煤氣化粗渣制備FAU和NaP型沸石的綠色合成方法及應用研究
發(fā)布時間:2021-10-16 06:44
近年來我國日益增長能源需求促使了煤化工行業(yè)的迅速發(fā)展,煤氣化技術作為一項環(huán)保、高效的潔凈煤技術而被廣泛應用,伴隨而來的問題是氣化過程產生的煤氣化渣越來越多、難以利用。由于不同地區(qū)煤質差異的原因,寧東地區(qū)的煤氣化粗渣只能在地面做高規(guī)格防滲處理后填埋堆積。這樣的處理方式不僅浪費了土地資源,還大大增加了企業(yè)的成本,更重要的是對當地環(huán)境及周圍居民的健康狀況造成了極大的危害。針對以上緊迫的問題,現階段急需一種高效、經濟、環(huán)保的煤氣化粗渣資源化利用方式來解決目前的環(huán)境危機。為此,本文通過對煤氣化粗渣物理化學性質的研究,確定了高度資源化的應用方案;利用煤氣化粗渣硅鋁含量高的特性將其制備成高附加值的沸石材料,結合XRD、BET、F-SEM、FT-IR、TG-DSC等技術手段對制備的沸石進行表征與分析,并優(yōu)化制備方案,根據沸石多孔道和大比表面積的特性探究對廢水中氨氮的去除效果。本文主要研究結論如下:(1)在以煤氣化粗渣、氫氧化鈉和去離子水為原料,不外加硅源鋁源、不加模板劑以及合成NaP型沸石時不需要高溫煅燒的情況下,優(yōu)化堿熔融法和一步水熱法成功制備了晶相單一、晶體形貌規(guī)則、熱穩(wěn)定性良好、比表面積大和雙孔...
【文章來源】:寧夏大學寧夏回族自治區(qū) 211工程院校
【文章頁數】:68 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1煤氣化粗渣XRD譜圖??Fig?2-1?Coal?gasification?coarse?slag?XRD?spectrum??
寧夏大學碩士學位論文?第二章實驗材料與表征??2.1.3形貌分析??通過場發(fā)射掃描電子顯微鏡(F-SEM)分析煤氣化粗渣的形貌如圖2-2所示。其中明顯可以??看到有光滑的球體和不規(guī)則的顆粒狀,表面無孔隙結構,結合煤氣化粗渣成分分析可以推測是粗??渣中的硅鋁質無機物,金屬氧化物摻雜其中。結合煤氣化粗渣物相分析可以得出無機物主要以非??晶態(tài)形式存在,這也與文獻中所報道的結論相符合【13]。??國??圖2-2煤氣化粗渣SEM圖像??Fig?2-2?SEM?image?of?coal?gasification?coarse?slag??^???^?3444??1??1040????i?*?i???i???i???i?■?i?*?i??4000?3500?3000?2500?2000?1500?1000?500??Wavenumbers(cm_1)??圖2-3煤氣化粗渣紅外譜圖??Fig?2-3?Coal?gasification?coarse?slag?FT-IR?spectrum??2.1.4官能團分析??通過傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)分析煤氣化粗渣中存在的官能團如圖2-3所示。3444cm-??1處的振動峰被認為是吸收水的羥基振動所導致的PI;?1040?cnr1處的強吸收峰是典型的硅酸鹽玻??璃帶,屬于Si(Al)-0-Si反對稱拉伸;728?cm-1和462CHT1處的振動峰是典型的莫來石振動,這些??-11?-??
