环境工程硕士论文

您当前的位置:学术堂 > 毕业论文 > 在职硕士论文 > 工程硕士论文 > 环境工程硕士论文 >

甲苯废气吸附处理中活性炭改性探究结论与参考文献

来源:学术堂 作者:杜老师
发布于:2019-03-27 共5700字
  本篇论文快速导航:

展开更多

  结 论
  
  以不同粒径的木质活性炭粉体为研究对象,对其燃爆参数、结构性质等进行了测定。对可能影响到吸附过程中的安全性因素进行分析,评估活性炭粉以及吸附甲苯后活性炭粉的燃爆危险性;制备改性溶剂对原始活性炭进行改性,通过改变其化学结构实现阻燃抑爆目的,同时增大吸附量,实现甲苯的高效吸附,控制环境中甲苯浓度,降低甲苯气体燃爆危险性。主要得到如下结论:
  
  1)一定粒径范围内,活性炭自燃温度随着粒径的减小呈现出降低的趋势,测试活性炭最低自燃温度为 328.7℃,属于二级自燃物质,与空气接触会发生缓慢氧化,存在自燃危险。活性炭受热会产生气态物质,经实验测定推断产生的气态物质为甲烷、一氧化碳、丙烷、乙烯等可燃性气体,增大活性炭燃爆危险性。
  
  2)平均粒径为 299μm 原始活性炭饱和吸附量为 31.98mg·g-1;粒径 151μm 活性炭饱和吸附量为 33.20mg·g-1;粒径 100μm 活性炭饱和吸附量为 34.63mg·g-1。一定范围内,活性炭的粒径越小其吸附甲苯的吸附量越大。改性后的活性炭表面孔的数量相对于原始活性炭有所提高,孔数量的提升使活性炭对甲苯的饱和吸附量大大增加,咪唑-脯氨酸处理的活性炭饱和吸附量上升到 72.66mg·g-1,丙氨酸-甲磺酸处理的活性炭饱和吸附量为 67.63mg·g-1,咪唑-脯氨酸对活性炭吸附效果3)原始活性炭最大爆炸压力为 0.56MPa,对应的粉尘浓度为 250g·m-3;吸附甲苯后最大爆炸压力为 0.57MPa,高于原始活性炭,对应粉尘浓度为 200g·m-3。吸附甲苯后活性炭燃爆危险性增强。
  
  4)咪唑-脯氨酸处理后的活性炭自燃温度为 381.2℃,比同粒径范围的原始活性炭自燃温度提高 26.3℃;发生自燃所用时间比原始活性炭着火时间延迟将近 1h;丙氨酸-甲磺酸处理后的活性炭自燃温度为 384.5℃,发生自燃用时延后 1h10min。丙氨酸-甲磺酸阻燃效果更佳。阻化改性后的活性炭最大爆炸压力为 0.52MPa,最优爆炸浓度为 500g·m-3,吸附甲苯后最大爆炸压力为 0.54MPa,最优爆炸浓度为 450g·m-3。改性后的活性炭最大爆炸压力相对于原始活性炭变低,且达到最大爆炸压力的浓度提高,实验制备的阻化剂阻化效果明显。

甲苯废气吸附处理中活性炭改性探究结论与参考文献
  
  5)制备的两种溶剂对活性炭进行处理后,既能实现对活性炭的阻燃抑爆效果,又能增大活性炭对甲苯的饱和吸附量,是比较理想的改性溶剂。
  
  参考文献:
  
