煤化工浓盐水蒸发中吡啶系含氮化合物致焦机理研究
发布时间：2023-08-06 19:27
煤化工生产中的用水和排水问题已成为制约煤化工发展的瓶颈,为此新型煤化工企业都将浓盐水经过多级反渗透浓缩后回收淡水,产生的高盐水经过蒸发结晶后制盐。但高盐水中残留的难生物降解有机物使得蒸发结晶装置的蒸汽加热管道常出现结焦堵塞问题,已给煤化工企业造成了严重的安全隐患。基于此工程背景,本研究以煤化工废水中的特征污染物——吡啶类含氮化合物为主要研究对象,研究其在浓盐水中的致焦机理和途径,并探讨了UV/H2O2高级氧化预处理技术对吡啶系含氮化合物的结焦抑制作用。吡啶及吡啶衍生物的结焦条件、影响因素及机理研究实验表明:酚和醛类物质对吡啶系物质的结焦贡献较大,二者都存在时可使吡啶系含氮杂环化合物结焦率提高3.3%以上。四种含氮化合物的结焦率由大到小为2,6-二氯吡啶>吡啶-N-氧化物>2-甲基吡啶>吡啶。废水中存在喹啉、吲哚类含氮化合物时,能提高吡啶系化合物的结焦率。对典型焦油样的SEM,GPC,ATR和GC-MS的表征分析表明:吡啶系含氮杂环化合物在热蒸发过程中进行了脱氢缩合类反应,最终形成的焦油组分碳原子数分布为81
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 绪论
1.1 选题背景
1.2 煤化工浓盐水特性及对水环境造成的影响
1.2.1 煤化工浓盐水的来源
1.2.2 煤化工浓盐水的危害
1.2.3 含氮杂环化合物及其性质
1.2.4 煤化工浓盐废水的主要处理技术
1.3 含氮杂环化合物在热蒸发中结焦的国内外研究现状
1.3.1 结焦机理一·氧化缩合
1.3.2 结焦机理二·焦化缩合
1.3.3 结焦机理三·裂解缩合
1.3.4 相关领域的焦油结构表征
1.3.5 已有研究中的不足
1.4 本课题的研究目的、内容及意义
1.4.1 本课题的研究目的
1.4.2 本课题的研究意义
1.4.3 本课题主要研究内容
1.4.4 技术路线
2 材料与方法
2.1 试验试剂
2.1.1 标准品
2.1.2 实验试剂
2.2 实验仪器及装置
2.2.1 蒸发结焦实验装置及方法
2.2.2 氧化降解试验装置及方法
2.2.3 试验仪器
2.3 分析方法
2.3.1 焦油样品的SEM测定
2.3.2 焦油样品的ATR测定
2.3.3 焦油样品的GPC测定
2.3.4 焦油样品的GC-MS测定
2.3.5 焦油的溶解性测定
2.3.6 紫外可见分光光度法测定2,6-二氯吡啶浓度
2.3.7 2 ,6-二氯吡啶降解样品的TOC值测定
2.3.8 2 ,6-二氯吡啶降解速率及光量子产率的计算
3 吡啶及几种吡啶衍生物的结焦条件及机理研究
3.1 焦油的产生条件研究
3.1.1 酸、醇、醛和酚类物质对结焦的影响
3.1.2 pH对结焦率的影响
3.1.3 温度对结焦率的影响
3.1.4 浓缩倍数对结焦率的影响
3.2 焦油的表征分析结果与讨论
3.2.1 焦油样的溶解性分析
3.2.2 SEM表征分析
3.2.3 GPC表征分析
3.2.4 ATR表征分析
3.2.5 GC-MS表征分析
3.3 结焦途径及机理分析
3.4 其他含氮杂环化合物对吡啶结焦的影响
3.4.1 喹啉对吡啶结焦的影响
3.4.2 吲哚对吡啶结焦的影响
3.5 本章小结
4 UV/H2O2对典型吡啶类物质的降解研究
4.1 2 ,6-二氯吡啶降解效果评价
4.2 UV/H2O2对2,6-二氯吡啶的降解研究
4.2.1 H2O2投加量对降解的影响
4.2.2 底物浓度对降解的影响
4.2.3 pH对降解的影响
4.2.4 无机阴离子的影响
4.2.5 NOM的影响
