煤气化粗渣制备FAU和NaP型沸石的绿色合成方法及应用研究
发布时间:2021-10-16 06:44
近年来我国日益增长能源需求促使了煤化工行业的迅速发展,煤气化技术作为一项环保、高效的洁净煤技术而被广泛应用,伴随而来的问题是气化过程产生的煤气化渣越来越多、难以利用。由于不同地区煤质差异的原因,宁东地区的煤气化粗渣只能在地面做高规格防渗处理后填埋堆积。这样的处理方式不仅浪费了土地资源,还大大增加了企业的成本,更重要的是对当地环境及周围居民的健康状况造成了极大的危害。针对以上紧迫的问题,现阶段急需一种高效、经济、环保的煤气化粗渣资源化利用方式来解决目前的环境危机。为此,本文通过对煤气化粗渣物理化学性质的研究,确定了高度资源化的应用方案;利用煤气化粗渣硅铝含量高的特性将其制备成高附加值的沸石材料,结合XRD、BET、F-SEM、FT-IR、TG-DSC等技术手段对制备的沸石进行表征与分析,并优化制备方案,根据沸石多孔道和大比表面积的特性探究对废水中氨氮的去除效果。本文主要研究结论如下:(1)在以煤气化粗渣、氢氧化钠和去离子水为原料,不外加硅源铝源、不加模板剂以及合成NaP型沸石时不需要高温煅烧的情况下,优化碱熔融法和一步水热法成功制备了晶相单一、晶体形貌规则、热稳定性良好、比表面积大和双孔...
【文章来源】:宁夏大学宁夏回族自治区 211工程院校
【文章页数】:68 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
图2-1煤气化粗渣XRD谱图??Fig?2-1?Coal?gasification?coarse?slag?XRD?spectrum??
宁夏大学硕士学位论文?第二章实验材料与表征??2.1.3形貌分析??通过场发射扫描电子显微镜(F-SEM)分析煤气化粗渣的形貌如图2-2所示。其中明显可以??看到有光滑的球体和不规则的颗粒状,表面无孔隙结构,结合煤气化粗渣成分分析可以推测是粗??渣中的硅铝质无机物,金属氧化物掺杂其中。结合煤气化粗渣物相分析可以得出无机物主要以非??晶态形式存在,这也与文献中所报道的结论相符合【13]。??國??图2-2煤气化粗渣SEM图像??Fig?2-2?SEM?image?of?coal?gasification?coarse?slag??^???^?3444??1??1040????i?*?i???i???i???i?■?i?*?i??4000?3500?3000?2500?2000?1500?1000?500??Wavenumbers(cm_1)??图2-3煤气化粗渣红外谱图??Fig?2-3?Coal?gasification?coarse?slag?FT-IR?spectrum??2.1.4官能团分析??通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析煤气化粗渣中存在的官能团如图2-3所示。3444cm-??1处的振动峰被认为是吸收水的羟基振动所导致的PI;?1040?cnr1处的强吸收峰是典型的硅酸盐玻??璃带,属于Si(Al)-0-Si反对称拉伸;728?cm-1和462CHT1处的振动峰是典型的莫来石振动,这些??-11?-??
