы // Н.М. Микова , И.П. Иванов , Б.Н. Кузнецова Journal of Siberian Federal University. Chemistry 1 (2014 7) 42-53

9. Осокин, В.М. Исследования по получению новых сорбентов из растительного сырья для очистки воды// В.А.Сомин Ползуновский вестник, №1, 2013. С. 280-282.

10. Мерициди, И.А. Техника и технологии локализации и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов. // Справочник Авторы: Под редакцией Год издания: 2008 Объем: 820 с.

11. Торговое представительство Российской Федерации в Республике Куба Годовой обзор состояния экономики и основных направлений внешнеэкономической деятельности Республики Куба в 2015 году (г. Гавана 2016 г.). http://91.206.121.217/TpApi/Upload/4c5ffebc-5774-45fd-9f7f-3d51bd7a3b30/Economics Cuba 2015.pdf Дата обращения [10.02.2017].

12. Мертин, Э.В. Получение и свойства технической целлюлозы при переработке отходов сахарного тростника //А.В. Вураско, Б.Н. Дрикер, А.Р. Минакова УГЛТУ, Екатеринбург. УДК 676.1.022.1:668.743.54

13. Российское энергетическое агентство. Биоэнергетика России в XXI ВЕКЕ, стр. 35. http://www.infobio.ru/sites/default/files/bioenergy.pdf Дата обращения [10.02.2017].

14. . Крамарев, С. М. Кремний и защита растений от стресса: теория, практика, перспективы [Текст] / С. М. Кра- марев, С. П. Полянчиков, А. И. Ковбель // Quantum. - Ре- жим доступа: http://quantum.ua/ru/articles/art 06.pdf

15. Становой В.В. и др. Система моделирования разливов нефти в ледовитых морях. // Проблемы Арктики и Антарктики, № 77, 2007.

16. Смоленцев, Д.С. Технология ликвидации аварийных проливов нефти// Кайзер Ю.Ф. Сибирский федеральный университет. УДК 665.6

17. Шамраев, А.В. Влияние нефти и нефтепродуктов на различные компоненты окружающей среды Шорина Т.С. Вестник ОГУ №6(100)/июнь 2009 УДК 504.5:628.4.047, с.642

18. Осложнения и аварии при строительстве нефтяных и газовых скважин [Текст] : учеб. пособие / С. В. Каменских [и др.]. - Ухта : УГТУ, 2014. - 231 с.: ил.

19. О. А. Щепетов, Системная классификация аварий в бурении, Вестн. Астрахан. гос. техн. ун-та. Сер. управление, вычисл. техн. информ., 2009, номер 2, 36-42

20. М.Н. Мансуров, Планирование операций по рпедупреждению и ликвидации разливов нефти для Приразломного нефтяного месторождения// Маричев, И.М, Ефремкин, Арктика: экология и экономика № 2, 2011. с. 36.

21. Управление по надзору за общепромышленными опасными объектами, отдел по надзор за объектами нефтегазодобычи и магистрального трубопровода транспорта, Аварийность в нефтяной и газовой промышленности// Госгортехнадзор России №5(20) 2005// https://ib.safety.ru/assets/pdf/Bull 20/Ви!! 20 2-16.pdf Дата обращения [10.02.2017].

22. Шамраев, А.В Влияние нефти и нефтепродуктов на различные компоненты окружающей среды// Вестник Оренбургского Государственного университета, №6, 2009, стр. 642-645.

23. Яцуков, Г.В. обеспечение экологической безопасности при организации работ по ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов// Стрельников В.В., Зайцев С.В., Матюшин ДА.. Наука.Техника.Технологии(Политехнический вестник), №4, 2014, стр.133-144.

24. Колчина. А.М., Особенности локализации нефтяных загрязнений на реках, связанные с последствиями аварий на подводных нефтепроводах// Сафаров А.А., Сафарова В.И., Кудашева Ф.Х.Нефтегазовое дело, 2005

25. Чухарева. Н.В. Анализ причин Аварийных ситуаций при эксплуатации магистральных трубопроводов в условиях крайнего севера .,// Тихонова Т.В. Национальный исследовательский Томский политехнический университет , Институт природных ресурсов .Нефтегазовое дело. № 3/2012, стр. 99-107.

26. Макарова. Е.И. Экозащитная технология ликвидации разливов нефтепродуктов МАКАРОВА, «ТРАНСПОРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ» № 1 (32) 2011, стр. 64-66.

27. Швырков С.А. Обеспечение пожарной безопасности нефтебаз ограничением разлива нефтепродуктов при разрушениях вертикальных стальных резервуаров: дис. ... канд. техн. наук. М., 2001. 180 с.

28. Журавель, В.И. Анализ технических требований к судовым системам ликвидации разливов нефти в условиях замерзающих морей// Мансуров М.Н., Маричев А.В., Нефтегазовое дело, № 1/2007.

