生物质热解还原铬渣的机理研究

发布时间：2023-05-03 14:19

　　铬渣污染是我国目前所面临的重大环境问题之一，国内现存20余家铬盐厂，历年积存量约300万吨。所产生的铬渣大部分露天堆放，经雨水冲淋，造成土壤及地下水污染。铬渣中含有大量六价铬是对人体危害最大的八种化学物质之一，也是国际公认的三种致癌重金属化合物之一。生物质与铬渣热解工艺是一种新型铬渣处理工艺,该工艺将铬渣与生物质混合，然后在高温下热解，该工艺能有效地将Cr(VI)还原。然而反应的机理并不清楚，因此本论文对生物质组分热解还原机理进行研究，为高效节能工艺提供理论依据。 本课题首先考察了木质素、纤维素等主要生物质组分添加量、热解时间、热解温度等方面因素对铬渣中Cr(VI)还原的影响。并通过阿累尼乌斯拟合动力学方程及吉布斯自由函理论热力学研究分析对比了纤维素、木质素这两种生物质组分热解还原铬渣的机理，为热解工艺提供理论指导。得到以下结论： (1)随着热解温度的增加，热解后铬渣中剩余Cr(VI)的含量越低，高温有助于挥发性有机物的快速释放。反应时间越长还原越彻底，反应时间超过10min之后基本趋于稳定。改变生物质比例对热解还原反应影响较小。两种生物质组分在低温时热解效果差别较大，400℃以上差别...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 铬渣的组成、来源与危害
        1.1.1 铬的性质与用途
        1.1.2 铬渣的来源及组成
        1.1.3 铬渣的危害及毒性
        1.1.4 国内外铬渣污染现状
    1.2 铬渣的传统处理处置技术
        1.2.1 铬渣的堆存
        1.2.2 铬渣无害化处理技术
        1.2.3 铬渣资源化技术
    1.3 生物质能
        1.3.1 生物质
        1.3.2 生物质能
    1.4 热解技术及热解动力学
        1.4.1 热解
        1.4.2 生物质热解
        1.4.3 热解动力学
        1.4.4 热解技术处理铬渣
    1.5 本课题研究背景及创新性
第2章 实验材料与方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 铬渣
        2.1.2 生物质组分
        2.1.3 设备及仪器
    2.2 实验内容及分析方法
        2.2.1 Cr(VI)含量的测定
        2.2.2 生物质组分热解特性的分析
        2.2.3 Cr(VI)热解还原实验
        2.2.4 动力学研究
        2.2.5 热力学研究
第3章 生物质组分热解还原铬渣实验研究
    3.1 生物质组分的热重分析
        3.1.1 热重实验
        3.1.2 纤维素热重分析
        3.1.3 木质素热重分析
        3.1.4 小结
    3.2 热解实验
        3.2.1 铬渣样品中六价铬含量本底值
        3.2.2 以温度为变量的热解实验
        3.2.3 以生物质组分投加量为变量的热解实验
        3.2.4 以热解时间为变量的热解实验
    3.3 小结
第4章 热解动力学及热力学研究
    4.1 生物质热解还原铬渣的动力学研究
        4.1.1 动力学方程的建立
        4.1.2 纤维素热解还原铬渣动力学
        4.1.3 木质素热解还原铬渣动力学
    4.2 生物质热解还原铬渣的热力学研究
        4.2.1 热力学方程的建立
        4.2.2 CH4与 CaCrO4的反应
        4.2.3 CH3OH 与 CaCrO4的反应
        4.2.4 HCHO 与 CaCrO4的反应
        4.2.5 H2与 CaCrO4的反应
        4.2.6 CO 与 CaCrO4的反应
        4.2.7 C6H6与 CaCrO4的反应
    4.3 小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文
致谢



本文编号：3806867