  [1] 北京市可持续发展科技科技促进中心, 我国大气污染状况, 2003, 08
  [2] 于平. 挥发性有机化合物(VOCs)控制措施探讨. 广东化工, 2018, 45(16): 168-170
  [3] 宋剑飞. 活性炭吸附 VOCs 及其构效关系研究. [中南大学博士论文]. 长沙: 中南大学, 2014
  [4] 梅胜全, 陆晓东, 申甄华. 煤基活性炭在饮用水处理中的应用现状及发展趋势. 洁净煤技术,2018, 24(s1): 76-78
  [5] 杨丽娟. 生物质活性炭的制备及应用发展研究. 黑龙江科学, 2018, 9(18): 44-45
  [6] I USHIKI, M OTA, Y SATO, et al. VOCs (Acetone, Toluene, and N-Hexane) Adsorption quilibria on Mesoporous Silica (MCM-41) over a Wide Range of Supercritical Carbon DioxideConditions: Experimental and Theoretical Approach by the Dubinin–Astakhovequation, FluidPhase Equilibria, 2015, 403: 78–84
  [7] 梁晶, 王世朋, 柯冬冬. VOCs 危害及其处理技术. 科技创新与应用, 2018(27): 148-149+152
  [8] M. J. RUHL. Recover VOCs Via Adsorption on Activated Carbon. Chemical EngineeringProgress, 1993, 89(7): 37-41
  [9] P. CARTWRINGT. Pollution Prevention Drivers Membrance Technologies. ChemicalEngineering Journal, 1994, 20(9): 84-87
  [10] 宁平, 谷俊杰. 低浓度三氯乙烯活性炭吸附净化及数值模拟. 化学工程, 2000, 28(1): 29-34
  [11] 高瑞英, 陈秋燕, 李忠军. 活性炭吸附 VOC 苯系物的影响因素研究. 广东轻工职业技术学院学报, 2005, 4(4): 16-19
  [12] 孟少左. 挥发性有机废气的高效净化和溶剂回收技术研究. [河北科技大学工程硕士论文].石家庄: 河北科技大学, 2015
  [13] S. S. WANG, L. ZHANG, C. LONG. Enhanced Adsorption and Desorption of VOCs Vapor onNovel Micro-Mesoporous Polymeric Adsorbents. Original Research Article Journal of Colloidand Interface Science, 2014, 428(15): 185-190.
  [14] 林莉莉. 活性炭吸附气相甲醛的研究. [华东理工大学工学硕士论文]. 上海, 华东理工大学,2014
  [15] 张亮, 王颖, 王冲, 等. 活性炭改性对卷烟烟气中 VOCs 吸附效率的影响. 广州化工, 2014,42(22): 99-155
  [16] 刘伟, 李立清, 姚小龙, 等. 活性炭孔隙结构在其甲苯吸附中的作用. 环境工程学报, 2012,6(9): 3210-3218
  [17] 周烈兴. 活性炭吸附处理苯和甲苯气体的性能及机理研究. [昆明理工大学博士论文]. 昆明:昆明理工大学, 2011
  [18] M. FRANZ, H. A. ARAFAT, N. G. PINTO. Effect of Chemical Surface Heterogeneity on theAdsorption Mechanism of Dissolved Aromatics on Activated Carbon. Carbon, 2000, 38(13):1807-1819
  [19] S. WJIHIL, A. ERTO, S. KNANI, et al. Investigation of Adsorption Process of Benzene andToluene on Activated Carbon by Means of Grand Canonical Ensemble. Journal of MolecularLiquids, 2017, 21(04): 1-6
  [20] 孙康, 蒋剑春, 戴伟娣, 等. 木质活性炭自燃性质及其影响因素研究. 生物质化学工程,2010, 44(1): 9-13
  [21] 刘函如. 不同氧化程度的活性炭自燃点变化规律研究. 消防科学与技术, 2013, 32(4):367-369
  [22] 栗娜. 活性炭自燃点测定及影响因素研究. 分析仪器, 2014, 4: 83-86
  [23] 徐凡, 蒋剑春, 孙康, 等. 基于活化能指标活性炭自燃倾向性研究. 煤炭转化, 2013, 36(3):84-85
  [24] 胡双启. 燃烧与爆炸. 北京: 北京理工大学出版社, 2015: 79-80
  [25] E. G. JOHN, K. CHATARTHI, L. C. KENNETH. Flammability Limit Measurements for Dustsin 20L and l m3Vessels. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 2000, 13: 209-219
