流化床粉煤灰合成沸石及处理含酚废水的研究

太原理工大学硕士学位论文流化床粉煤灰合成沸石及处理含酚废水的研究姓名：陈婷婷申请学位级别：硕士专业：环境工程指导教师：王增长20080501流化床粉煤灰合成沸石及处理含酚废水的研究作者：陈婷婷学位授予单位：太原理工大学相似文献(10条)1.期刊论文郝培亮.李晓峰.石泽华.窦涛.王增长.HAOPei-liang.LIXiao-feng.SHIZe-hua.DOUTao.WANGZeng-zhang流化床粉煤灰合成沸石的研究-中北大学学报2008,29(3)在较低液固比(5:1)下,以流化床粉煤灰为原料通过敞开体系和密闭体系水热法成功合成了A,P型沸石,考察了粉煤灰原料组成、晶化时间、碱度、温度、搅拌、敞开及密闭体系等合成条件对合成沸石晶型、结晶度和形貌的影响.结果表明,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A,P型沸石,体现了其较强的化学活性;合成中碱度对产物晶型及结晶度均有影响,碱度增加产物晶相由P型变化为A(或X)型;碱度继续增加,则转变为HS型.石英相在反应前后没有变化,其对晶化过程影响不大;富铝的流化床粉煤灰容易生成A型沸石,而富硅的流化床粉煤灰易生成P,X型沸石;敞开体系合成沸石工艺设备要求简单,产物结晶度较高,有利于实现工业化生产.2.学位论文石泽华流化床粉煤灰合成沸石及处理含氟废水的研究2007流化床粉煤灰是煤粉在沸腾炉中经过燃烧后形成的细粒分散状残余物，主要来源于矸石电厂。目前，对于粉煤灰沸石的合成主要集中在以煤粉炉粉煤灰为原料的合成上，而以流化床粉煤灰为原料的合成研究却比较少。流化床粉煤灰形成温度较低，小于1000℃，因而形成的粉煤灰主要为不规则形状，而且具有很高的反应活性。以流化床粉煤灰为原料合成沸石可以不进行高温焙烧预处理，而直接将其用于水热合成反应。在煤粉炉粉煤灰中含有一定量的莫来石和石英，莫来石对于沸石的形成有不利影响，因此煤粉炉粉煤灰合成沸石需要经过预处理。以粉煤灰沸石处理含氟废水效果良好，粉煤灰沸石吸附容量大，去除率高，是很好的除氟剂。本论文首先采用水热合成法合成沸石分子筛，重点从硅铝比、碱度、固液比、晶化时间、晶化温度等几个方面对沸石合成的影响进行详尽的考察。实验中一律采用较高的固液比1:5，温度固定在95～100℃。通过加入工业水玻璃改变粉煤灰的硅铝比，使硅铝比由原来的A灰2.02和B灰1.73提高到3.00或3.70。发现A灰在硅铝比为3.00时，产物为X型分子筛。在该硅铝比下，当碱度提高到3.00M时产物为P型。当把硅铝比提高到3.70时产物的晶型为P型，而没有X型沸石产生。B灰也具有相似的规律。碱度也是影响合成沸石的关键因素之一，实验中通过改变反应混合物的碱度，如将碱度分为1.00、1.30、1.80、2.40、2.60、3.00M等几个不同的浓度。实验发现低于1.00M的碱度粉煤灰不发生结晶。碱度在一定的范围内提高，可以提高产物的结晶度。当碱度较大时如：3.00M，产物的晶相由X型转变为P型。此外，粉煤灰合成沸石都有一定的诱导期，A灰大致为8小时，B灰为6小时，在这个时间内产物基本不会结晶，当时间延长，产物开始大规模结晶，在诱导期之后的2～4小时内结晶度达到最高结晶度的50％以上。之后产物的结晶度增加缓慢。反应时间到20～24小时结晶度基本达到最高值。碱熔融法合成与水热合成法不同，碱熔融法预处理过的粉煤灰产生了一定的改变，其高碱度的焙烧样甚至产生了结晶产物。实验中选取碱度、晶化时间、晶化温度等几个方面进行考察。发现，通过碱熔融法处理的粉煤灰活性更高，石英相减少，反应生成产物的时间缩短，沸石的结晶率可以提高到75％。富铝的粉煤灰容易生成A型分子筛，而富硅的粉煤灰容易产生X型分子筛。同一种粉煤灰在不同碱度下反应得到的产物不同，A灰随着碱度的提高其产物顺序为P→X型分子筛，B灰产物顺序为A型分子筛→HS(羟基方钠石)。