燃煤过程中添加改性高岭土减少超细颗粒物生成的实验研究

摘要

近年来，中国的很多城市都出现了严重的雾霾现象，大气雾霾问题已经严重的影响到人们的生产和生活，因此备受社会各界的关注。大气雾霾的形成因素有很多，其中燃煤是最主要的原因之一。针对燃煤颗粒物的排放，目前已有多种控制方法。为了进一步减排细颗粒物，通过炉内喷射吸附剂是一种较好的方法。
　　本文的主要工作是首次尝试将改性后的高岭土用于减排燃煤颗粒物。运用几种典型的改性方法，分别为硫酸盐改性、酸改性、碱改性和插层改性。高岭土改性处理后，与煤粉混合送入高温沉降炉中燃烧，获得燃煤颗粒物的质量粒径分布；随后，进行吸附剂与醋酸钠的热处理实验，验证改性方法是否提高了高岭土捕获碱金属的能力；随后，对改性前后的高岭土进行测试分析，表征高岭土的物理化学变化。结果表明，除了碱改性处理外，其他改性方法均能提高高岭土捕获超细颗粒物PM0.2的效率。
　　硫酸铝改性后，削弱了高岭土的主要官能团，促进高岭土捕获碱金属，从而更好的减排超细颗粒物 PM0.2，相比于原高岭土，燃煤超细颗粒物 PM0.2的质量减少了19.84％。对于酸改性，高岭土的一些官能团被削弱，从而提高高岭土捕获碱金属的效率，促进减排超细颗粒物 PM0.2，相比于原高岭土，PM0.2的质量分别减少了41.44%和31.11%。碱改性后，由于Al-O-Si键和Al-OH键被适当的增强，抑制了高岭土捕获碱金属的反应及减排超细颗粒物 PM0.2的效率，PM0.2的质量增加了36.20%。插层改性后，弱化了Al-OH键，加强了脱羟基的反应，促进高岭土捕获碱金属的反应，同样提高了超细颗粒物的减排效率。

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1 绪 论

1.1 燃煤颗粒物的排放现状及危害

1.2燃煤颗粒物的形成机理及控制方法

1.3吸附剂减排燃煤颗粒物的机理

1.4高岭土的特性及改性方法

1.5 本文的主要研究内容

2 硫酸铝改性高岭土减排燃煤超细颗粒物的实验研究

2.1硫酸铝改性高岭土减排颗粒物实验

2.2硫酸铝改性高岭土减排颗粒物实验结果及机理分析

2.3 本章小结

3 酸碱改性高岭土减排燃煤超细颗粒物的实验研究

3.1酸碱改性高岭土减排颗粒物实验

3.2酸碱改性高岭土减排颗粒物实验结果及机理分析

3.3 本章小结

4 插层改性高岭土减排燃煤超细颗粒物的实验研究

4.1插层改性高岭土减排颗粒物实验

4.2插层改性高岭土减排颗粒物实验结果及机理分析

4.3 本章小结

5 全文总结及展望

5.1 全文总结

5.2 后续工作展望

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间的科研成果

一、研究生期间的主要学术成果

二、研究生期间参与的科研项目