宁东煤气化细渣制备单一相沸石及其对废水中重金属去除效果的研究
发布时间：2021-03-26 06:02
宁东煤气化渣是高压气化炉在1400-1500℃、还原气氛（CO、H2）下产生的固体废弃物,年产生量近1000万吨,其中细渣来自煤气化炉上层飞灰,经洗气、絮凝、抽滤得到,约占煤气化废渣总量的50%,其理化性质不同于粉煤灰等传统固废,而且关于煤气化细渣资源化利用的报道极少,因此有必要研究简单易行的煤气化细渣处理方法,以及深入探索煤气化细渣资源化利用的途径。本文主要以宁东煤气化细渣为研究对象,通过对煤气化细渣组份、结构及物化特性的研究,针对性地提出了一种简单易行、合成单一相高结晶度沸石的方法,研究了固相碱熔过程中碱用量、碱融温度、硅铝比（SiO2/Al2O3）、水热合成时间、水热合成温度、液固比等对合成单一相沸石的影响,并且通过酸性铝盐中和水热反应过程中产生的碱性废液。在此基础上,又研究了合成沸石对模拟废水中重金属的处理效果。主要研究内容如下:1、通过对宁东煤气化细渣进行XRF、XRD、BET的表征,确定煤气化细渣中主要物质组成SiO2和Al2O3的总质量分数含量达到70%以上,所对应的n（SiO2）/n（A12O3）约为5;残碳含量为20%～30%（质量分数）。煤气化细渣的XRD图谱出现的...
【文章来源】：宁夏大学宁夏回族自治区 211工程院校
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１＿１煤气化渣形成示意图??Ｆｉｇ?１－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃｏａｌ?ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｓｌａｇ?ｆｏｒｍａｔｉｏｎ??１．２．２
维骨架结构，其中含有八１０４和５１〇４四面体，它们通过氧??原子的电子共享而相互连接，形成相互连接的笼和通道。沸石具有重要的物理化学性质，如阳??离子交换、分子筛、催化和吸附等，沸石在工业和农业领域得到了广泛的研究和应用，由于在??这一领域的重大成就，沸石研究被《科学》杂志评选为２０１１年十大突破之一。合成这些沸石的??主要原料是氧化硅和氧化铝，然而从化学原料制备这些沸石的成本很高，因此，大量的实验研??究探索利用粘土矿物、高岭石、粉煤灰、城市生活垃圾等廉价原料合成沸石的可能性。??图３＿１Ｘ型沸石结构图??Ｆｉｇｕｒｅ?３－１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｚｅｏｌｉｔｅ?Ｘ??ｘ型沸石具有天然矿物八面沸石的骨架结构（如图３－１所示），硅铝比为２．２？３．０，属于低??硅铝比沸石，ＮａＸ型沸石的典型晶胞组成为Ｎａ５６?［Ａｌ５６Ｓｉ３８４］?＿２６４Ｈ２０。１９８５年由ＨＳｌｌｅｒ和??＼＾＾也丨１＾６６】首次利用固体废弃物合成沸石分子筛，而一直以来合成沸石所产生的碱性废液问题??受到人们的广泛关注，研宄者不断尝试利用各种手段处理合成沸石过程中产生的碱性废液。而??以固体废弃物合成Ｘ型沸石的现有制备方法，对碱的消耗过大，无法资源循环利用。为了降低??成本、减少污染，实现碱的再利用，在利用固相碱熔合成Ｘ型沸石的工艺中，利用铝盐中和废??碱液，实验发现，将沸石与碱液混合经过水热合成工艺，然后与酸性铝盐进行中和，得到沸石??材料并能够很好的中和碱液。因此，本实验计划采用固相碱熔合成Ｘ型沸石的同时增加铝盐中??和碱液步骤达到资源循环利用的目的。??－１４－??