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20mg/g，除氟率在高浓度为74％，中低浓度为96～98％。本实验中还探讨了通过提高改性温度，获得较为稳定的改性产物。结果显示：在160～180℃之间的改性产物的稳定性较高。结果表明：以流化床粉煤灰合成沸石具有合成过程容易控制、产物结晶度高等优点。其载铁改性产物具有除氟率高、除氟容量大的特点，是很好的除氟剂。3.期刊论文石泽华.王增长.王永红.SHIZe-hua.WANGZeng-zhang.WANGYong-hong利用流化床粉煤灰合成分子筛的研究-山西煤炭2007,27(2)利用工业废渣循环流化床粉煤灰成功合成出较高结晶度的X、P型分子筛,合成过程无须高温焙烧预处理;通过XRD分析表征发现,该法合成分子筛结晶度较高,X型分子筛相对结晶度达68%～75%,P型为55%.4.学位论文徐阳流化床粉煤灰合成沸石处理含氟废水及沸石再生的研究2008粉煤灰是冶炼、化工、燃煤电厂等排出的固体废物，是工业固体废物中排放比重最大的物质之一。大量的粉煤灰露天堆放，不仅占用大量土地，而且严重污染环境。但同时粉煤灰也是一种具有良好活性的工业原料。因此，无论从节约能源，利用资源，还是保护地球环境方面来说，粉煤灰的有效利用都是一个迫切的问题。一些发达的国家如美国、英国、德国、前苏联、同本等都把粉煤灰再利用技术作为国策的一环。在我国，粉煤灰综合利用也是经济建设发展中的一个重要环节，粉煤灰的处理和再资源化已成为我国亟待解决的问题。目前，国内外已有许多关于粉煤灰合成分子筛的报道[1],本论文在研究的过程中使用含有结晶相较少、具有高活性的流化床粉煤灰为基本原料，省去高温焙烧活化预处理步骤，利用水热合成法将流化床粉煤灰直接合成沸石分子筛，研究用流化床粉煤灰合成有效分子筛的可行性。工业含氟废水来源广泛，危害巨大，处理困难。目前，国内外常用的除氟方法主要有混凝沉淀法和离子交换法等[2]。但都有其弊端，如混凝沉淀法，成本高，不能重复利用，还会产生大量废渣；离子交换法对氟的去除率不高[3]。而本实验所采用的沸石法具有吸附与离子交换的双重作用，与其他方法相比具有价格低廉、可再生、吸附量大和去除率高等优点。同时，实验还将对沸石进行载铁改性，以提高沸石法的除氟效率，并研究拟和改性前后两种沸石的等温吸附曲线，探索影响吸附的因素。实验结果显示最佳改性铁离子溶液浓度为0.3g/L，改性后的分子筛对低、中、高浓度含氟废水都有较高的去除率，分别为98.97％、98.3％、85％，静态饱和吸附量最高可达26.7mgF/g。本文还对沸石的再生问题做了初步研究，考察了影响沸石再生的效果的因素，确定了最佳再生时间、再生液浓度和再生恢复率。即用浓度为5％的HCL溶液对分子筛进行动态浸渍再生，最佳再生时间1h，此时改性分子筛的一次再生恢复率为93.4％。5.期刊论文郝培亮.石泽华.李晓峰.窦涛.王增长.HaoPeiliang.ShiZehua.LiXiaofeng.DouTao.WangZengzhang粉煤灰合成分子筛及处理含氟废水的研究-环境污染与防治2007,29(11)实验利用工业废渣——循环流化床粉煤灰合成出较高结晶度的X型和P型分子筛,合成过程无须高温焙烧预处理.通过XRD分析表征,发现该法合成分子筛结晶度较高,X型和P型分子筛相对结晶度分别达68%～75%和55%.实验应用合成分子筛进行载铁改性,并对NaF模拟的工业含氟废水进行了除氟实验.结果表明,载铁X型分子筛处理工业含氟废水效果良好,除氟率可达74%～98%,除氟容量达25.0～30.0mg/g.在处理含氟废水过程中,载铁合成分子筛与其他除氟剂相比较,具有除氟率高、除氟容量大、反应迅速的特点.6.学位论文苑鑫粉煤灰合成分子筛处理高浓度氨氮废水的研究2008粉煤灰是工业固废的一种，主要来源于以煤为动力燃料的火力发电厂。由于缺乏有效的利用，粉煤灰不仅污染土地、河流、大气，破坏生态环境，而且严重危害人类的健康。