29. Журавель В.И. Риск возникновения и организация ликвидации разливов нефти при танкерных перевозках в Баренцевом море / В.И. Журавель, М.Н. Мансуров, А.В. Маричев // Труды 7й международной конференции по освоению ресурсов нефти и газа российской Арктики и континентального шельфа СНГ. - СПб.:, 2005. - С. 449-454.

30. Журавель В.И. Средства морского и берегового обеспечения предупреждения и ликвидации аварийных разливов углеводородов в условиях замерзающих морей / В.И. Журавель, М.Н. Мансуров, А.В. Маричев // Труды конференции «Управление рисками и устойчивое развитие единой системы газоснабжения России. - М., 2006.

31. Швырков.,С.А. Концепция оценки пожарного риска при разрушении нефтяных резервуаров//Технология техносферной безопасности. №6(46) 2012 г. стр.21

32. Сычев Ю.Н. БЖД: учебно-практическое пособие / Московский государственный уни- верситет экономики, статистики и информатики. — М., 2005. — 226 с.

33. Ефремов, С. В. Безопасность в чрезвычайных ситуациях: учеб.пособие / С. В. Ефре-мов, В. В. Цаплин; СПбГАСУ. - СПб., 2011. - 296 с

34. Баринов А. В., Седнев В. А., Шевчук А. Б., Неровных А.Н. Ч 68 Чрезвычайные ситуации природного характера. Ч. 1. Чрезвычайные ситуации в литосфере: Учеб.пособие. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2010. - 180 с. ISBN 5-89-552-18-5

35. Рогова К. А. Методы ликвидации аварийного разлива нефти и нефтепродуктов / К. А. Рогова ; науч. рук. Ю. А. Максимова // Творчество юных - шаг в успешное будущее : материалы VIII Всероссийской студенческой научной студенческой конференции с элементами научной школы имени

117

профессора М.К. Коровина, г. Томск, 23-27 ноября 2015 г. — Томск : Изд-во ТПУ, 2015. — [С. 476-478].

36. Рамазанов Д. С. Оценка эффективности боновых заграждений для ликвидации аварийных разливов нефти при пересечении магистральным трубопроводом водных преград / Д. С. Рамазанов ; науч. рук. М. Р. Цибульникова // Проблемы геологии и освоения недр : труды XIX Международного симпозиума имени академика М. А. Усова студентов и молодых ученых, посвященного 70-летнему юбилею Победы советского народа над фашистской Германией, Томск, 6-10 апреля 2015 г. : в 2 т. — Томск : Изд-во ТПУ, 2015. — Т. 2. — [С. 725-728].

37. Стивен Поттер, Дэвид Дикинс, Эд Оуэнс и др. Ликвидация разливов нефти на арктическом шельфе. - М., 2013. - 140 с

38. Воробьев Ю.Л., Акимов В.А., Соколов Ю.И. Предупреждение и ликвидация аварийных разливов нефти и нефтепродуктов. - М.: Ин-октаво, 2005. - 368 с.

39. ITOPF, Применение диспергентов для обработки нефтяных разливов. Технический информационный документ №4. http://www.itopf.com/uploads/translated/TIP 4 2011 RU Use of dispersants to tr eat oil spills.pdf Дата обращения [10.02.2017].

40. Рогозина, Е.А. Сравнительная характеристика отечественных биопрепаратов, предлагаемых для очистки почв и грунтов от загрязнения нефтью и нефтепродуктами// Андреева О.А. , Жаркова С.И., Мартынова Д.А. , ISSN 2070-5379 Нефтегаз геологи. Теория и практика.

41. Мелкозеров. В.М. , Технология локализации и сбора аварийных разливов нефтепродуктов на водных акваториях и береговых территориях с применением сорбентов.// С.И. Васильев, А.Я. Вельп. Системы. Методы. Технологии. №9, 2011, стр.122-132.

42. Сироткина. Е.Е. Материалы для адсорбционной очистки воды от нефти и нефтепродуктов.,// Л.Ю. Новоселова, Химия в интересах устойчивого развития №3 (2005) стр. 359-377

43. Темирханов. Б.А. Синтез высокоэффективных сорбентов из скорлупы грецкого ореха,// Султыгова З.Х., Арчакова Р.Д., Медова З.С-А. /Сорбционные и хроматографические процессы, том 12, №6, 2012, стр. 1025-1032.

44. Осокин., В. М. Исследования по получению новых сорбентов из растительного сырья для очистки воды// Сомин В.А., Ползуновский вестник// № 1 , 2013 г. стр. 280-282.

45. Абдибаттаева М.М., Оценка эффективности использования рисовой шелухи в качестве нефтесорбента//.Д. Нурымова , Л.Б. Жиенбаева, А.К. Бекетова А.К., 2014, стр.112-117 «1здешстер, нэтижелер. Исследования, результаты».

46. Руководство по ликвидации разливов нефти на морях, рекх и озерах, изд. ЗАО «ЦНИИМФ», С-Петербург, 2002, 344с.

