固废制备高效烟气吸附剂及性能表征

发布时间：2020-04-12 19:07

【摘要】：本文通过以粉煤灰、电石渣和精炼废渣三种工业固废为原料,再辅以机械研磨、微波改性和碱液浸渍的改性手段制备烧结烟气高效吸附剂,研究了吸附剂的性质、吸附特性和吸附动力学,实现了烧结烟气快速高效脱硫脱氮的目的。首先,利用正交实验法设计了水浴加热水化和微波加热水化两种制备方法,采用极差法分析了实验结果,综合考虑吸附剂的最佳脱除率和经济性,选择更合适的制备方案。通过实验可知,两种方法制备的最佳吸附剂的脱硫率均能达到98%以上,脱氮率能达到92%以上,微波加热水化法相比水浴加热水化法在耗电方面降低了3.3 kW·h,制备时间上缩短了11.5 h;微波加热水化法的最佳条件为:粉煤灰和电石渣比例为1.0,精炼废渣比例为50%,微波水化功率为400 W,微波水化时间为1 h,粉煤灰和电石渣比例是主要影响因素。其次,对微波加热水化法制备的最佳吸附剂进行了性能表征和吸附特性研究。结果表明,最佳吸附剂表面粗糙,孔隙和CaO分布均匀,微孔面积和微孔容积分别为8.5041 m~2·g~(-1)和0.00132 cm~3·g~(-1);粉煤灰和电石渣比例由0.5增加到1.0时,微孔面积提高了约4倍,而当其增加至2.0时,微孔面积降低约98%;当精炼废渣比例的由30%增加到50%,吸附剂比表面积约下降33%,而当精炼废渣比例增大至80%时,比表面积下降了约65%;在CaO_2的作用下,吸附过程发生了强化学吸附,吸附温度在150~200℃时高效脱硫时间约为16 min,而当吸附温度提高到200~250℃时高效脱硫时间约为增加了3 min;微波场的作用有利于吸附反应的进行,但吸附温度在110℃左右,提高微波输出功率可促进吸附反应的进行。最后,利用二级反应动力学和颗粒内扩散模型分析了常规加热和微波场下吸附剂的吸附行为,明确了吸附过程的限速环节。结果表明,常规加热和微波场下吸附剂快速高效脱硫阶段二级动力学模型的拟合度分别为0.991和0.989,此阶段的主要控速环节是化学反应;常规加热吸附过程更符合二级动力学的描述,其拟合度分别为:脱硫0.990,脱氮0.989,化学反应对吸附速率起主要影响;微波场的存在增强了吸附反应,整体吸附过程更符合颗粒内扩散模型,其拟合度分别为:脱硫0.989,脱氮0.992,此时主要控速环节转变为内扩散。
【图文】：

活性炭（焦）干法烟气净化技术工艺流程

LJS-FGD多组分污染物协同净化技术工艺流程
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X701;X705

【参考文献】

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本文编号：2625075