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低温微氧条件下AsH_3气体吸附净化研究
作 者: 柏杨巍
导 师: 宁平
学 校: 昆明理工大学
专 业: 环境工程
关键词: 黄磷尾气 AsH3 磺化酞菁钴 改性活性炭 吸附净化
分类号: X701
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要
我国是世界上重要的磷生产国和磷出口国。综合利用黄磷尾气这一重要一碳化学资源、保护环境成为我国磷化工企业走可持续发展道路所面临的重大课题,也为黄磷尾气综合利用规模化提供了必要条件。黄磷尾气富含高浓度一氧化碳,其无法得到较好利用最重要的限制因素是尾气中含有较多的杂质,如硫、磷、砷、氰等等,这些杂质因无成熟深度的净化技术,导致其长期无法全部利用。本文重点研究了改性活性炭吸附净化黄磷尾气中低浓度AsH3杂质的性能。本文筛选了活性炭吸附剂的活性组分;在活性组分确定的前提下对改性活性炭吸附净化AsH3气体做单因素实验,研究吸附剂的吸附性能,对空白活性炭、吸附穿透AsH3的空白活性炭、Cu(NO3)2改性活性炭、吸附穿透AsH3的Cu(NO3)2改性活性炭、Cu(NO3)2/CoPcS改性活性炭、吸附穿透AsH3的Cu(NO3)2/CoPcS改性活性炭进行N2-BET、SEM-EDS表征,为机理研究提供数据;通过基础实验数据和表征结果共同研究吸附剂对AsH3的净化机理。通过研究表明:改性炭在制备过程中适当增加Cu(NO3)2的浓度有利于提高其吸附AsH3的能力,增加CoPcS的浓度也有利于提高改性活性炭吸附净化AsH3的能力、焙烧温度400℃为最佳制备条件;吸附反应阶段较适宜的体积空速为2118h-1、氧体积分数2%、吸附温度为90℃。N2吸附表征了活性炭的比表面积和孔结构性质,与原活性炭相比,Cu(NO3)2与CoPcS混合浸渍改性活性炭的比表面积和孔体积稍有增加,对AsH3的吸附能力却显著提高,说明AsH3与浸渍剂在活性炭表面发生了化学反应;孔径分布说明AsH3在改性炭的中孔或大孔上参与化学吸附造成微孔扩充,而不是微孔填充和覆盖。Cu(NO3)2/CoPcS改性活性炭吸附剂对AsH3吸附可能是发生于界面的化学吸附,改性炭的表征结果证实了吸附剂表面吸附前后的变化,初步研究了改性活性炭的净化机理,认为Cu(NO3)2/CoPcS改性活性炭对AsH3有较大的吸附量和净化功能,AsH3气体可能在活性炭表面转化为砷单质(As)和三氧化二砷(AS203)。
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全文目录
摘要 3-4 Abstract 4-8 第一章 绪论 8-10 1.1 研究背景和意义 8-9 1.2 主要研究内容 9-10 第二章 文献综述 10-23 2.1 AsH_3的性质及研究现状 10-11 2.1.1 AsH_3的性质和产生 10 2.1.2 AsH_3的毒性 10-11 2.1.3 AsH_3的净化脱除 11 2.2 黄磷尾气 11-16 2.2.1 黄磷尾气的产生与组成 11-13 2.2.2 黄磷尾气净化技术 13-16 2.3 黄磷尾气的主要用途 16-20 2.3.1 热值利用 16-17 2.3.2 合成化工产品 17-20 2.4 酞菁及其化合物 20-22 2.4.1 酞菁化合物结构及性质 20-21 2.4.2 磺化酞菁钴 21 2.4.3 负载型酞菁催化剂研究进展 21-22 2.5 本章小结 22-23 第三章 实验方法及分析 23-33 3.1 吸附剂的制备 23-24 3.1.1 吸附剂制备装置及药品 23 3.1.2 所用磺化酞菁钴结构讨论 23-24 3.1.3 制备方法的选择 24 3.1.4 吸附剂制备 24 3.2 吸附剂吸附穿透实验 24-26 3.2.1 实验装置 24 3.2.2 实验流程及条件 24-26 3.3 分析方法 26-30 3.3.1 流量计校正 26-27 3.3.2 穿透吸附容量计算 27 3.3.3 AsH_3的测量二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法 27-30 3.4 吸附剂表征 30-32 3.4.1 吸附剂宏观物性表征 30-31 3.4.2 吸附剂微观物性表征 31-32 3.5 本章小结 32-33 第四章 吸附实验结果及分析 33-63 4.1 吸附剂活性物质的筛选 33-34 4.2 单因素试验 34-39 4.2.1 单因素试验条件 34-39 4.3 改性活性炭吸附剂的表征 39-61 4.3.1 N2-物理吸附 39-42 4.3.2 扫描电镜(SEM)和能量色散谱仪(EDS)表征 42-61 4.4 本章小结 61-63 第五章 结论和建议 63-65 5.1 结论 63-64 5.2 后续研究及建议 64-65 致谢 65-66 参考文献 66-70 附录A 攻读硕士期间取得的成果 70-71 附录B 攻读硕士期间参与的科研项目 71
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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 > 废气的处理与利用
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