47. Рынок сорбентов и фильтров в России. Анализ цен и характеристик по состоянию на 2010 год. HCMGIEW&EPAINC. USANewYork 2010. http: //www. nanonewsnet. ru/files/info .pdf Дата обращения [10.02.2017]

48. Тертышный, О. А. Получение сорбентов карбонизацией рисовой шелухи для очистки воды от нефтепродуктов //, Е. В. Тертышная, Д. В. Гура // Пращ Одеського полггехшчного ушверситету. - 2013. - Вип. 3. - С. 306-309.

49. Кораблев, С. Ф., Физико-химические особенности синтеза наноструктурированного SiC в условиях неизотермического нагрева с использованием предварительной гидротермальной обработки рисовой шелухи / авт. Д. С. Кораблев. II. Получение SiC без примеси углерода // Порошковая металлургия. - 2015. - № 3/4. - С. 111-116. - Библиогр.: с. 116 (13 назв.)

50. Вураско A.B., Дрикер Б.Н., Мозырева Е.А., Земнухова Л.А., Галимова А.Р., Гулемина H.H. Ресурсосберегающая технология получения целлюлозных материалов при переработке отходов сельскохозяйственных культур II Химия растительного сырья. 2006. N4.-Q 5-10

51. Белая А. А.// Физико-химические основы процесса получения карбида кремния из рисовой шелухи / П. И. Сорока, О. А. Тертышный // Вестник Нац. техн. ун-та "ХПИ" : Химия, химическая технология и экология. - Харьков : НТУ "ХПИ". - 2010. - № 10. - С. 78-85.

52. Гура., Д.В. Определение технологических параметров процесса получения кремний-углеродных композиций из отходов рисового производства методами термодинамических и кинетических исследований.// Сорока П.И. , Труды одесского политехнического университета, №3(42), 2013, стр. 310-314.

53. Кахраманлы Ю.Н. Пенополимерные нефтяные сорбенты. Экологические проблемы и их решения. Баку: «Элм», 2012. 305с.

54. Герасимова Л.Г.,. Минеральные и синтетические сорбенты в технологии очистки водных стоков // Маслова М.В., Николаев А.И, Технологическая минералогия, методы переработки минерального сырья и новые материалы. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2010. C. 127131

55. Мерициди, И.А. Критерии выбора нефтяного сорбента для локализации аварийных разливов нефти на поверхности водоемов // ., Шлапаков А.В Производственная безопасность : сб. науч. тр. / УКАНГ. 2007. Вып. 4. С. 52—57.

56. Голубев, В.А. Разработка технологии производства Аморфного диоксида кремния из рисовой лузги// Пузырёв Е.М., Мухоедов И. ООО «ПроЭнергоМаш-Проект», г.Барнаул, Россия. УДК 621.1. http://www.itp.nsc.ru/conferences/gt-2015/Files/D2 S2-9.pdf Дата обращения [10.02.2017]

57. Nawwar Ayuni, Razali (2012) Synthesis of amorphous silica from sugar cane leaf by chemical extraction method. Faculty of Chemical and Natural Resource Engeneerin.2012, р-р. 64

58. Rahimah Embong, Silica extraction and incineration process of sugarcane bagasse ash (scba) as pozzolanic materials: а review. Nasir Shafiq, Andri

Kusbiantoro Proceedings of Engineering Technology International Conference (ETIC 2015) 10-11 August 2015, Bali, Indonesi

59. Leiva-Mas, Jorge; Martínez-Nodal, Pastora de la C.; Esperanza-Pérez, Guillermo; Rodríguez-Rico, Iván L.; Gordiz-García, Carlos E. Absorción de hidrocarburos en columnasrellenas con bagazo: unasoluciónsostenible ICIDCA. Sobre los Derivados de la Caña de Azúcar, vol. 46, núm. 3, septiembre-diciembre, 2012, pp. 36-44

60. Sabrina Acevedo, Chemical activation of sugar cane bagasse (Saccharumofficinarum) on nickel (II) adsorption in industrial effluents, MarinelaColina, Altamira Díaz, Nola Fernández,ElisabethBehling, Julio Marín y Gilberto Colina* Rev. Téc. Ing.Univ. Zulia. Vol. 30, N° 3, 244 - 252, 2007

61. Тихонов А.В., Пиролиз как современный метод получения альтернативных источников энергии // М.Г. Сульман, Ю.Ю. Косивцов, ,Ю.В. Луговой, Вестник ТвГУ. Серия «Химия». 2015. №2. С.45 - 51.

62. Loppinet-Serani, A., Aymonier, C., Cansell, F., 2008. Current and foreseeable applications of supercritical water for energy and the environment. ChemSusChem 1, 486-503.