宁夏大学硕士学位论文?第三章Ｘ型沸石的合成??３．２煤气化渣的前期处理及粒度表征??以宁东煤化工基地煤气化细渣、粗渣为原料制备Ｘ型、Ａ型沸石，需要进行初步的预处理，??使得煤气化渣粒度在２００目以下。图３－２为煤气化细渣的粒度表征结果，由于煤气化粗渣、细渣??具有不同的粒度，含水量也有很大的区别，因此干燥，球磨时需要不同的条件。将煤气化粗渣??置于烘箱中，３８３Ｋ下将样品干燥６ｈ。由于煤气化粗渣粒度差别较大，５＿以下的约占８０％？??９０％，煤气化粗渣中还包括一些粒度较大的颗粒，粒径在２５ｍｍ甚至以上。为提高球磨效率，首??先将煤气化粗渣样品在粉碎机中粉碎后依次过２００目、１００目不锈钢筛，然后将２００目以上的煤??气化粗渣分别放入球磨机中球磨。球磨机球粒总重５００ｇ，其中１５ｍｍ的钢球占４０％，１０ｍｍ的??钢球占６０％，样品２００ｇ，球磨机频率设置为５０赫兹，正转５０ｍｉｎ，反转５０ｍｉｎ，中间间隔为??１５ｍｉｎ，最后得到２００目以下的煤气化粗渣装瓶备用。??将煤气化细渣原样置于烘箱中，３８３Ｋ下将样品干燥１８ｈ。将干燥后的样品破碎过２００目不??锈钢筛，将２００目以上的细渣用球磨机球磨。球磨机球粒总重５００ｇ，其中１５ｍｍ的钢球占４０％，??１０ｍｍ的钢球占６０％，样品５０ｇ，球磨机频率设置为５０赫兹，正转１５ｍｉｎ，反转１５ｍｉｎ，最后得??到２００目以下的煤气化细渣装瓶备用。??通过对煤气化细渣的前期处理，得到２００目以下的煤气化细渣颗粒，在后续利用煤气化细??渣固相碱熔制备Ａ型、Ｘ型沸石的过程中，增加物相之间的接触面积，可以更有效的活化煤气??化细渣中的硅铝组分，减少合成过程中能源与水资源的消耗，并且使合成
本文编号：3101089
【文章来源】：宁夏大学宁夏回族自治区 211工程院校
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１＿１煤气化渣形成示意图??Ｆｉｇ?１－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃｏａｌ?ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｓｌａｇ?ｆｏｒｍａｔｉｏｎ??１．２．２
维骨架结构，其中含有八１０４和５１〇４四面体，它们通过氧??原子的电子共享而相互连接，形成相互连接的笼和通道。沸石具有重要的物理化学性质，如阳??离子交换、分子筛、催化和吸附等，沸石在工业和农业领域得到了广泛的研究和应用，由于在??这一领域的重大成就，沸石研究被《科学》杂志评选为２０１１年十大突破之一。合成这些沸石的??主要原料是氧化硅和氧化铝，然而从化学原料制备这些沸石的成本很高，因此，大量的实验研??究探索利用粘土矿物、高岭石、粉煤灰、城市生活垃圾等廉价原料合成沸石的可能性。??图３＿１Ｘ型沸石结构图??Ｆｉｇｕｒｅ?３－１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｚｅｏｌｉｔｅ?Ｘ??ｘ型沸石具有天然矿物八面沸石的骨架结构（如图３－１所示），硅铝比为２．２？３．０，属于低??硅铝比沸石，ＮａＸ型沸石的典型晶胞组成为Ｎａ５６?［Ａｌ５６Ｓｉ３８４］?＿２６４Ｈ２０。１９８５年由ＨＳｌｌｅｒ和??＼＾＾也丨１＾６６】首次利用固体废弃物合成沸石分子筛，而一直以来合成沸石所产生的碱性废液问题??受到人们的广泛关注，研宄者不断尝试利用各种手段处理合成沸石过程中产生的碱性废液。而??以固体废弃物合成Ｘ型沸石的现有制备方法，对碱的消耗过大，无法资源循环利用。为了降低??成本、减少污染，实现碱的再利用，在利用固相碱熔合成Ｘ型沸石的工艺中，利用铝盐中和废??碱液，实验发现，将沸石与碱液混合经过水热合成工艺，然后与酸性铝盐进行中和，得到沸石??材料并能够很好的中和碱液。因此，本实验计划采用固相碱熔合成Ｘ型沸石的同时增加铝盐中??和碱液步骤达到资源循环利用的目的。??－１４－??
宁夏大学硕士学位论文?第三章Ｘ型沸石的合成??３．２煤气化渣的前期处理及粒度表征??以宁东煤化工基地煤气化细渣、粗渣为原料制备Ｘ型、Ａ型沸石，需要进行初步的预处理，??使得煤气化渣粒度在２００目以下。图３－２为煤气化细渣的粒度表征结果，由于煤气化粗渣、细渣??具有不同的粒度，含水量也有很大的区别，因此干燥，球磨时需要不同的条件。将煤气化粗渣??置于烘箱中，３８３Ｋ下将样品干燥６ｈ。由于煤气化粗渣粒度差别较大，５＿以下的约占８０％？??９０％，煤气化粗渣中还包括一些粒度较大的颗粒，粒径在２５ｍｍ甚至以上。为提高球磨效率，首??先将煤气化粗渣样品在粉碎机中粉碎后依次过２００目、１００目不锈钢筛，然后将２００目以上的煤??气化粗渣分别放入球磨机中球磨。球磨机球粒总重５００ｇ，其中１５ｍｍ的钢球占４０％，１０ｍｍ的??钢球占６０％，样品２００ｇ，球磨机频率设置为５０赫兹，正转５０ｍｉｎ，反转５０ｍｉｎ，中间间隔为??１５ｍｉｎ，最后得到２００目以下的煤气化粗渣装瓶备用。??将煤气化细渣原样置于烘箱中，３８３Ｋ下将样品干燥１８ｈ。将干燥后的样品破碎过２００目不??锈钢筛，将２００目以上的细渣用球磨机球磨。球磨机球粒总重５００ｇ，其中１５ｍｍ的钢球占４０％，??１０ｍｍ的钢球占６０％，样品５０ｇ，球磨机频率设置为５０赫兹，正转１５ｍｉｎ，反转１５ｍｉｎ，最后得??到２００目以下的煤气化细渣装瓶备用。??通过对煤气化细渣的前期处理，得到２００目以下的煤气化细渣颗粒，在后续利用煤气化细??渣固相碱熔制备Ａ型、Ｘ型沸石的过程中，增加物相之间的接触面积，可以更有效的活化煤气??化细渣中的硅铝组分，减少合成过程中能源与水资源的消耗，并且使合成
本文编号：3101089
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