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1、氣化爐排灰用于焦化廢水處理的研究第34卷第2期2011年4月煤炭轉(zhuǎn)化COAIC0NVERS10NVo1.34No.2Apr.2011氣化爐排灰用于焦化廢水處理的研究張繼柱"張永奇'王洋.摘要利用預(yù)處理后的氣化爐排灰對焦化廢水進(jìn)行了深度處理,通過吸附實驗研究了處理焦化廢水的工藝條件,并對其吸附原理進(jìn)行了初步探討.研究結(jié)果表明,通過篩分和浮沉實驗?zāi)軌蛴行Х蛛x出灰分,富集排灰中的富含碳灰渣,其含碳量可達(dá)到80;富含碳灰渣具有較快的吸附速率,在2h左右達(dá)到吸附飽和;富含碳灰渣用量為30g/L時COD去除率可達(dá)到88;Freundlich吸附等溫式能較好地描述吸附過程
2、.富含碳灰渣具有較大比例的中孔結(jié)構(gòu),有利于吸附處理焦化廢水,吸附速率大.關(guān)鍵詞灰渣,富集,半焦,焦化廢水,吸附中圖分類號TQ536.40引言焦化廢水是在煤制焦炭,煤氣凈化及焦化產(chǎn)品回收過程中產(chǎn)生的有毒有害高濃度廢水,其成分復(fù)雜,含有85左右的酚類化合物,難降解的脂肪族,雜環(huán)類以及多環(huán)芳香族化合物等有機物,還包括硫化物,氰化物和氨氮等無機物,屬于較難生化降解的高濃度有機廢水.1】焦化廢水多采用生化法進(jìn)行處理,能達(dá)到較好的效果,COD值一般能降到400mg/L左右,但遠(yuǎn)不能達(dá)到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn).隨著國家對環(huán)保要求的提高,對焦化廢水進(jìn)行深度處理具有重要的意義.煤氣
3、化是潔凈煤技術(shù)中最重要的核心技術(shù).流化床氣化技術(shù)由于具有傳熱和傳質(zhì)特性好,流通量大,氣化條件溫和,適應(yīng)煤種寬以及能利用碎煤等優(yōu)點,是一個發(fā)展很快的技術(shù).由于流化床氣化過程本身固有的缺陷,即排灰中灰和炭完全分離困難以及細(xì)粉的帶出,使得氣化轉(zhuǎn)化率低.因此,如何利用排灰中的炭對提高整個氣化過程的經(jīng)濟(jì)性具有重要的意義.灰渣中的含碳部分實際上就是部分氣化后的半焦,具有一定的比表面積,與活性炭相比,含有較高比例的中孔和大孔及較多的灰分.富含碳灰渣的比表面積低于活性炭,但成本低,硬度高,性質(zhì)與活性炭相近.14廢水中許多有機物分子較大,微孔在吸附過程中不起作用.¨5正是由于
4、這些特點,富含碳灰渣在廢水治理過程中具有廣泛的應(yīng)用前景.為有效利用氣化爐排灰中的含碳物質(zhì),必須把灰渣中的灰分和富含碳灰渣(半焦)進(jìn)行分離富集.本實驗采用了先篩分后浮沉實驗對流化床排灰進(jìn)行了分離和富集,然后利用分離富集后富含碳部分(半焦)對焦化廢水進(jìn)行吸附實驗.1實驗部分1.1原料及儀器原料采用某流化床氣化排灰,基本性質(zhì)見表1.表1灰渣的基本性質(zhì)Table1BasicpropertiesofslagAMVFC52.835.284.5937.3Specificsurfacearea/(m?g一)SBETSMICSMESO89.96227.9Particlesme
5、/mm<6Note:SBE1,——BETsurfacearea;SM——Microporesurfacearea~SMEs【)——Mes0poresurfacearea;——Percentofweight.本實驗所用的焦化廢水取自太原市某焦化廠二級處理后的廢水.主要水質(zhì)指標(biāo)COD值為390mg/L~570mg/I.pH一6.5.儀器:IAMOTTE水質(zhì)多功能分析儀.吸附柱:直徑12mm,高度270mm,有效容積為30mL.1.2實驗方法1.2.1灰渣的預(yù)處理利用不同孔徑的篩子(1.5mm和3ram)對氣化排灰進(jìn)行篩分.篩分后的不同粒徑的灰渣在氯化鋅(天
6、津市東麗區(qū)天大化學(xué)試劑廠生產(chǎn),AR)溶液中*國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863)項目(2007AA05Z327)和中國科學(xué)院知識創(chuàng)新工程前沿方向項目(KGCX2一Yw一334).1)碩士生,中國科學(xué)院研究生院,100049北京;中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所,030001太原;2)副研究員;3)研究員,博士生導(dǎo)師,中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所,030001太原收稿日期:2010—11-09;修回日期:20101213第2期張繼柱等氣化爐排灰用于焦化廢水處理的研究87進(jìn)行浮沉實驗,溶液密度為1.8g/cm..處理后的灰渣在干燥箱內(nèi)烘干,烘干后放在干燥器內(nèi)備用.1.2
7、.2靜態(tài)吸附實驗室溫下,向100mL具塞錐形瓶中加入一定量的預(yù)處理后的灰渣,然后向各個錐形瓶中加入50mL焦化廢水,再將錐形瓶放在攪拌器上攪拌一定的時間,最后進(jìn)行過濾,測量濾液的COD值,計算不同條件下cOD的去除率.用稀硫酸(太原化肥廠化學(xué)試劑廠生產(chǎn),AR)和氫氧化鈉(天津市東麗區(qū)天大化學(xué)試劑廠生產(chǎn),AR)溶液調(diào)節(jié)廢水的pH值.1.2.3動態(tài)吸附實驗室溫下,廢水以一定的流量通過裝有高100mm預(yù)處理后灰渣的吸附柱,測量出水后廢水的COD濃度,作動態(tài)吸附曲線.實驗流程見圖1.圖1動態(tài)吸附實驗流程Fig.1Flowchartofcolumnadsorption
8、experiment1——Aircylinder;2