63. UNFCCC, 2005. Clarifications of definition of biomass and consideration of changes in carbon pools due to a CDM project activity, EB-20, Appendix 8, July

64. Bergman, P.C.A., Torrefaction for entrained-flow gasification of biomass. Boersma, A.R., Kiel, J.H.A., Prins, M.J., Ptasinski, K.J., Janssen, F.J.J.G., 2005a. р-р 2-50.

65. Klass, D.L., 1998. Biomass for Renewable Energy, Fuels, and Chemicals. Academic Press, pp. 30, 276-277, 233, 239.

66. Milne, T., Pyrolysis: the thermal behaviour of biomass below 600 °C (Chapter 5). Encyclopedia of Biomass Thermal Conversion, 3rd ed. Biomass Energy Foundation Press, 2002. pp. II-96-131.

67. Mohan, D.; "Pyrolysis of Wood/Biomass for Bio-oil: A Critical review". Pittman, C.U.; Steele, P.H. (2006)

68. Diebold, J.P.,. Overview of fast pyrolysis of biomass for the production of liquid fuels.. Blackie Academic & Professional, Bridgwater, A.V., 1997 pp. 5-27.

69. South African Sugar Industry Directory, 2007-2008. www.sasa.org.za , (November 2009), Дата обращения [10.02.2017]

70. M. Garcia-Perez M., A. Chaala, C. Roy, Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 65 (2002) 111.

71. Norris, G. (2007) "Biomass waste to electricity: KwaZulu-Natal". USB Leaders' lab, 8 -11

72. Pippo, A. W.; Garzone P.; Conrnacchia G. (2007) "Agro-industry sugarcane residues disposal: The trends of their conversion into energy carriers in Cuba" Waste Management 27: 869-885

73. Asadullah, M.; Rahman, M. A.; Ali, M.; Rahman, M.S,;Motin, M.A.; and Sultan, M. (2007) "Production of bio-oil from fixed bed pyrolysis of bagasse". Fuel 86: 5214 -2520

74. Devnarain, P.; Arnold, D.; Davis, S. (2002) "Production of activated carbon from South African sugarcanebagasse". Proc S Afr. Sug. Technol. Ass. 76: 477 - 489

75. Сапронов, А.Р. Технология сахарного производства/ А.Р. Сапронов. -М.: Колос, 1999.-494 с.

76. M. Garcia-Perez, A. Chaala, J. Yang, C. Roy, Co-pyrolysis of sugarcane bagasse with petroleum residue. PartI: thermogravimetric analysis, Fuel. 80 (2001) 1245-1258

77. 78. Azevedo.., D.C.S., Araujo, J.C.S., Bastos-Neto, M., Torres, A.E.B., Jaguaribe, E.F., Cavalcante,C.L. Microporous activated carbon prepared from coconut shells using chemical activationwith zinc chloride. Microporous and Mesoporous Materials, 100, 2007, 361-364.

78. 79. Gomez-Sarrano, V., Cuerda-Correa, E.M., Fernandez-Gonzalez, M.C., Alexandre-Franco, M.F.,Macias-Garcia, A. Preparation of activated carbons from chestnut wood by phosphoric acidchemicalactivation. Study of microporosity and fractal dimension. Materials Letters, 59,2005, 846-853

79. Zuo, S., Significance of the carbonization of volatile pyrolytic productson the properties of activated carbons from phosphoric acid activation of lignocellulosic material. Yang, J., Liu, J., Cai, X. Fuel Processing Technology, 90, 2009, 994-1001.

80. Deng, H., Preparation of activated carbons from cotton stalkby microwave assisted KOH and K2CO3 activation. Li, G., Yang, H., Tang, J., Tang, J. Chemical Engineering Journal, 163,2010, 373-381.

81. Bansode, R.R., Adsorption of volatileorganic compounds by pecan shell and almond shell based granular activated carbons. Losso, J.N., Marshall, W.E., Rao, R.M., Portier, R.J. Bioresource Technology, 90, 2003, 175-184.

82. Fierro, V., Rice straw as precursor of activatedcarbons: Activation with ortho-phosphoric acid. Muniz, G., Basta, A.H., El-Saied, H., Celzard, A. Journal of Hazardous Materials, 181, 2010,27-34.

83. Lua, A.C., Characteristics of activated carbon prepared from pistachio-nut shell by zincchloride activation under nitrogen and vacuum conditions. Yang, T. Journal of Colloid and InterfaceScience, 290, 2005, 505-513.

84. Youssef, A., Textural properties of activated carbonsfrom apricot stones. Radwan, N., Abdel-Gawad, I., Singer, G. Colloids and Surfaces A,252,2005, 143-51.

85. Еремин И.С. Разработка сорбирующего материала на основе сахарного тростника// Экология и промышленность России. 2017. № 10. С. 14-17.

86. Cronje, K.J., Chetty, K., Carsky, M., Sahu, J.N., Meikap, B.C. Optimization of chromium(VI)sorption potential using developed activated carbon from sugarcane bagasse with chemicalactivation by zinc chloride. Desalination, 275, 2011, 276-284.

