流化床粉煤灰合成沸石及处理含酚废水的研究

摘要

粉煤灰是煤粉经过燃烧后形成的细粒分散状残余物，主要来源于以煤为动力燃料的火力发电厂。由于多年的积累和缺乏有效的综合治理，粉煤灰或占用大量土地而堆放，或随意排入农田和江河中。其大量排放，对环境，尤其是生态环境的污染日益严重，危害着人类的健康。目前，人们对粉煤灰的利用主要体现在建材和农业方面，其科技含量低、经济效益也较低。 为了更好地开发和利用粉煤灰，本论文以活性较高的流化床粉煤灰为主要原料合成沸石分子筛，探究其可行性和优越性。流化床粉煤灰含有的结晶相较少，具有较强活性，是较好的合成沸石的材料。合成时不用高温焙烧预处理，可直接合成沸石分子筛。合成方法为传统水热合成法。 对于传统水热合成反应，论文主要考察了碱量、反应时间和SiO2/Al2O3对合成反应的影响。通过XRD衍射表征发现，碱量是影响合成分子筛结晶度的关键因素。增加碱量可以提高分子筛的结晶度。当NaOH浓度为3.00mol/L，反应14h，X型分子筛结晶度可达60％。随着晶化时间的延长，结晶度还会有所提高，但会有杂晶产生。当NaOH浓度为3.30mol/L时，会有P型杂晶出现。当SiO2/Al2O3为3.7时，合成分子筛由X型转变为P型。 另外，本论文研究了粉煤灰合成的沸石分子筛产品处理含酚废水的效果，对实验中投加量、吸附时间、pH等因素影响的规律和特性进行了分析和总结。实验利用不同浓度氢氧化钠对合成分子筛进行改性，产物对含苯酚废液表现出较好的处理效果。氢氧化钠浓度为0.2 mol/L时，苯酚去除率达到79％，但不会实质性地改变分子筛的骨架结构。在分子筛投加量为1.5g，pH值为6～8，吸附时间为30 min，吸附温度为(25～30)℃时，用改性分子筛处理废水中苯酚的效果较好。对于失活的分子筛，将其在200℃下焙烧5h，恢复率可达90％以上。 本研究为粉煤灰的资源化处置提供了一条途径，不仅可解决粉煤灰堆置所引起的占用土地污染环境等问题，而且可处理含酚废水，以废治废，具有很高的经济和社会效益。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.1课题选择意义

1.2研究目的和内容

第二章粉煤灰及其合成分子筛的研究现状

2.1粉煤灰

2.1.1粉煤灰的产生过程

2.1.2粉煤灰的物化性质

2.1.3流化床粉煤灰的特性

2.1.4粉煤灰的综合利用

2.1.5粉煤灰处理废水方面的研究与应用现状

2.2分子筛

2.2.1分子筛的概念

2.2.2分子筛的化学组成和结构

2.2.3分子筛的物理化学性质

2.2.4分子筛的应用

2.3粉煤灰合成分子筛的研究现状与发展

2.3.1沸石与粉煤灰组成分析

2.3.2粉煤灰合成沸石方法的研究与发展

2.3.3制取方法的机理

2.3.4粉煤灰合成沸石的过程控制

2.3.5粉煤灰合成沸石的应用

第三章 流化床粉煤灰合成分子筛

3.1实验仪器与药品

3.1.1实验方法

3.1.2实验仪器装置

3.1.3合成原料

3.1.4实验其它化学试剂

3.2传统水热法合成

3.2.1基木条件

3.2.2反应过程

3.3小结

第四章含酚废水处理的研究现状与发展

4.1酚的性质

4.2含酚废水的来源与危害

4.3含酚废水的处理方法

4.4分子筛处理有机废水现状与前景

第五章分子筛处理含酚废水的研究

5.1实验材料与方法

5.1.1实验材料

5.1.2实验设备

5.1.3实验方法

5.1.4酚的测试方法

5.2实验方案与结果

5.2.1投加量对去除率的影响分析

5.2.2改性方案

5.2.3改性分子筛对苯酚废水的处理

5.2.4时间对去除率的影响

5.2.5 pH对去除率的影响

5.3再生研究

5.3.1焙烧时间对再生效果的影响

5.3.2焙烧温度对再生效果的影响

5.4小结

第六章结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文