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【参考文献】:
期刊论文
[1]纳氏试剂分光光度法对水中氨氮的测定研究[J]. 王作芬. 天津化工. 2019(05)
[2]新型煤化工废水零排放技术问题与解决思路[J]. 李卿. 化工设计通讯. 2019(09)
[3]《2019年世界能源蓝皮书》发布[J]. 天然气技术与经济. 2019(03)
[4]发生炉煤气站无组织排放的污染与治理[J]. 苑卫军,韩明汝,王辉. 玻璃. 2019(02)
[5]粉煤灰合成Na-P1型沸石对氨氮的吸附[J]. 何宏福,李亚光. 净水技术. 2018(S2)
[6]免烧法煤气化粗渣制备陶粒工艺及其性能研究[J]. 张凯,刘舒豪,张日新,王丝蒂,刘航恺,史子玥. 煤炭科学技术. 2018(10)
[7]粉煤灰基地质聚合物水热原位转化NaP型沸石分子筛的研究[J]. 仇秀梅,刘亚东,严春杰,董学林. 岩石矿物学杂志. 2018(04)
[8]煤炭产业的环境保护问题及建议[J]. 闫楠. 中国环境管理. 2018(03)
[9]煤气化炉渣研究现状及利用技术展望[J]. 商晓甫,马建立,张剑,许丹宇,张良运,周金倩,段晓雨,张晓敏. 环境工程技术学报. 2017(06)
[10]煤气化渣对水泥混凝土性能的影响[J]. 刘开平,赵红艳,李祖仲,关羽,汤卓群,陈骞. 建筑科学与工程学报. 2017(05)
博士论文
[1]无溶剂法高温合成沸石分子筛[D]. 边超群.浙江大学 2018
硕士论文
[1]煤气化粗渣制备活性炭/沸石复合吸附材料及其性能研究[D]. 姚阳阳.吉林大学 2018
[2]粉煤灰合成沸石对废水中氨氮的吸附特性研究[D]. 吕晨培.重庆大学 2018
[3]低温固相法活化煤气化细渣及其综合利用制备二氧化硅介孔材料[D]. 温龙英.内蒙古大学 2015
[4]沸石对生活污水氨氮处理的研究[D]. 李建霜.重庆交通大学 2014
[5]水热合成低硅铝比纳米ZSM-5沸石的研究[D]. 田晓帅.大连理工大学 2013
[6]粉煤灰和炉渣作水泥混合材及粉煤灰掺量对不同水胶比混凝土的强度影响研究[D]. 张超.西安建筑科技大学 2012
本文编号:3439353
【文章来源】:宁夏大学宁夏回族自治区 211工程院校
【文章页数】:68 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
图2-1煤气化粗渣XRD谱图??Fig?2-1?Coal?gasification?coarse?slag?XRD?spectrum??
宁夏大学硕士学位论文?第二章实验材料与表征??2.1.3形貌分析??通过场发射扫描电子显微镜(F-SEM)分析煤气化粗渣的形貌如图2-2所示。其中明显可以??看到有光滑的球体和不规则的颗粒状,表面无孔隙结构,结合煤气化粗渣成分分析可以推测是粗??渣中的硅铝质无机物,金属氧化物掺杂其中。结合煤气化粗渣物相分析可以得出无机物主要以非??晶态形式存在,这也与文献中所报道的结论相符合【13]。??國??图2-2煤气化粗渣SEM图像??Fig?2-2?SEM?image?of?coal?gasification?coarse?slag??^???^?3444??1??1040????i?*?i???i???i???i?■?i?*?i??4000?3500?3000?2500?2000?1500?1000?500??Wavenumbers(cm_1)??图2-3煤气化粗渣红外谱图??Fig?2-3?Coal?gasification?coarse?slag?FT-IR?spectrum??2.1.4官能团分析??通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析煤气化粗渣中存在的官能团如图2-3所示。3444cm-??1处的振动峰被认为是吸收水的羟基振动所导致的PI;?1040?cnr1处的强吸收峰是典型的硅酸盐玻??璃带,属于Si(Al)-0-Si反对称拉伸;728?cm-1和462CHT1处的振动峰是典型的莫来石振动,这些??-11?-??