87. Mullen, C.A.; Boateng, A.A.; Goldberg, N.M.; Lima, I.M.; Laird, D.A.; Hicks, K.B. (2010) "Bio-oil and biocharproduction from corn cobs and stover by fast pyrolysis" Biomass and Bio-energy 34: 67-74

88. Smith K. M., Fowler G. D., Pullket S. and Graham N. J. D. (2009). Sewage sludge-based adsorbents: A review of their production, properties and use in water treatment applications. Water Res. 43(10), 2569-2594.

89. Srinivasakannan C. Production of activated carbon from rubber wood sawdust. Biomass and Bioenergy, 27: 89-96, 2004.

90. Haimour N.M. and Emeish S. Utilization of date stones for production of activated carbon using phosphoric acid. Waste management (New York, N.Y.), 26: 651-660, 2006.

91. Камбарова, Г.Б. Получение активированного угля из скорлупы грецкого ореха, Ш. Сарымсаков, Химия твердого топлива, 2008, №3, с. 42-46.

92. Haimour N.M. and Emeish S. Utilization of date stones for production of activated carbon using phosphoric acid. Waste management (New York, N.Y.), 26: 651-660, 2006.

93. Камбарова, Г.Б. Получение активированного угля из скорлупы грецкого ореха, Ш. Сарымсаков, Химия твердого топлива, 2008, №3, с. 42-46.

94. Gratuito M.K.B., Panyathanmaporn T., Chumnanklang R.a., Sirinuntawittaya N., and Dutta a. Production of activated carbon from coconut shell: optimization using response surface methodology. Bioresource technology, 99: 4887-4895, 2008.

95. Gonzalez J., Porosity of activated carbons prepared from different lignocellulosic materials.Gonzalez M., Molina-Sabio M., Rodriguez-Reinoso F., and Sepulveda- Escribano A. Carbon, 338: 1175-1177, 1995.

96. Bridgewater, A.V. "Production of high grade fuels and chemicals from catalytic pyrolysis of biomass";Catalysis 1996, p-p: 285-295

97. Van de Velden, M.; Baeyens, J.; Brems, A.; Janssens, B.; Dewil, Raf. (2010) "Fundamentals, Kinetics andendothermicity of biomass pyrolysis reaction" Renewable energy 35: 232-242

98. Хутская, Н.Г. Энергосберегающие технологии термической конверсии биомассы и лигнокарбонатных отходов: учебно-методическое пособие по дисциплине «Топливо и его использование» для студентов специальности 1-43 01 06 «Энергоэффективные технологии и энергетический менеджмент»/ Н.Г. Хутская, Г.И. Пальчёнок. - Минск: БНТУ, 2014.-53 с.

99. Bridgwater, A.V., 1999. Principles and practice of biomass fast pyrolysis processes for liquids. Journal of Analytical and Applied Physics 51 (1-2), 3-22.

100. Повышение сорбционных свойств технической целлюлозы из недревесного растительного сырья / А.В. Вураско, Е.И. Близнякова, О.В. Стоя- нов // Вестник Каз. технол. ун-та. 2014. №1. С. 41-43.

101. Rodriguez-Reinoso F. The role of carbon materials in heterogeneous catalysis. Carbon, 36: 159-175, 1998.

102. Прокудина, Н.А., Углеродсодержащие пористые композиты для адсорбции и катализатора // Буянов Р.А., Чесноков Б.В. Хим. Промышленность.-1992.- №2.- С.12-14.

103. Николаев В.Г., Гемосорбция на активных углях. Стрелко В.В. -Киев: Наука думка, 1979. - C. 286.

104. Aworn, A., Preparation and characteristics of agricultural waste activated carbon by physical activation having micro and mesopores. Thiravetyan, P., Nakbanpote, W. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 82 (2), 2008, 279-285.

105. Cagnon, B., Contributions of hemicellulose, cellulose and lignin to the mass and porous properties of chars and steam activated carbons from various lignocellulosic precursors.Py, X., Guillot, A., Stoeckli, F., Chambat, G. Bioresource Technology, 100 (1), 2009, 292-298.

106. Zhu, Y., Preparation of activated carbons for SO2 adsorption by CO2 and steam activation Gao, J., Li, Y., Sun, F., Gao, J., Wu, S., Qin, Y.. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 43 (1), 2012, 112-119.

107. Оффан К.Б., Закономерности пиролиза скорлупы кедровых орехов с образованием древесного угля в интервале температур 200-5000С // Петров В.С., Ефремов А.А.. Химия растительного сырья. №2, 1999 Стр. 61-64.

108. Галушко Л.Я., Хазипов В.А., Пащенко Л.В., Саранчук В.И. Получение активированных углей из фруктовых косточек // Химия твердого топлива.-1998.- Т. 56, №3.- С. 33-38.

