水泥厂废旧除尘布袋制备活性炭及其吸附性能研究

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1、广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）水泥厂废旧除尘布袋制备活性炭及其吸附性能研究廖希凯－．：．－－？－：二〇一五年五月：１１８４５分类号：学校代号１１２０７０１９ＵＤＣ：２１：密级：学号广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）水泥厂废旧除尘布袋制备活性炭及其吸附性能研究廖希凯指导教师姓名、职称：宁寻安教授学科专业）或领域名称：环境科学与工程（学生所属学院：环境科学与工程论文答辩日期：２０１５年５月３０日ＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＧｕａｎｄｏｎＵｎｉ

2、ｖｅｒｓｉｔｙｏｆｇｇＴｅｃｈｎｏｌｏｆｏｒｔｈｅＤｅｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｇｙｇ（ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅ）ＳｔｕｄｙｏｎＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄＣｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆＡｃｔｉｖａｔｅｄＣａｒｂｏｎｆｒｏｍＷａｓｔｅＦｉｌｔｅｒＢａｓｇＣａｎｄｉｄａｔｅ：ＬｉａｏＸｉｋａｉＳ＇ｕｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＮｉｎＸｕｎａｎｐｇＭａｙ２０１５ＳｃｈｏｏｉｌｏｆＥｎｖｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｕａｎｇｄｏｎｇ

3、ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＧｕａｎｇｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ，５１０００６摘要摘要水泥行业粉尘污染十分严重，在粉尘治理过程中经常用到袋式除尘器，而布袋作为除尘器的核心，因其使用寿命有限，每年都会更换大量的废旧除尘布袋。目前，这些废旧布袋并没有得到安全有效的处理。本文以广东龙门县某水泥厂的废旧布袋为研究对象，对其进行工业分析及元素－ＤＴＧ）分析。釆用热重分析方法（ＴＧ，在高纯氮气下对废旧布袋进行热重分析。分析结果表明：布袋的材质主要为洚论８８．３５％，６２．７７，挥发分含量

4、高达碳元素含量达％，固定碳含量为９．４３％。废旧布袋的热解过程可分为脱水干燥、炭化热解、煅烧三一分解个阶段，废旧布袋有较高的热稳定性，其热解过程分布在个比较窄的温度°°范围内，主要分布在３７０Ｃ至５３５Ｃ。以废旧布袋为原料，ＫＯＨ为活化剂，通过正交试验和单因素试验，考察了碱炭比、活化温度、活化时间和炭化温度对活性炭吸附性能（碘吸附值和亚甲基蓝吸附值）及产率的影响。利用物理混合和碱液浸渍两种不同的前处理方式制得了活性炭样品：３、，确定了其最佳制备工艺条件，物理混合的最佳制备工艺条件为碱炭比°°活化温度７００Ｃ、活化时间５０ｍｉｎ、炭化温度５００Ｃ。该

5、条件下制备的活性炭性能最佳，其碘吸附值、亚甲基蓝吸附值和产率分别为１４５５．０７ｍｇ／ｇ，１００．５ｍｇ／ｇ和１７．５４工艺条件为°％。碱液浸渍的最佳制备：浸渍比３、活化温度７５０Ｃ、活化时间７０ｍｉｎ。其最佳样品的碘吸附值为１０４７．４９ｍｇ／ｇ，亚甲基蓝吸附值为１２７．５ｍｇ／ｇ，产率为２２．１１％。７７Ｋ下测ＢＥＴ釆用全自动孔径分析仪，在定两种最佳活性炭的Ｎ２等温线，通过－方程、ｔｐｏｌｔ法和ＢＪＨ法计算及分析其比表面积、孔体积和孔径分布等基础数据。采用ＳＥＭ以及ＦＴＩＲ等分析方法对活性炭样品进行表征，分析其表面形貌。结果显２３示：５

6、８６／ｃｍ物理混合制备的活性炭比表面积高达１．７ｍｇ，总孔容达０．８０２／ｇ，平均２孔径为２．０２２ｎｍ。而碱液浸渍制备的活性炭比表面积达１０８６．３ｍ／ｇ，总孔容达１．２９８ｃｍＶｇ，平均孔径为４．７７８ｒｕｎ。物理混合对微孔影响较大，而碱液浸渍对中孔影响较。大氮气吸附等温线表明，活性炭样品的吸附等温线属于Ｉ型等温线，孔径分布以微孔为主。ＦＴＩＲ结果表明，废旧布袋经过热解炭化之后，许多表面官能团消失或发生较大的变化。ＳＥＭ结果表明，活性炭表面粗糖，有较多的孔隙结构。Ｉ广东工业大学领士学位论文利用制备的活性炭样品去吸附模拟刚果红废水，并与

7、商品活性炭进行比较。吸°附试验表明，投加量为１０ｇ／Ｌ，原水ｐＨ值，溶液温度为３０Ｃ，吸附时间为９０ｍｉｎ的条件下，各活性炭样品对刚果红的吸附效果最佳，去除率都在８０％以上。结果还表明，本试验制备的活性炭样品性能普遍要优于普通商品活性炭样品。关键词：废旧除尘布袋；活性炭；ＫＯＨ；吸附；性能表征ＩＩＡＢＳＴＲＡＣＴＡＢＳＴＲＡＣＴＤｕｓｔｏｌｌｕｔｉｏｎｏｆｃｅｍｅｎｔｉｎｄｕｓｔｒｉｓｓｅｒｉｏｕｓ