4.2.6 吡啶环上不同取代基对降解效果的影响
4.2.7 2 ,6-二氯吡啶在实际水样中的降解
4.3 2 ,6-二氯吡啶的降解过程及机理分析
4.4 本章小结
5 UV/H2O2对吡啶系含氮化合物热蒸发结焦的抑制效果评价
5.1 结焦率变化
5.2 预处理后焦油的表征分析
5.2.1 焦油的溶解性变化分析
5.2.2 焦油的形貌特性分析
5.2.3 焦油的分子量分布分析
5.3 本章小结
结论
参考文献
在学研究成果
致谢
本文编号：3839916
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 绪论
1.1 选题背景
1.2 煤化工浓盐水特性及对水环境造成的影响
1.2.1 煤化工浓盐水的来源
1.2.2 煤化工浓盐水的危害
1.2.3 含氮杂环化合物及其性质
1.2.4 煤化工浓盐废水的主要处理技术
1.3 含氮杂环化合物在热蒸发中结焦的国内外研究现状
1.3.1 结焦机理一·氧化缩合
1.3.2 结焦机理二·焦化缩合
1.3.3 结焦机理三·裂解缩合
1.3.4 相关领域的焦油结构表征
1.3.5 已有研究中的不足
1.4 本课题的研究目的、内容及意义
1.4.1 本课题的研究目的
1.4.2 本课题的研究意义
1.4.3 本课题主要研究内容
1.4.4 技术路线
2 材料与方法
2.1 试验试剂
2.1.1 标准品
2.1.2 实验试剂
2.2 实验仪器及装置
2.2.1 蒸发结焦实验装置及方法
2.2.2 氧化降解试验装置及方法
2.2.3 试验仪器
2.3 分析方法
2.3.1 焦油样品的SEM测定
2.3.2 焦油样品的ATR测定
2.3.3 焦油样品的GPC测定
2.3.4 焦油样品的GC-MS测定
2.3.5 焦油的溶解性测定
2.3.6 紫外可见分光光度法测定2,6-二氯吡啶浓度
2.3.7 2 ,6-二氯吡啶降解样品的TOC值测定
2.3.8 2 ,6-二氯吡啶降解速率及光量子产率的计算
3 吡啶及几种吡啶衍生物的结焦条件及机理研究
3.1 焦油的产生条件研究
3.1.1 酸、醇、醛和酚类物质对结焦的影响
3.1.2 pH对结焦率的影响
3.1.3 温度对结焦率的影响
3.1.4 浓缩倍数对结焦率的影响
3.2 焦油的表征分析结果与讨论
3.2.1 焦油样的溶解性分析
3.2.2 SEM表征分析
3.2.3 GPC表征分析
3.2.4 ATR表征分析
3.2.5 GC-MS表征分析
3.3 结焦途径及机理分析
3.4 其他含氮杂环化合物对吡啶结焦的影响
3.4.1 喹啉对吡啶结焦的影响
3.4.2 吲哚对吡啶结焦的影响
3.5 本章小结
4 UV/H2O2对典型吡啶类物质的降解研究
4.1 2 ,6-二氯吡啶降解效果评价
4.2 UV/H2O2对2,6-二氯吡啶的降解研究
4.2.1 H2O2投加量对降解的影响
4.2.2 底物浓度对降解的影响
4.2.3 pH对降解的影响
4.2.4 无机阴离子的影响
4.2.5 NOM的影响
4.2.6 吡啶环上不同取代基对降解效果的影响
4.2.7 2 ,6-二氯吡啶在实际水样中的降解
4.3 2 ,6-二氯吡啶的降解过程及机理分析
4.4 本章小结
5 UV/H2O2对吡啶系含氮化合物热蒸发结焦的抑制效果评价
5.1 结焦率变化
5.2 预处理后焦油的表征分析
5.2.1 焦油的溶解性变化分析
5.2.2 焦油的形貌特性分析
5.2.3 焦油的分子量分布分析
5.3 本章小结
结论
参考文献
在学研究成果
致谢
本文编号：3839916
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/3839916.html