109. Олонцев В.Ф., Борисова И.А., Сазонова Е.А. Пиролиз скорлупы кокосовых орехов для получения углеродных сорбентов // Химия твердого топлива.- 2011.- № 1.- C. 47-52

110. Духанин В.П., Плаченов Т.Г., Гранкоф С.Л., Кузнецов Л.Н. // Сорбционные свойства и пористая структура активированных углей, полученных путем термоокисления: сб. - Красноярск, 1998.- С. 43-46.

111. Жылыбаева Н. К. Морфология структура и свойства карбонизованных сорбентов на основе абрикосовых косточек: дис. ... канд. хим. наук: 01.04.17. -Алматы, 2003.

112. Ю.Р. Савельева Получение активного угля из скорлупы кедрового ореха, А.Н. Кряжов, М.С Богомолов, В.Л. Ивасенко, В.Т. Новиков Химия растительного сырья. 2003. №4. С. 61-64 УДК 630.867

113. Изучение сорбционных свойств шелухи риса и гречихи по отноше-ния к нефтепродуктам / Л.А. Земнухова, Е.Д. Шкорнина, И.А. Филипова // Химия растительного сырья. 2005. № 2. С. 51-54.

114. Сорбенты на основе рисовой шелухи для удаления ионов Fe(III), Cu(III), Cd(III), Pb(III) из растворов / И.В. Шевелева, А.Н. Холомейдик, А.В. Войт, Л.А. Земнухова // Химия растительного сырья. 2009. № 4. С. 171-176.

115. 111. Исследование процесса термического разложения органических веществ в производстве активированного угля из рисовой шелухи во Вьетнаме. Нгуен Мань Хиеу. Национальный исследовательский Томский университет, г. Томск, Россия.

116. Руденко. А.А., Обработка шелухи гречихи для использования в качестве наполнителя в полимерных композиционных материалах// Заболотная А.М., Прищенко Н.А., Материалы региональной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых по естественным нацкам, 2016, стр. 435-437.

117.Возобновляемые источники химического сырья: комплексная переработка отходов производства риса и гречихи (обзор) / В.И. Сергиенко, Л.А. Земнухова, А.Г. Егоров, Е.Д. Шкорина, Н.С. Василюк // Российский журнал (журнал Российского общества им. Д.И. Менделеева) 2004. Т. 48. № 3. С. 116124.

118. Шаповалова, И. О. Направления использования плодовых оболочек риса / И. О. Шаповалова, А. В. Вураско, Л. А. Петров // Лесотехнические университеты в реализации концепции возрождения инженерного образования: социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса : материалы X междунар. науч.-техн. конференции / Минобрнауки России, Уральский государственный лесотехнический университет. - Екатеринбург, 2015. - С. 193-195.

119. Повышение сорбционных свойств технической целлюлозы из недревесного растительного сырья / А.В. Вураско, Е.И. Близнякова, О.В. Стоя- нов // Вестник Каз. технол. ун-та. 2014. №1. С. 41-43.

120. Шайхиев, И.Г. Отходы переработки льна в качестве адсорбентов нефтепро- дуктов. 2. Влияние химической обработки на гидрофобность и нефтепоглощение [Текст] / И.Г. Шайхиев, С.В. Степанова, С.В. Фридланд, Э.М. Хасаншина // Вест- ник башкирского университета. - 2010. - №15. - Т. 3, - С. 607-609

121. Ahmadpour, A., Do, D. The preparation of activated carbon from macadamia nutshell by chemical activation. Carbon, 35, 1997, 1723-1732.

122. 91. Zhu, Z., Li, A., Yan, L., Liu, F., Zhang, Q. Preparation and characterization of highly mesoporous spherical activated carbons from divinyl benzene-derived polymer by ZnCl2 activation, Journal of Colloid and Interface Science, 316, 2007, 628-634.

123. 95. El-Hendawy, A.A., Alexander, A.J., Andrews, R.J., Forrest, G. Effects of activation schemes on porous, surface and thermal properties of activated carbons prepared from cotton stalks. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 82, 2008, 272-278.

124. Nowicki, P., Pietrzak, R., Wachowska, H. Siberian anthracite as a precursor material for microporous activated carbons. Fuel, 87, 2008, 2037-2040.

125.Конкин А.А. Углеродные и другие жаростойкие волокнистые материалы. - М.: Химия, 1974. - C. 376.

126. Ермоленко И.М., Люблинер И.П., Гулько Н.В. Элементосодержащие угольные волокнистые материалы. - Минск: Наука и техника, 1982. - C. 272.

127. 99. ГрибановА.В., СазановЮ.Н. Карбонизацияполимеров (обзор) // Журналприкладнойхимии. - 1997. - Т. 70, № 6. - С. 88-902.