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【參考文獻】:
期刊論文
[1]納氏試劑分光光度法對水中氨氮的測定研究[J]. 王作芬. 天津化工. 2019(05)
[2]新型煤化工廢水零排放技術問題與解決思路[J]. 李卿. 化工設計通訊. 2019(09)
[3]《2019年世界能源藍皮書》發(fā)布[J]. 天然氣技術與經濟. 2019(03)
[4]發(fā)生爐煤氣站無組織排放的污染與治理[J]. 苑衛(wèi)軍,韓明汝,王輝. 玻璃. 2019(02)
[5]粉煤灰合成Na-P1型沸石對氨氮的吸附[J]. 何宏福,李亞光. 凈水技術. 2018(S2)
[6]免燒法煤氣化粗渣制備陶粒工藝及其性能研究[J]. 張凱,劉舒豪,張日新,王絲蒂,劉航愷,史子玥. 煤炭科學技術. 2018(10)
[7]粉煤灰基地質聚合物水熱原位轉化NaP型沸石分子篩的研究[J]. 仇秀梅,劉亞東,嚴春杰,董學林. 巖石礦物學雜志. 2018(04)
[8]煤炭產業(yè)的環(huán)境保護問題及建議[J]. 閆楠. 中國環(huán)境管理. 2018(03)
[9]煤氣化爐渣研究現狀及利用技術展望[J]. 商曉甫,馬建立,張劍,許丹宇,張良運,周金倩,段曉雨,張曉敏. 環(huán)境工程技術學報. 2017(06)
[10]煤氣化渣對水泥混凝土性能的影響[J]. 劉開平,趙紅艷,李祖仲,關羽,湯卓群,陳騫. 建筑科學與工程學報. 2017(05)
博士論文
[1]無溶劑法高溫合成沸石分子篩[D]. 邊超群.浙江大學 2018
碩士論文
[1]煤氣化粗渣制備活性炭/沸石復合吸附材料及其性能研究[D]. 姚陽陽.吉林大學 2018
[2]粉煤灰合成沸石對廢水中氨氮的吸附特性研究[D]. 呂晨培.重慶大學 2018
[3]低溫固相法活化煤氣化細渣及其綜合利用制備二氧化硅介孔材料[D]. 溫龍英.內蒙古大學 2015
[4]沸石對生活污水氨氮處理的研究[D]. 李建霜.重慶交通大學 2014
[5]水熱合成低硅鋁比納米ZSM-5沸石的研究[D]. 田曉帥.大連理工大學 2013
[6]粉煤灰和爐渣作水泥混合材及粉煤灰摻量對不同水膠比混凝土的強度影響研究[D]. 張超.西安建筑科技大學 2012
本文編號:3439353
【文章來源】:寧夏大學寧夏回族自治區(qū) 211工程院校
【文章頁數】:68 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1煤氣化粗渣XRD譜圖??Fig?2-1?Coal?gasification?coarse?slag?XRD?spectrum??
寧夏大學碩士學位論文?第二章實驗材料與表征??2.1.3形貌分析??通過場發(fā)射掃描電子顯微鏡(F-SEM)分析煤氣化粗渣的形貌如圖2-2所示。其中明顯可以??看到有光滑的球體和不規(guī)則的顆粒狀,表面無孔隙結構,結合煤氣化粗渣成分分析可以推測是粗??渣中的硅鋁質無機物,金屬氧化物摻雜其中。結合煤氣化粗渣物相分析可以得出無機物主要以非??晶態(tài)形式存在,這也與文獻中所報道的結論相符合【13]。??國??圖2-2煤氣化粗渣SEM圖像??Fig?2-2?SEM?image?of?coal?gasification?coarse?slag??^???^?3444??1??1040????i?*?i???i???i???i?■?i?*?i??4000?3500?3000?2500?2000?1500?1000?500??Wavenumbers(cm_1)??圖2-3煤氣化粗渣紅外譜圖??Fig?2-3?Coal?gasification?coarse?slag?FT-IR?spectrum??2.1.4官能團分析??通過傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)分析煤氣化粗渣中存在的官能團如圖2-3所示。3444cm-??1處的振動峰被認為是吸收水的羥基振動所導致的PI;?1040?cnr1處的強吸收峰是典型的硅酸鹽玻??璃帶,屬于Si(Al)-0-Si反對稱拉伸;728?cm-1和462CHT1處的振動峰是典型的莫來石振動,這些??-11?-??