目前，人们对粉煤灰的利用包括提取硅、铝，粉煤灰制砖、水泥和混凝土等，这些都是低水平、价值含量不大的利用方式，相对而言，利用粉煤灰合成分子筛，可提高其附加值，己逐渐引起了人们的注意。流化床粉煤灰除石英为主要结晶相外，没有莫来石结晶相，大部分为无定形相，具有很高的化学活性，在一定条件下可以比较容易合成分子筛。本论文在研究过程中，以活性较高的流化床粉煤灰为基本原料，利用封闭式水热合成法，直接与碱液反应，成功合成了分子筛。本实验先进行了利用合成的分子筛处理高浓度氨氮废水的研究。当废水中NH4+浓度为400mg/L、在50mL废水中加入3g沸石分子筛、吸附20min时，对氨氮的去除率即可达到65％以上，此后随着时间的增加，去除率基本不变；在时间一定时，去除率随着沸石投加量的增加而提高。为了更好地开发和利用粉煤灰，在利用粉煤灰合成的分子筛吸附氨氮后，本实验主要进行了饱和吸附氨氮后分子筛的再生研究。研究表明，本实验合成的分子筛不仅可以采用化学方法进行再生，而且可以利用生物方法再生，其一次再生率均可达60％，最高为86.04％。再生后的分子筛样品可进行重复利用，二次再生率与一次再生率相比降幅不大。在化学再生的过程中，受再生剂选择、溶液pH值、再生时间等因素制约，再生效果不同。本实验条件下，氢氧化钠与氯化钠的混合溶液再生效果最好，并且其再生效果随溶液pH值偏中性而下降。在利用生物方法进行再生时，不同方法再生效果也不相同。其中光合细菌的效果好于硝化细菌，并且光合细菌还具有一定的农业化利用优势。深入开展有关分子筛在水处理中的应用研究具有广阔的前景。相对地讲，将沸石分子筛应用于水处理中还是比较新的技术，研究饱和吸附后沸石的再生问题具有重大意义。本实验着重进行了饱和吸附氨氮后粉煤灰分子筛的再生，不仅可解决粉煤灰堆置所引起的占用土地、污染环境等问题，而且将合成的沸石分子筛予以二次利用，可以大大地降低处理成本，真正达到以废治废的目的。特别是利用生物方法进行再生，提高了粉煤灰的利用价值，在废水处理方面有着巨大的应用前景，转化为生产力后将具有极高的经济和社会效益。7.期刊论文王霞.郝培亮.李晓.窦涛.王增长.WANGXia.HAOPei-liang.LIXiao-feng.DOUTao.WANGZeng-zhang利用粉煤灰合成分子筛及其脱除高浓度氨氮的研究-石油学报（石油加工）2006,22(z1)利用工业废渣流化床粉煤灰成功合成出X型分子筛.通过XRD衍射表征发现,碱的添加量是影响合成分子筛结晶度的关键因素,而原料中含有微量的α-石英对合成的影响较小.应用合成的分子筛处理高浓度氨氮废水效果良好.该项研究不仅可解决粉煤灰堆置所引起的占用土地污染环境等问题,而且可解决高浓度氨氮废水的降解难题,以废治废,具有很高的经济和社会效益.8.学位论文王霞利用粉煤灰合成分子筛及脱除高浓度氨氮的研究2007粉煤灰是煤粉经过燃烧后形成的细粒分散状残余物，主要来源于以煤为动力燃料的火力发电厂。由于多年的积累和缺乏有效的综合治理，粉煤灰或占用大量土地而堆放，或随意排入农田和江河之中，严重影响着电力系统行业的生产和发展。其大量排放，对环境，尤其是生态环境的污染日益严重，危害着人类的健康。目前，人们对粉煤灰的利用包括提取硅、铝，粉煤灰制砖、水泥和混凝土等，这些都是低价值的利用。其科技含量低、经济效益低。现在，利用粉煤灰合成的沸石—一种高附加值的产品，引起了人们的注意。为了更好地开发和利用粉煤灰，本论文在研究过程中，以活性较高的流化床粉煤灰为基本原料，利用封闭式水热合成法合成沸石作了研究。通过XRD谱图分析，所选的粉煤灰原料除石英为主要结晶相外，没有莫来石结晶相，大部分为无定形相。具有很高的化学活性，在一定条件下，可以比较容易转化为沸石分子筛。对于水热合成反应，不采用高温焙烧，直接与碱液反应，成功合成出X型分子筛，通过XRD衍射表征发现碱的添加量是影响合成分子筛结晶度的关键因素，原料中含有微量的α-石英对合成的影响较小。而在加入化学原料硅酸钠时，合成沸石的相对结晶度优于不加时的结晶度。在处理氨氮废水方面，传统的生物处理存在