128. Yong bin Ji, Tiehu Li, Li Xiaoxian Wang, and Qilang Lin, Applied Surface Science, 254 (2007) 506.

129. Reynaldo Nacco and Eugenio Aquarone, Carbon 16 (1978) 31

130. Y. Onal, C. Akmil-Basar, C. Sarici-Ozdemir, Journal of Hazardous Materials, 148 (2007) 727

131. Kiyoshi Okada, Nohuo Yamamoto, Yoshikazu Kameshima and Atsuo Yasumori, Journal of Colloid and Interface Science 262 (2003) 179

132. C. Namasivayam and K. Kadirvelu, Bioresource Technology 62 (1997)

123

133. Mehmet Ugurlu, Ahmet Gurses Metin Acikyildiz, Microporous and Mesoporous Materials 111 (2008) 228

134. E. Demirbas, M. Kobya and M. T. Sulak, Bioresource Technology, 99 (2008) 5368

135. Mansooreh Soleimani, Tahereh Kaghazchi, Chinese Journal of Chemical Engineering 16 (1) (2008) 112

136. Изучение способа получения гидрофобного сорбента на основе модифицированного торфа Баннова Е.А., Китаева Н.К., Мерков С.М., Мучкина М.В., Залозная Е.П., Мартынов П.Н. Баннова и др. / Сорбционные и хроматографические процессы. 2013. Т. 13. Вып. 1

137. Микроволновая химия. С.С. Бердоносов. Соросовский образовательный журнал, Том 7, №1,2001.

138. Диденко, А. Н. СВЧ - энергетика / А. Н. Диденко. - М. : Наука, 2003. - 447 с

139. Волочко А.Т. Огнеупорные и тугоплавкие керамические материалы/А.Т. Волочко, К.Б. Подболотов, Е.М, Дятлов. - Минск: Беларус. Навука, 2013.-385 с. - ISBN 978-985-08-1640-5.

140. Рахманкулов, Д.Л. Применение микроволнового излучения в нефтехимических процессах., С. Ю. Шавшукова, Р. Р. Даминев, И. Х. Бикбулатов. Рос. Хим. Ж. (Ж. Рос. Хим. Об-ва им. Д.И. Менделеева), 2008, m. LII, №4.

141. Guiotoku, M., Rambo, C. R., Hansel, F. A., Magalhaes, W. L. E., Hotza, D. (2009). Microwave-assisted hydrothermal carbonization of lignocellulosic materials. Materials Letters, Vol. 63, pp. 2707-2709

142. Synthesis of carbon-based materials by microwave-assisted hydrothermal process By Marcela Guiotoku, Carlos Rambo, Claudia Maia and Dachamir Hotza «Technology. Microwave Heating», 2011.

143. Lu X., Jordan B., Berge N.D. Thermal conversion of municipal solid waste via hydrothermal carbonization: Comparison of carbonization products to products from current waste management techniques // Waste Management. 2012. vol. 32. № 7. p. 1353-1365.

144. Хайдурова А.А. Улучшение качества характеристик твердого топлива воздействием микроволновой энергии при его подготовке к сжигании. Специальность 01.04.14 «Теплофизика и теоретическая теплотехника» г. Улан-Удэ - 2010 г.

145. Рушиц, А.А. Применение СВЧ-нагрева в пищевой промышленности и общественном питании // Е.И. Щербаков Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевой биотехнологии», стр. 9-13 . 2014. Том 2, № 1.

146. Саломатов, В.В. Термообработка угольного слоя СВЧ-Энергией: Аналитическое исследование в условиях теплосброса II и III рода // Карелин В.А., Заворин А.С., Саломатов В.В, Пащенко С.Э. Известия Томского поличесхнического университета. Инжениринг георесурсов. 2016. Т. 327. № 6. 15-24.

147. Саломатов, В.В. Термообработка угольного слоя СВЧ-Энергией: Аналитическое исследование в условиях теплосброса II и III рода // Карелин В.А., Заворин А.С., Саломатов В.В, Пащенко С.Э. Известия Томского

поличесхнического университета. Инжениринг георесурсов. 2016. Т. 327. № 6. 15-24.

148. Саломатов Вл.В. Угольные технологии с использование СВЧ -излучения// С.О. Сладков, С.Э.Пащенко, Вас.В. Саломатов. Горение и плазмохимия, 2014, том 12, №2, с.77-96.

149. Коновалов Н.П., Микроволновое излучение в технологии сушки угля// П.Н. Коновалов, А.А. Хайдурова// Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология, 2015,№1(12), стр. 74-79.

150. Данилов, О.С. Исследование влияния электромагнитного микроволнового излучения на твердые горючие ископаемы// В.А. Михеев, Т.В. Москаленко. Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т. 13. №1(5), 2011, стр.1264-1267.

151. Huang Y.F., Kuan W.H., Lo S.L., and Lin C.F. Total recovery of resources and energy from rice straw using microwave-induced pyrolysis. Bioresource technology, 99: 8252-8258, 2008.

152. Miura M., Kaga H., Tanaka S., Takahashi K., and Ando K. Rapid Microwave Pyrolysis of Wood. Journal of Chemical Engineering of Japan, 33: 299-302, 2000.

