锌基废脱硫剂转化与再生新工艺及其优化研究
发布时间：2021-09-06 19:49
随着化工行业中ZnO脱硫吸附剂的使用量迅速增加,开发高效清洁的废脱硫剂回收再生技术具有重要意义。将阳离子交换法、直接沉淀法与蒸发结晶法相结合,对ZnO废脱硫剂进行回收再生的实验探究。优化了由ZnO废脱硫剂制备CuS的工艺过程。通过比较CuCl2、CuSO4和Cu（NO3）2为铜源,不同条件下得到的反应产物,得出优化条件:Cu（NO3）2可作为最佳铜源,反应浓度是0.5 mol/L,反应时间是24 h,铜盐与废脱硫剂的摩尔比为1:1.05。以优化后的阳离子反应过程中产生的锌盐溶液为原料,采用直接沉淀法制备再生纳米ZnO脱硫剂。该反应以氨水为沉淀剂,反应pH为8.2。再生后脱硫剂的穿透硫容为33%,达到了商业ZnO基脱硫剂的脱硫性能。再生过程中产生的氨氮废液蒸发结晶法得到NH4NO3。结果表明:以80℃100℃下制备的NH4NO3产品纯度高、杂质少、结...
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ZnO基脱硫剂的内向生长（a）和外向生长（b）微观脱硫机理示意图
循环脱硫效率可达到 99 %以上，机械强度增加，再生过程中可生成抗失活性化合物 Zn2SiO4和 ZnAl2O4，但是硫容小。Ren 等[56]以褐煤为载体，利用高温浸渍制备了一系列 ZnO 基吸附剂，用 Zn(NO3)2作为活性组分前驱体，程序升温至550 ℃热解得到的吸附剂检测限低，硫容高，脱硫剂使用周期长。研究显示热解温度、热解时间和程序升温对于吸附剂的孔结构，活性组分含量及分布有着显著的影响。还可以通过 Al2O3和 K2CO3组合对 ZnO 基吸附剂进行改性处理[57]，通过测试结果表明，相对于未改性的吸附剂脱硫性能明显提高，也提高了硫醚的催化水解速率，脱硫精度可低于 0.1 ppm，表征结果显示 Al2O3可以改善 ZnO 基吸附剂的孔结构，K2CO3提高了吸附剂的碱度，同时改性组分在脱硫过程中起到了催化的作用。还可以通过探究微波辅助[58]掺杂 CeO2制备得 ZnO 基脱硫吸附剂，实验结果表明微波辅助合成可导致吸附剂具有更大的孔体积，使其 Zn 和 O 具有更大的外部电子密度，增强了对于 H2S 的吸附能力。锌基吸附废剂的再生研究比较广泛，通常是水洗焙烧法、酸溶沉淀法、光氧化催化法和铵盐浸取法。工艺流程示意图如图 3 ~ 图 6 所示。
图 4 酸溶沉淀法工艺流程示意图Fig.4 Process diagram of acid-soluble precipitation method图 5 光催化氧化法工艺流程示意图Fig.5 Process diagram of photocatalytic oxidation method
【参考文献】：
期刊论文
[1]孔隙结构对SO2-CaO反应影响的数值模拟（英文）[J]. 马亮,曹立勇,何榕. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2015(04)
[2]磷酸铵镁法处理含氮磷废水研究进展[J]. 姚涛,蔡伟民,李龙海. 中国给水排水. 2005(02)
博士论文
[1]二维过渡金属硫化物的光学性质与电化学性质探讨[D]. 汪文慧.中国科学技术大学 2016
[2]离子交换反应法调控制备金属/半导体异质纳米晶及光电性能研究[D]. 纪穆为.北京理工大学 2016
硕士论文
[1]尺寸可控的ZnS及其复合纳米微球的研究[D]. 冯春甲.大连理工大学 2017
[2]基于CuS纳米粒子阳离子交换反应的DNA生物传感器的应用研究[D]. 刘洪霞.青岛科技大学 2015
[3]磁控溅射与固相法制备ZnO纳米材料及其特性研究[D]. 侯景富.吉林大学 2015
[4]以缓释肥形式回收石化废水中氨氮的研究[D]. 黄稳水.湖南大学 2004
本文编号：3388069
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ZnO基脱硫剂的内向生长（a）和外向生长（b）微观脱硫机理示意图
循环脱硫效率可达到 99 %以上，机械强度增加，再生过程中可生成抗失活性化合物 Zn2SiO4和 ZnAl2O4，但是硫容小。Ren 等[56]以褐煤为载体，利用高温浸渍制备了一系列 ZnO 基吸附剂，用 Zn(NO3)2作为活性组分前驱体，程序升温至550 ℃热解得到的吸附剂检测限低，硫容高，脱硫剂使用周期长。研究显示热解温度、热解时间和程序升温对于吸附剂的孔结构，活性组分含量及分布有着显著的影响。还可以通过 Al2O3和 K2CO3组合对 ZnO 基吸附剂进行改性处理[57]，通过测试结果表明，相对于未改性的吸附剂脱硫性能明显提高，也提高了硫醚的催化水解速率，脱硫精度可低于 0.1 ppm，表征结果显示 Al2O3可以改善 ZnO 基吸附剂的孔结构，K2CO3提高了吸附剂的碱度，同时改性组分在脱硫过程中起到了催化的作用。还可以通过探究微波辅助[58]掺杂 CeO2制备得 ZnO 基脱硫吸附剂，实验结果表明微波辅助合成可导致吸附剂具有更大的孔体积，使其 Zn 和 O 具有更大的外部电子密度，增强了对于 H2S 的吸附能力。锌基吸附废剂的再生研究比较广泛，通常是水洗焙烧法、酸溶沉淀法、光氧化催化法和铵盐浸取法。工艺流程示意图如图 3 ~ 图 6 所示。
图 4 酸溶沉淀法工艺流程示意图Fig.4 Process diagram of acid-soluble precipitation method图 5 光催化氧化法工艺流程示意图Fig.5 Process diagram of photocatalytic oxidation method
【参考文献】：
期刊论文
[1]孔隙结构对SO2-CaO反应影响的数值模拟（英文）[J]. 马亮,曹立勇,何榕. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2015(04)
[2]磷酸铵镁法处理含氮磷废水研究进展[J]. 姚涛,蔡伟民,李龙海. 中国给水排水. 2005(02)
博士论文
[1]二维过渡金属硫化物的光学性质与电化学性质探讨[D]. 汪文慧.中国科学技术大学 2016
[2]离子交换反应法调控制备金属/半导体异质纳米晶及光电性能研究[D]. 纪穆为.北京理工大学 2016
硕士论文
[1]尺寸可控的ZnS及其复合纳米微球的研究[D]. 冯春甲.大连理工大学 2017
[2]基于CuS纳米粒子阳离子交换反应的DNA生物传感器的应用研究[D]. 刘洪霞.青岛科技大学 2015
[3]磁控溅射与固相法制备ZnO纳米材料及其特性研究[D]. 侯景富.吉林大学 2015
[4]以缓释肥形式回收石化废水中氨氮的研究[D]. 黄稳水.湖南大学 2004
本文编号：3388069
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/3388069.html
