含氰廢氣通常具有致癌性、高毒性甚至劇毒性,屬于非常規(guī)有機(jī)污染物。工業(yè)碳纖維生產(chǎn)過程產(chǎn)生的含氰廢氣,降溫后會有焦油析出,多以燃燒法進(jìn)行消除,但容易產(chǎn)生NOx排放和HCN燃燒不完全的問題。工業(yè)中焦油氣轉(zhuǎn)化一般采用過渡金屬、天然礦石材料、分子篩和堿金屬等催化劑,其中負(fù)載型鎳基催化劑,因其較高的活性、較為低廉的價格而備受研究者的關(guān)注。本論文以分子篩和天然礦石材料負(fù)載金屬鎳催化劑,研究其催化處理含氰廢氣,開發(fā)高效的含氰廢氣處理工藝。本文制備了多種負(fù)載型鎳基催化劑,在模型化合物苯甲腈蒸汽裂解體系上,進(jìn)行了催化效果評價,并以實驗室模擬產(chǎn)生的碳纖維含氰廢氣進(jìn)行驗證,結(jié)合多種表征測試方法分析催化劑的物化特性,獲得了一些新的有價值的結(jié)果。首先對碳纖維低溫碳化過程產(chǎn)生的含氰廢氣進(jìn)行了分析。預(yù)氧化纖維絲在碳化過程中會釋放出高溫氣體。一類是永久性氣體包含H2、CO、CH4、CO2、HCN和NH3等,有毒害的氣體中NH3含量最高,占23.8%。HCN的含量雖然最低,只有1.6%,但毒性卻最高。另一類焦油氣體成分非常復(fù)雜,鏈狀的含有-CN基團(tuán)的有機(jī)物含量最多,其次含N或含-CN基團(tuán)的環(huán)類化合物,少量的烷烴和含O的有... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 含氰廢氣
    1.2 含氰廢氣的消除方法
        1.2.1 氰化氫的消除方法
        1.2.2 有機(jī)腈類的消除方法
    1.3 含氰廢氣及焦油氣催化裂解的研究進(jìn)展
        1.3.1 天然礦石類催化劑
        1.3.2 合成類催化劑
    1.4 鎳基催化劑在含氰焦油氣催化凈化中的應(yīng)用
    1.5 立題依據(jù)和研究內(nèi)容
        1.5.1 立題依據(jù)
        1.5.2 研究內(nèi)容
第二章 實驗部分
    2.1 實驗材料及儀器設(shè)備
    2.2 催化劑的制備
        2.2.1 鎳基分子篩催化劑的制備
        2.2.2 鎳基白云石催化劑的制備
    2.3 表征方法
    2.4 催化劑的性能評價
        2.4.1 模型化合物轉(zhuǎn)化實驗
        2.4.2 碳化-轉(zhuǎn)化反應(yīng)實驗
        2.4.3 產(chǎn)品分析方法
第三章 低溫碳化過程的分析
    3.1 引言
    3.2 預(yù)氧化絲在碳化過程中的變化
    3.3 預(yù)氧化絲碳化過程中逸出氣體成分分析
        3.3.1 永久性氣體成分
        3.3.2 焦油成分
    3.4 本章小結(jié)
第四章 HZSM-5分子篩負(fù)載鎳催化模型化合物苯甲腈的研究
    4.1 引言
    4.2 催化劑制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 催化劑的表征
        4.3.2 催化劑活性評價
            4.3.2.1 HZSM-5與USY分子篩不同載鎳量對比研究
2改性的影響">            4.3.2.2 CeO₂改性的影響
            4.3.2.3 反應(yīng)條件的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 CaO-MgO載體負(fù)載鎳催化模型化合物苯甲腈的研究
    5.1 引言
    5.2 催化劑制備
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 催化劑的表征
        5.3.2 催化劑活性評價
            5.3.2.1 不同載體的對比研究
            5.3.2.2 不同鎳負(fù)載量對反應(yīng)的影響
2改性的影響">            5.3.2.3 CeO₂改性的影響
            5.3.2.4 反應(yīng)條件的影響
    5.4 本章小結(jié)
第六章 鎳基催化劑催化模型化合物轉(zhuǎn)化的本征動力學(xué)和穩(wěn)定性
    6.1 引言
    6.2 實驗材料和方法
    6.3 鎳基催化劑催化苯甲腈蒸汽裂解的本征動力學(xué)
        6.3.1 焦油催化裂解動力學(xué)研究進(jìn)展
        6.3.2 苯甲腈蒸汽催化裂解本征動力學(xué)模型
            6.3.2.1 外擴(kuò)散和內(nèi)擴(kuò)散的消除
            6.3.2.2 動力學(xué)模型的建立和參數(shù)求取
            6.3.2.3 動力學(xué)模型的驗證
    6.4 鎳基催化劑對于苯甲腈蒸汽裂解的穩(wěn)定性研究
        6.4.1 HZSM-5分子篩負(fù)載的鎳基催化劑穩(wěn)定性研究
            6.4.1.1 HZSM-5分子篩負(fù)載的鎳基催化劑穩(wěn)定性變化規(guī)律
            6.4.1.2 HZSM-5分子篩負(fù)載的鎳基催化劑考評后的表征
        6.4.2 CaO-MgO復(fù)合物負(fù)載的鎳基催化劑穩(wěn)定性研究
            6.4.2.1 CaO-MgO復(fù)合物負(fù)載的鎳基催化劑穩(wěn)定性變化規(guī)律
            6.4.2.2 CaO-MgO復(fù)合物負(fù)載的鎳基催化劑考評后的表征
    6.5 本章小結(jié)
第七章 鎳基催化劑在真實含氰廢氣體系中的應(yīng)用
    7.1 引言
    7.2 實驗材料和方法
    7.3 HZSM-5分子篩載鎳催化劑處理真實含氰廢氣
        7.3.1 HZSM-5分子篩為載體的催化劑性能對比
2/HZSM-5的催化性能影響">        7.3.2 反應(yīng)條件對10Ni/5CeO₂/HZSM-5的催化性能影響
    7.4 CaO-MgO復(fù)合物載鎳催化劑處理真實含氰廢氣
        7.4.1 CaO-MgO復(fù)合物為載體的催化劑性能對比
2/CaO-MgO的催化性能影響">        7.4.2 反應(yīng)條件對15Ni/10CeO₂/CaO-MgO的催化性能影響
    7.5 反應(yīng)路徑的分析
    7.6 本章小結(jié)
第八章 結(jié)論與展望
    8.1 結(jié)論
    8.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡介
博士階段取得的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：2938981