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流化床粉煤灰合成分子筛及处理含氟废水的研究

作 者: 李焕娣
导 师: 王增长
学 校: 太原理工大学
专 业: 环境工程
关键词: 流化床粉煤灰 分子筛 改性 含氟废水
分类号: X703
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 79次
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内容摘要


流化床粉煤灰是煤粉在沸腾炉中燃烧后形成的细粒分散状残余物,主要来源于矸石电厂。由于多年的累积和缺乏有效的治理,大量粉煤灰不仅占用大量土地,而且污染环境。目前人们对粉煤灰的利用主要体现在建材方面,其科技含量较低。为了更好的利用粉煤灰,本文以活性较高的流化床粉煤灰为主要原料合成沸石分子筛,研究其可行性和优越性。实验采用水热合成法,主要从硅铝比、碱度、晶化时间等几个方面对沸石分子筛合成的影响进行考察。实验温度固定在100℃,通过加入水玻璃调节粉煤灰的硅铝比。实验发现,富硅的流化床粉煤灰易生成P型分子筛,最佳合成条件为碱度1.94mol/L,50℃老化6h,100℃晶化16h;富铝的流化床粉煤灰易生成X型分子筛,最佳合成条件为碱度2.50mol/L,室温老化2h,100℃晶化16h。由中试实验可以看出,A灰合成产物晶型均为P型,相对结晶度较低;B灰合成产物晶型发生变化,加入工业水玻璃之前,产物晶型为X型,加入工业水玻璃后,产物晶型变为P型。沸石用于除氟必须经过改性,载铁改性的沸石具有较大的除氟容量和除氟率,其除氟容量可达到1.54mg/g,除氟率在高浓度(100mg/L)为77.1%,中浓度(50mg/L)为85.4%,低浓度(20mg/L)为96%。本实验还探讨了反应温度和时间对除氟率的影响,结果显示,最佳反应温度为40℃,时间为30min。由此可见,流化床粉煤灰不需要高温焙烧,只需简单处理,即可反应获得沸石分子筛产品,且反应所需时间较短,反应温度较低,体现了其较强的化学活性,降低了合成反应控制的难度,有利于实现工业化生产;以粉煤灰合成的沸石处理含氟废水效果良好,其吸附容量大,去除率高,是很好的除氟剂。

全文目录


摘要  2-4
ABSTRACT  4-8
第一章 粉煤灰及沸石分子筛概述  8-28
  1.1 粉煤灰概述  8-15
    1.1.1 粉煤灰的概念  8
    1.1.2 粉煤灰的来源  8-10
    1.1.3 粉煤灰的相组成  10
    1.1.4 粉煤灰的成分及物化性质  10-11
    1.1.5 流化床粉煤灰的特性  11-13
    1.1.6 粉煤灰的综合利用  13-15
  1.2 沸石分子筛概述  15-21
    1.2.1 沸石分子筛的概念  15-16
    1.2.2 沸石的结构  16
    1.2.3 沸石的分类  16-17
    1.2.4 沸石的主要物理化学性质  17-19
    1.2.5 几种容易合成的沸石简介  19-21
  1.3 粉煤灰沸石分子筛的合成  21-27
    1.3.1 粉煤灰沸石的主要合成方法  22-24
    1.3.2 粉煤灰沸石的合成机理  24-27
  1.4 沸石分子筛在环保中的应用  27-28
第二章 沸石分子筛处理含氟废水的研究现状  28-40
  2.1 含氟废水的来源、危害及除氟研究现状  28-35
    2.1.1 含氟废水的来源  28
    2.1.2 含氟废水的危害  28-29
    2.1.3 含氟水的处理方法  29-34
    2.1.4 去除水中氟的研究进展  34-35
  2.2 沸石分子筛的改性技术研究  35-38
    2.2.1 活化处理  36
    2.2.2 表面改性  36-37
    2.2.3 结构改性  37-38
  2.3 课题选择的意义及主要研究内容  38-40
    2.3.1 课题选择的意义  38-39
    2.3.2 主要研究内容  39-40
第三章 以流化床粉煤灰为原料水热合成法制取沸石  40-62
  3.1 实验原料、试剂及仪器装置  40-43
    3.1.1 实验原料  40-41
    3.1.2 实验试剂  41-42
    3.1.3 实验仪器装置及分析仪器  42-43
  3.2 水热合成实验  43-60
    3.2.1 小试实验流程  43-45
    3.2.2 中试实验流程  45-47
    3.2.3 反应结果分析  47-60
  3.3 小结  60-62
第四章 合成分子筛吸附法处理含氟废水  62-72
  4.1 实验仪器设备、试剂及方法  62-63
    4.1.1 实验仪器设备  62
    4.1.2 实验试剂  62-63
  4.2 分子筛载铁改性及除氟实验  63-66
    4.2.1 载铁改性实验  63
    4.2.2 除氟实验  63-66
  4.3 结果与讨论  66-70
    4.3.1 沸石改性前后对其除氟性能的影响  66-68
    4.3.2 沸石的晶型、结晶度对改性产物除氟性能的影响  68
    4.3.3 反应温度对去除率的影响  68
    4.3.4 除氟反应时间对去除率的影响  68-69
    4.3.5 沸石加入量对去除率的影响  69-70
  4.4 对载铁X 型分子筛除氟机理的分析  70-71
  4.5 小结  71-72
第五章 结论与建议  72-74
  5.1 结论  72-73
  5.2 存在的问题与建议  73-74
参考文献  74-80
致谢  80-81
攻读学位期间发表的学术论文  81

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废水的处理与利用
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