物理活化法生物炭吸附VOCs性能研究

发布时间：2018-01-24 07:39

本文关键词： 热裂解生物炭物理活化法 VOCs 吸附　出处：《大连海事大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：近年来国家开始关注环境中挥发性有机化合物的排放与治理问题。挥发性有机化合物又叫VOCs,全称Volatile Organic Compounds,各种处理VOCs的手段和技术不断被提出,其中就包括活性炭吸附法处理技术,而同时农业废弃物的处理也一直是一个难题。本文从热裂解入手,对农业废弃物进行炭化,制得活化生物炭的前体物质-生物炭,并把研究重心放在活化生物炭的制备以及其对VOCs的吸附性能研究上,将农业废弃物处理和VOCs治理有机地结合起来,探索活化生物炭替代煤质活性炭来作为吸附剂处理VOCs的可能性。在本研究中采用的生物炭活化方法是物理活化法,包括水蒸气活化、二氧化碳活化。水蒸气活化主要考察了不同炭水质量比对活化生物炭的吸附效果有何影响;二氧化碳活化主要考察了不同温度下活化同种生物炭,其所得产物对VOCs吸附性能差异和同一温度下以不同生物质为前体所制备的活化生物炭对VOCs吸附性能差异。具体的研究包括表观密度测定、主动吸附实验、被动吸附实验、碘吸附值测定、表面含氧官能团测定等实验。结论主要包括:1、物理活化法生物炭表观密度为(0.2±0.02)g/mL;2、主动吸附实验结果表明,水蒸气活化法生物炭在VOCs排放源浓度不饱和的情况下,MPCL 1-1对正己烷饱和吸附量可以达到54.80 mg/g,吸附性能稍低的MPCL6-1也达到了 22.90mg/g;3、二氧化碳活化实验中,随着活化温度的升高活化生物炭对正己烷的吸附量不断下降,从750℃时的17.8 mg/g下降到850℃时的6.2mg/g;4、被动吸附实验一方面验证了主动吸附实验中的一些参数,同时也发现同一种炭对不同种VOC的吸附性能是不相同的,对苯吸附效果好的炭对正己烷却可能不理想。一级动力学反应方程的拟合结果表明被动吸附很符合一级动力学模型,R2在0.956-0.998之间;5、通过Boehm滴定实验发现在水蒸气活化过程中,炭表面没有检测到酚羟基的形成;6、碘吸附值实验测定了市售优质活性炭和实验室自制的物理活化法生物炭的碘值,通过结果分析发现编号为MPCL 1-1的炭吸附效果达到了 413.93 mg/g,市售活性炭1#为877.46 mg/g,与主动、被动实验结果相符。综合上述结果,并结合煤质活性炭天生的缺陷-原料煤是紧缺的不可再生能源,物理活化法生物炭有替代煤质活性炭作为VOCs的吸附剂大规模应用的前景。
[Abstract]:In this paper , the adsorption capacity of activated carbon with activated carbon was studied . The results showed that the adsorption capacity of activated carbon was 54.80 mg / g and the adsorption performance of activated carbon was lower than that of activated carbon . The commercial activated carbon 1 # is 877.46 mg / g , which is consistent with the results of active and passive experiments . The above results are combined with the natural defects of the coal quality activated carbon - the raw coal is a scarce non - renewable energy , and the physical activation method biological carbon has the prospect of replacing coal - quality activated carbon as an adsorbent for the large - scale application of VOCs .

【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X505

【参考文献】