城市固体有机废弃物制备活性炭的研究

发布时间：2024-06-29 04:33

　　城市垃圾先热解再焚烧可大大提高垃圾的焚烧效率，中孔活性炭则可有效地吸附垃圾焚烧过程中所产生的剧毒有机物-二恶英。基于此，本论文在对城市垃圾中各组分性质分析的基础上，首次提出了利用垃圾中三种典型的固体有机废弃物-木质类、纸张、塑料的热解产物为原料制备适宜于吸附二恶英的中孔发达活性炭的垃圾综合利用新工艺。 研究表明，以三种典型的固体有机废弃物热解物为原料不仅可以制得中孔发达的废弃物基活性炭，符合吸附二恶英的要求，而且活性炭的吸附性能(碘值)亦很高。主要结论如下：(1)在一定的塑料热解物含量下，活性炭的吸附性能、微孔孔容随木炭、纸炭间组成比的增加而增加，而中孔孔容的变化相对很小，即纸炭含量的变化主要对微孔孔容产生影响。(2)木炭、纸炭间组成比一定时，塑料热解物含量主要对活性炭的中孔孔容产生影响，即中孔孔容随塑料热解物含量的增加呈现为先增加再减少的变化规律，微孔孔容始终在减少但幅度较小；活性炭的吸附性能随塑料热解物含量的增加而减小。(3)随废弃物热解温度的升高，活性炭的吸附性能、微孔孔容呈现为先增加再减少的变化规律，中孔孔容则始终在减少。(4)随实验制备条件的不同，废弃物基活性炭的中孔...

【文章页数】：136 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 文献综述
    1.1 垃圾治理的紧迫性和处理方式
        1.1.1 垃圾治理的紧迫性
        1.1.2 垃圾处理方式概述
    1.2 二恶英的结构、特性及其排放控制
        1.2.1 二恶英的结构和特性
        1.2.2 二恶英排放的控制
    1.3 垃圾衍生燃料(RDF)技术
        1.3.1 RDF的分类和制备工艺
        1.3.2 RDF的研究与应用
    1.4 垃圾能源化综合利用新思路
    1.5 城市固体有机废弃物制备活性炭
        1.5.1 活性炭概述
        1.5.2 城市固体有机废弃物制备活性炭
    1.6 垃圾能源化综合利用新工艺
        1.6.1 城市固体有机废弃物热解工艺
        1.6.2 废弃物基活性炭制备工艺的选择
    1.7 小结
    1.8 课题研究内容
2 废弃物基活性炭的制备过程及吸附性能影响因素的研究
    2.1 实验部分
        2.1.1 原料性质
        2.1.2 热解物的制备及其性质
        2.1.3 废弃物基活性炭的制备
    2.2 热解物组成对活性炭吸附性能的影响
        2.2.1 木炭、纸炭间组成变化对活性炭吸附性的能影响
        2.2.2 塑料热解物含量对活性炭吸附性能的影响
    2.3 塑料热解物含量对活化过程的影响
        2.3.1 塑料热解物含量对活化速度的影响
        2.3.2 气体法活化反应机理
        2.3.3 塑料热解物含量对活化速度影响的探讨
    2.4 塑料热解物在料条制备过程中的作用
    2.5 废弃物热解程度对活性炭吸附性能的影响
    2.6 废弃物热解程度对活化速度的影响
    2.7 热解物中钙化物含量对活化过程、活性炭吸附性能的影响
        2.7.1 活性炭的制备方法
        2.7.2 钙化物含量对活化过程、活性炭吸附性能的影响
        2.7.3 钙化物种类对活化过程、活性炭吸附性能的影响
        2.7.4 钙化物对活化过程影响机理的探讨
    2.8 小结
3 废弃物基活性炭的孔结构特征
    3.1 实验部分
        3.1.1 活性炭制备方法
        3.1.2 活性炭孔结构测定
    3.2 实验结果与讨论
        3.2.1 热解物组成变化对活性炭孔结构的影响
        3.2.2 热解程度对活性炭孔结构的影响
        3.2.3 烧失率对活性炭孔结构的影响
    3.3 废弃物基活性炭吸附二恶英性能分析
    3.4 废弃物基活性炭与常规活性炭的成本比较
    3.5 小结
4 废弃物基活性炭孔结构形成、发展机理的探讨
    4.1 废弃物热解物的热解行为
        4.1.1 实验仪器和测定条件
        4.1.2 实验结果与讨论
    4.2 料条的炭化行为
    4.3 小角X射线散射(SAXS)分析
        4.3.1 实验设备及方法
        4.3.2 结果与讨论
        4.3.3 两种测定孔径分布方法的比较
    4.4 废弃物基活性炭孔结构形成、发展机理探讨
    4.5 小结
5 废弃物基活性炭吸附甲苯性能的研究
    5.1 实验部分
        5.1.1 试样的制备
        5.1.2 试样的孔结构
        5.1.3 实验设备和测试仪器
    5.2 废弃物基活性炭吸附甲苯等温线
    5.3 废弃物基活性炭对甲苯吸附的穿透特性
        5.3.1 穿透时间与入口浓度、流量间的关系
        5.3.2 废弃物基活性炭吸附甲苯穿透特性
    5.4 小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
符号表
参考文献
附录A 小角散射实验
    A.1 小角散射实验站简介
    A.2 SAXS方法的基本原理
个人简历及发表文章目录
致谢



本文编号：3997171