低氧烟道环境制备污泥活性炭-论文.pdf

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1、第29卷第15期农业工程学报Vo1．29No．152013年8月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringAug．2013215低氧烟道环境制备污泥活性炭赵培涛，葛仕福，刘长燕(1．东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室，南京210096；2．东京工业大学环境科学与技术系，横滨226．8503)摘要：为降低污泥制备活性炭的成本，以高温低氧烟道气为媒介，研究了活化时间、温度、蒸气含量以及氧含量对污泥活性炭性能的影响规律，结果表明：活化温度、活化时间及水蒸气流量的最佳值分别为800。C、9

2、0min和34．8％，该条件下污泥活性炭比表面积、产率、甲基橙及亚甲基蓝吸附值分别为：246．3mZ／g、46％、14．8mg／g、18．1mg／g。因而，高温低氧烟气直接用于物理活化法制备污泥活性炭，活化气量(水蒸汽)不够，产品活性炭的性能差，活化温度高达800。C，运行成本仍偏高。将湿污泥用ZnC12按1：1浸渍16h后活化炭化，在活化温度、活化时间、氧含量分别为550。C、90min、2％时，污泥活性炭的产率为59％，其比表面积和亚甲基蓝吸附值分别达5l6．1m2／g和129．8mg／g，孔体积为0．29cm儋，微孔体积为0．16cm儋，平均孔径为3．95

3、am，性能较好。氧气能促进活性炭微孔的形成与发展，最佳的氧含量为2％--4％。与无氧条件下制备的污泥活性炭相比，氧含量为4％时制得的污泥活性炭的比表面积增加了6．82％，亚甲基蓝吸附值提高了2．75倍。该研究表明：高温烟气作为热源、保护气和活化气，结合化学活化法，可将脱水湿污泥直接制成污泥活性炭。该结果可为低成本制备污泥活性炭、实现污泥处理的资源化利用提供一定的参考。关键词：活性炭，温度，吸附，物理活化，ZnC12活化，高温低氧烟道气doi：10．3969／j．issn．1002—6819．2013．15．026中图分类号：X712文献标志码：A文章编号：100

4、2—6819(2013)一15-0215-08赵培涛，葛仕福，刘长燕．低氧烟道环境制备污泥活性炭[J]．农业工程学报，2013，29(15)：215-222．ZhaoPeitao，GeShifu，LiuChangyan．Activatedcarbonproductionfromsewagesludgeemployinglow—oxygenfluegas[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2013，29(15)：215—222．(in

5、ChinesewithEnglishabstract)附剂，还是良好的催化剂，尽管相关参数比不上商0引言业活性炭，但应用效果却能与商业活性炭媲美L4J。活性炭是一种广泛应用于环境污染控制的吸将污泥制成活性炭能同时实现污泥处理的减量化、附剂，然而现有商品活性炭成本较高，使用受到一稳定化、无害化及资源化，具有重要理论及现实意定程度的限制，寻求低成本的各类含碳材料生产活义。按活化法分类，活性炭主要分为化学法活性炭性炭一直是研究的热点。与此同时，随着经济的发(化学炭)、物理法活性炭以及物理化学法活性炭展，工业化和城镇化进程的推进，污泥的产量急剧(或化学物理法活性炭)。其

6、中物理活化法是利用增加。以含水率80％计，全国2010年污泥总产生量水蒸气或二氧化碳等活化气体进行碳的弱氧化作为2100万t，并将很快突破3000万t[1-2]。污泥中含用，使炭化料的孔径疏通，进而扩大、发展，形成有大量的有机物，高温碳化活化后可制成活性炭[3】。活性炭特有的多孔微晶结构。由于在活化过程中没同时，污泥中含有大量金属氧化物，不仅可作为吸有涉及化学药品，无需洗涤过程，活性炭制备时所带来的环境污染轻、设备腐蚀较小。收稿日期：2012—1234修订日期：2013．04．26Rozada等【5J利用化学活化和热解方法制备了污基金项目：水体污染控制与治理科技

7、重大专项(2010ZX07319—002)；江泥活性炭，采用液相吸附试验研究了污泥活性炭的苏省2012环保科技计划(2012033)；国家建设高水平大学公派研究生吸附性能，证实了活性炭在染料的去除方面具有较项目(2011609050)好前景。Martin等LoJ以剩余污泥为原料，采用H2SO4作者简介：赵培涛(1984一)，男，博士生，研究方向固体废弃物处理及资源化利用南京能源转换及其过程控制教育部重点实验室，东南活化并在700。C碳化制得活性炭。活性炭结构以介大学能源与环境学院，210096；横滨东京工业大学前沿研究院，孔为主，比表面积为253m2／g，平均孔

8、径达到226—8503。