Xa?*?.?■!?-?fc?*■?1-)??j?g?I??—)多-i?a?ft?i?1?.?^?*r ̄^?"?^?▲專表爲?>?夫-**??*???I?*???**i?a??_J1__L^_U_^l_JuJ_>JLw.__i!L??*?■?I?1?'?■?1?I?'?'?k?■?I?1?1?k?■?I?1?■?■?■?I???■?■?b?I?■?■?^?■?I?■?■?'?■?1?1?1?1?■??5?10?15?20?25?30?35?40?45??20(degree)??图3-2不同渣碱质量比合成FAU型沸石XRD谱图??Fig?3-2?XRD?spectra?of?FAU?zeolites?synthesized?with?different?slag-alkali?mass?ratios??如图3-2所示为不同渣碱质量比水热反应合成FAU型沸石的XRD图,XRD射线衍射数据通??过jade软件分析后结合表3-4中合成的FAU型沸石比表面积可知,在20?=?6.13°、10.03°、丨5.48°、??23.66°、27.47°和3】.05°时均出现了较强的FAU型沸石特征衍射峰,则不同渣碱比均可合成单一??晶相的FAU型沸石,只是不同渣碱比导致合成的沸石晶化程度大小不一。在渣碱比小于1?:?1.5??时,随着渣碱比的增大,FAU型沸石的晶化度越高,比表面积也与之成正比,最大为570.89m2/g,??当渣碱比大于1?:?1.5时,合成的FAU沸石晶化度开始降低,比表面积出现大幅度减校综合上??述结果可得出渣碱质量比对合成单一晶相的FAU型沸石影响不是很大,过多的碱对比表面积的??提升不多,反而会带来成本的大量增加
【参考文献】:
期刊论文
[1]纳氏试剂分光光度法对水中氨氮的测定研究[J]. 王作芬. 天津化工. 2019(05)
[2]新型煤化工废水零排放技术问题与解决思路[J]. 李卿. 化工设计通讯. 2019(09)
[3]《2019年世界能源蓝皮书》发布[J]. 天然气技术与经济. 2019(03)
[4]发生炉煤气站无组织排放的污染与治理[J]. 苑卫军,韩明汝,王辉. 玻璃. 2019(02)
[5]粉煤灰合成Na-P1型沸石对氨氮的吸附[J]. 何宏福,李亚光. 净水技术. 2018(S2)
[6]免烧法煤气化粗渣制备陶粒工艺及其性能研究[J]. 张凯,刘舒豪,张日新,王丝蒂,刘航恺,史子玥. 煤炭科学技术. 2018(10)
[7]粉煤灰基地质聚合物水热原位转化NaP型沸石分子筛的研究[J]. 仇秀梅,刘亚东,严春杰,董学林. 岩石矿物学杂志. 2018(04)
[8]煤炭产业的环境保护问题及建议[J]. 闫楠. 中国环境管理. 2018(03)
[9]煤气化炉渣研究现状及利用技术展望[J]. 商晓甫,马建立,张剑,许丹宇,张良运,周金倩,段晓雨,张晓敏. 环境工程技术学报. 2017(06)
[10]煤气化渣对水泥混凝土性能的影响[J]. 刘开平,赵红艳,李祖仲,关羽,汤卓群,陈骞. 建筑科学与工程学报. 2017(05)
博士论文
[1]无溶剂法高温合成沸石分子筛[D]. 边超群.浙江大学 2018
硕士论文
[1]煤气化粗渣制备活性炭/沸石复合吸附材料及其性能研究[D]. 姚阳阳.吉林大学 2018
[2]粉煤灰合成沸石对废水中氨氮的吸附特性研究[D]. 吕晨培.重庆大学 2018
[3]低温固相法活化煤气化细渣及其综合利用制备二氧化硅介孔材料[D]. 温龙英.内蒙古大学 2015
[4]沸石对生活污水氨氮处理的研究[D]. 李建霜.重庆交通大学 2014
[5]水热合成低硅铝比纳米ZSM-5沸石的研究[D]. 田晓帅.大连理工大学 2013
[6]粉煤灰和炉渣作水泥混合材及粉煤灰掺量对不同水胶比混凝土的强度影响研究[D]. 张超.西安建筑科技大学 2012
本文编号:3439353
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