水泥廠廢舊除塵布袋制備活性炭及其吸附性能研究

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1、廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文（工學(xué)碩士）水泥廠廢舊除塵布袋制備活性炭及其吸附性能研究廖希凱－．：．－－？－：二〇一五年五月：１１８４５分類號(hào)：學(xué)校代號(hào)１１２０７０１９ＵＤＣ：２１：密級(jí)：學(xué)號(hào)廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文（工學(xué)碩士）水泥廠廢舊除塵布袋制備活性炭及其吸附性能研究廖希凱指導(dǎo)教師姓名、職稱：寧尋安教授學(xué)科專業(yè)）或領(lǐng)域名稱：環(huán)境科學(xué)與工程（學(xué)生所屬學(xué)院：環(huán)境科學(xué)與工程論文答辯日期：２０１５年５月３０日ＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＧｕａｎｄｏｎＵｎｉ

2、ｖｅｒｓｉｔｙｏｆｇｇＴｅｃｈｎｏｌｏｆｏｒｔｈｅＤｅｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｇｙｇ（ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅ）ＳｔｕｄｙｏｎＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄＣｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆＡｃｔｉｖａｔｅｄＣａｒｂｏｎｆｒｏｍＷａｓｔｅＦｉｌｔｅｒＢａｓｇＣａｎｄｉｄａｔｅ：ＬｉａｏＸｉｋａｉＳ＇ｕｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＮｉｎＸｕｎａｎｐｇＭａｙ２０１５ＳｃｈｏｏｉｌｏｆＥｎｖｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｕａｎｇｄｏｎｇ

3、ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＧｕａｎｇｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ，５１０００６摘要摘要水泥行業(yè)粉塵污染十分嚴(yán)重，在粉塵治理過程中經(jīng)常用到袋式除塵器，而布袋作為除塵器的核心，因其使用壽命有限，每年都會(huì)更換大量的廢舊除塵布袋。目前，這些廢舊布袋并沒有得到安全有效的處理。本文以廣東龍門縣某水泥廠的廢舊布袋為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行工業(yè)分析及元素－ＤＴＧ）分析。釆用熱重分析方法（ＴＧ，在高純氮?dú)庀聦?duì)廢舊布袋進(jìn)行熱重分析。分析結(jié)果表明：布袋的材質(zhì)主要為洚論８８．３５％，６２．７７，揮發(fā)分含量

4、高達(dá)碳元素含量達(dá)％，固定碳含量為９．４３％。廢舊布袋的熱解過程可分為脫水干燥、炭化熱解、煅燒三一分解個(gè)階段，廢舊布袋有較高的熱穩(wěn)定性，其熱解過程分布在個(gè)比較窄的溫度°°范圍內(nèi)，主要分布在３７０Ｃ至５３５Ｃ。以廢舊布袋為原料，ＫＯＨ為活化劑，通過正交試驗(yàn)和單因素試驗(yàn)，考察了堿炭比、活化溫度、活化時(shí)間和炭化溫度對(duì)活性炭吸附性能（碘吸附值和亞甲基藍(lán)吸附值）及產(chǎn)率的影響。利用物理混合和堿液浸漬兩種不同的前處理方式制得了活性炭樣品：３、，確定了其最佳制備工藝條件，物理混合的最佳制備工藝條件為堿炭比°°活化溫度７００Ｃ、活化時(shí)間５０ｍｉｎ、炭化溫度５００Ｃ。該

5、條件下制備的活性炭性能最佳，其碘吸附值、亞甲基藍(lán)吸附值和產(chǎn)率分別為１４５５．０７ｍｇ／ｇ，１００．５ｍｇ／ｇ和１７．５４工藝條件為°％。堿液浸漬的最佳制備：浸漬比３、活化溫度７５０Ｃ、活化時(shí)間７０ｍｉｎ。其最佳樣品的碘吸附值為１０４７．４９ｍｇ／ｇ，亞甲基藍(lán)吸附值為１２７．５ｍｇ／ｇ，產(chǎn)率為２２．１１％。７７Ｋ下測(cè)ＢＥＴ釆用全自動(dòng)孔徑分析儀，在定兩種最佳活性炭的Ｎ２等溫線，通過－方程、ｔｐｏｌｔ法和ＢＪＨ法計(jì)算及分析其比表面積、孔體積和孔徑分布等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。采用ＳＥＭ以及ＦＴＩＲ等分析方法對(duì)活性炭樣品進(jìn)行表征，分析其表面形貌。結(jié)果顯２３示：５

6、８６／ｃｍ物理混合制備的活性炭比表面積高達(dá)１．７ｍｇ，總孔容達(dá)０．８０２／ｇ，平均２孔徑為２．０２２ｎｍ。而堿液浸漬制備的活性炭比表面積達(dá)１０８６．３ｍ／ｇ，總孔容達(dá)１．２９８ｃｍＶｇ，平均孔徑為４．７７８ｒｕｎ。物理混合對(duì)微孔影響較大，而堿液浸漬對(duì)中孔影響較。大氮?dú)馕降葴鼐€表明，活性炭樣品的吸附等溫線屬于Ｉ型等溫線，孔徑分布以微孔為主。ＦＴＩＲ結(jié)果表明，廢舊布袋經(jīng)過熱解炭化之后，許多表面官能團(tuán)消失或發(fā)生較大的變化。ＳＥＭ結(jié)果表明，活性炭表面粗糖，有較多的孔隙結(jié)構(gòu)。Ｉ廣東工業(yè)大學(xué)領(lǐng)士學(xué)位論文利用制備的活性炭樣品去吸附模擬剛果紅廢水，并與

7、商品活性炭進(jìn)行比較。吸°附試驗(yàn)表明，投加量為１０ｇ／Ｌ，原水ｐＨ值，溶液溫度為３０Ｃ，吸附時(shí)間為９０ｍｉｎ的條件下，各活性炭樣品對(duì)剛果紅的吸附效果最佳，去除率都在８０％以上。結(jié)果還表明，本試驗(yàn)制備的活性炭樣品性能普遍要優(yōu)于普通商品活性炭樣品。關(guān)鍵詞：廢舊除塵布袋；活性炭；ＫＯＨ；吸附；性能表征ＩＩＡＢＳＴＲＡＣＴＡＢＳＴＲＡＣＴＤｕｓｔｏｌｌｕｔｉｏｎｏｆｃｅｍｅｎｔｉｎｄｕｓｔｒｉｓｓｅｒｉｏｕｓ