153. Domínguez A., Menéndez J.A., Fernández Y., Pis J.J., Nabais J.M.V., Carrott P.J.M., and Carrott M.M.L.R. Conventional and microwave induced pyrolysis of coffee hulls for the production of a hydrogen rich fuel gas. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 79: 128-135, 2007.

154. Yagmur E., Ozmak M., and Aktas Z. A novel method for production of activated carbon from waste tea by chemical activation with microwave energy. Fuel, 87: 3278-3285, 2008.

155. Miura M., Kaga H., Sakurai A., Kakuchi T., and Takahashi K. Rapid pyrolysis of wood block by microwave heating. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 71: 187-199, 2004.

156. Ma S., Zhao Y., Guo T., and Ma X. Experimental Study on Microwave-Induced NO Decomposition on Activated Carbon Bed. In 2009 Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conference, pp. 1-4. IEEE, 2009.

157. Su Shiung Lam, and Howard A. Chase, A Review on Waste to Energy Processes Using Microwave Pyrolysis, Energies 2012, 5, 4209-4232; doi: 10.3390/en5104209

158. MN Mohd Iqbaldin, I Khudzir, MI Mohd Azlan, AG Zaidi, B Surani & Z Zubri Properties of coconut shell activated carbon// Journal of Tropical Forest Science 25(4): 497-503 (2013).

159. Foo Keng Yuen, B.H. Hameed, Recent developments in the preparation and regeneration of activated carbons by microwaves Advances in Colloid and Interface Science 149 (2009) 19-27.

160. K.Y. Foo, B.H. Hameed, Microwave-assisted regeneration of activated carbon Bioresource Technology 119 (2012) 234-240

161. Maria de Fatima Salgado, Adekunle Moshood Abioye, Muhammad Mat Junoh, Joao Alberto Porto Santos and Farid Nasri Ani , Preparation of activated carbon from babassu endocarpunder microwave radiation by physical activation IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 105 (2017)

162. Федохов Н.Ф., Ивахнюк Г.К., Тетелов В.В. Пористая структура и адсорбционные свойства адсорбентов из неорганических соединений углерода. Получение, структура и свойства сорбентов // Межвузовский сб. науч. тр.-Ленинград, 1980.- С. 21-26.

163. Якубовский, С.Ф., Сорбционные свойства природных целлюлозо и лигниносодержащих отходов для сбора проливов нефтепродуктов// Ю.А. Булавка, Л.А. Попкова, С.С. Писарева, Вестник Полоцкого Государственного Университета, Секция В, 2013, стр. 110-115.

164. ГОСТ-Р 51641-2000 Материалы фильтрующие зернистые. Общие технические условия. - М.: Стандартинформ, 2000.-14 с.

165. ГОСТ 27314-91 Топливо твердое минеральное. Методы определения влаги. - М.: Стандартинформ, 2007

166. ГОСТ 10847-74 Зерно. Методы определения зольности. - М.: Стандартинформ, 2009. - 5 стр.

167. ASTM international F 726-09 Standard Test Method for Sorbent Performance of Adsorbents. - 2009. -10p

168. ГОСТ 16190-70 Адсорбенты. Метод опредеелния насыпной плотности. - М.: Издательство стандартов, 1970.- 7 с.

169. ГОСТ 26423-85 Почвы. Методы определения удельной электрической проводимости, рН и плотности остатка водной вытяжки. - М.: Стандартинформ, 2011.

170. Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники. - М.: Химия, 1984. -592 с.

171. ГОСТ 4453-74 Уголь активный осветляющий древесный порошкообразный,. 1976, стр. 25.

172. О. А. Куликова // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе.// Мазлова Е.А., Мерициди И.А - 2017. - № 4. - С. 13-18./.

173. Зеленцов, В.И. Применение адсорбционных моделей для описания равновесия в системе оксигидроксид алюминия - фтор.// Т. Я. Дацко. Электронная обработка материалов, 2012, 48(6), стр. 65-73.

174. ГОСТ 12.4.021-75 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Системы вентиляционные. Общие требования (с Изменением N 1).

175. ГОСТ 17.2.3.02-2014 Правила установления допустимых выбросов загрязняющих веществ промышленными предприятиями.

176. ГН 2.2.5.1313-03 Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

177. ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны (с Изменением N 1).

178. ГОСТ 12.1.010-76 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Взрывобезопасность. Общие требования (с Изменением N 1).

179. ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность. Общие требования (с Изменением N 1)

180. ГОСТ 12.4.009-83 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание (с Изменением N 1)

181. ГОСТ 12.3.009-76 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Работы погрузочно-разгрузочные. Общие требования безопасности (с Изменением N 1)

182. Аренс В.Ж., Гридин О.М., Яшин А.Л. //Экология и промышленность РФ. № 9. 1999. С. 33. Аренс В.Ж., Гридин О.М., Яшин А.Л. // Экология и промышленность РФ. № 2. 1997. С. 32.