Xa?*?.?■!?-?fc?*■?1-)??j?g?I??—)多-i?a?ft?i?1?.?^?*r ̄^?"?^?▲專表爲?>?夫-**??*???I?*???**i?a??_J1__L^_U_^l_JuJ_>JLw.__i。??*?■?I?1?'?■?1?I?'?'?k?■?I?1?1?k?■?I?1?■?■?■?I???■?■?b?I?■?■?^?■?I?■?■?'?■?1?1?1?1?■??5?10?15?20?25?30?35?40?45??20(degree)??圖3-2不同渣堿質量比合成FAU型沸石XRD譜圖??Fig?3-2?XRD?spectra?of?FAU?zeolites?synthesized?with?different?slag-alkali?mass?ratios??如圖3-2所示為不同渣堿質量比水熱反應合成FAU型沸石的XRD圖,XRD射線衍射數據通??過jade軟件分析后結合表3-4中合成的FAU型沸石比表面積可知,在20?=?6.13°、10.03°、丨5.48°、??23.66°、27.47°和3】.05°時均出現了較強的FAU型沸石特征衍射峰,則不同渣堿比均可合成單一??晶相的FAU型沸石,只是不同渣堿比導致合成的沸石晶化程度大小不一。在渣堿比小于1?:?1.5??時,隨著渣堿比的增大,FAU型沸石的晶化度越高,比表面積也與之成正比,最大為570.89m2/g,??當渣堿比大于1?:?1.5時,合成的FAU沸石晶化度開始降低,比表面積出現大幅度減校綜合上??述結果可得出渣堿質量比對合成單一晶相的FAU型沸石影響不是很大,過多的堿對比表面積的??提升不多,反而會帶來成本的大量增加
【參考文獻】:
期刊論文
[1]納氏試劑分光光度法對水中氨氮的測定研究[J]. 王作芬. 天津化工. 2019(05)
[2]新型煤化工廢水零排放技術問題與解決思路[J]. 李卿. 化工設計通訊. 2019(09)
[3]《2019年世界能源藍皮書》發(fā)布[J]. 天然氣技術與經濟. 2019(03)
[4]發(fā)生爐煤氣站無組織排放的污染與治理[J]. 苑衛(wèi)軍,韓明汝,王輝. 玻璃. 2019(02)
[5]粉煤灰合成Na-P1型沸石對氨氮的吸附[J]. 何宏福,李亞光. 凈水技術. 2018(S2)
[6]免燒法煤氣化粗渣制備陶粒工藝及其性能研究[J]. 張凱,劉舒豪,張日新,王絲蒂,劉航愷,史子玥. 煤炭科學技術. 2018(10)
[7]粉煤灰基地質聚合物水熱原位轉化NaP型沸石分子篩的研究[J]. 仇秀梅,劉亞東,嚴春杰,董學林. 巖石礦物學雜志. 2018(04)
[8]煤炭產業(yè)的環(huán)境保護問題及建議[J]. 閆楠. 中國環(huán)境管理. 2018(03)
[9]煤氣化爐渣研究現狀及利用技術展望[J]. 商曉甫,馬建立,張劍,許丹宇,張良運,周金倩,段曉雨,張曉敏. 環(huán)境工程技術學報. 2017(06)
[10]煤氣化渣對水泥混凝土性能的影響[J]. 劉開平,趙紅艷,李祖仲,關羽,湯卓群,陳騫. 建筑科學與工程學報. 2017(05)
博士論文
[1]無溶劑法高溫合成沸石分子篩[D]. 邊超群.浙江大學 2018
碩士論文
[1]煤氣化粗渣制備活性炭/沸石復合吸附材料及其性能研究[D]. 姚陽陽.吉林大學 2018
[2]粉煤灰合成沸石對廢水中氨氮的吸附特性研究[D]. 呂晨培.重慶大學 2018
[3]低溫固相法活化煤氣化細渣及其綜合利用制備二氧化硅介孔材料[D]. 溫龍英.內蒙古大學 2015
[4]沸石對生活污水氨氮處理的研究[D]. 李建霜.重慶交通大學 2014
[5]水熱合成低硅鋁比納米ZSM-5沸石的研究[D]. 田曉帥.大連理工大學 2013
[6]粉煤灰和爐渣作水泥混合材及粉煤灰摻量對不同水膠比混凝土的強度影響研究[D]. 張超.西安建筑科技大學 2012
本文編號:3439353
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