  [26] M. NIFUKUA, S. KOYANAKA, H. OHYA. Ignitability Characteristics of Aluminum andMagnesium Dusts that are Generated During the Shredding of Post-Consumer Wastes. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 2007, 20: 322-329
  [27] O. DUFAUD, M. TRAORE, L. PERRIN. Experimental Investigation and Modeling ofAluminum Dusts Explosions in the 20L Sphere. Loss Prevention in the Process Industries, 2010,23: 226-236
  [28] K. L. CASHDOLLAR. Flammability of Metals and other Elemental Dust Clouds. Process Safet Program, 1994, 13 (13): 139-145
  [29] 苑春苗, 王丽驾, 陈宝智, 等. 1.2L Harttman 管式与 20L 球型爆炸测试装置爆炸猛度实验研究. 中国安全生产科学技术, 2008, 1(4): 108-111
  [30] 李化利, 高聪, 苏丹, 等. 烟煤粉爆炸特性实验研究. 四川大学学报(工程科学版), 2009, 41(6): 79-83
  [31] O. S. HAN, M. YASHIMA, T. MATSUDA, et al. Behavior of Flames Propagating throughLycopodium Dust Clouds in a Vertical Duct. Journal of Loss Prevention in the Process Industries,2000, 13(6): 449-457
  [32] O. S. HAN, M. YASHIMA, T. MATSUDA, et al. A Study of Flame Propagation Mechanisms inLycopodium Dust Clouds Based on Dust Particles' Behavior. Journal of Loss Prevention in theProcess Industries, 2001, 14 (3): 153-160
  [33] A. A. BORIOV, B. A. KHASATNOV, B. VEYSSIERE, E. L. SANEEV. et al. On Detonation o Aluminumdust in Air and Oxygen. Soviet Journal of Chemical Physics, 1992, 10(2): 369-402
  [34] 张金锋, 刘海鑫, 刘鑫, 等. 7-氨基头孢烷酸粉尘爆炸特性实验研究. 河北科技大学学报, 2014, 35(2): 208-209
  [35] 彭于怀, 黄丽媛, 曹卫国, 等. 石松子粉尘爆炸危险性及抑爆研究. 爆破器材, 2014, 06:16-21
  [36] 付羽, 陈宝智, 李刚. 粒径对镁粉爆炸特性的影响. 工业安全与环保, 2009, 35(8): 36-38
  [37] 张小良, 沈恒根, 赵培慧. 克拉维酸钾微晶纤维素混粉爆炸参数测定研究. 消防理论研究, 2009, 28(11): 800-802
  [38] 张金锋, 李艳丽, 刘鑫, 等. 不同条件下 6-APA 粉体爆炸最小点火能测试研究. 中国安全生 产科学技术, 2015, 11(10): 43-47
  [39] 李江波. 密闭管内甲烷-煤尘复合爆炸实验研究. [大连理工大学工学硕士论文]. 大连: 大连 理工大学, 2010
  [40] 冯永安. 基于 20L 球形爆炸装置的甲烷对煤尘爆炸影响实验研究. [中北大学工学硕士论文]. 太原: 中北大学, 2013
  [41] L. C. KENNETH, S. W. ERIC. Post-Explosion Observations of Experimental Mine and Laboratory Coal Dust Explosions. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 2007, 20:607-615
  [42] L. C. KENNETH. Overview of Dust Explosibility Characteristics. Journal of Loss Prevention inthe Process Industries, 2000, 13: 183-199
  [43] 何朝远. 瓦斯煤尘共存条件下爆炸危险性的研究. 煤矿安全, 1996, (12): 5-7
  [44] 罗宏昌. 粉尘爆炸及杂混合物对其特性的影响. 交通部上海船舶运输科学研究所学报, 2000, 23(1): 85-89
  [45] 陈东梁, 孙金华, 刘义, 等. 甲烷、煤尘复合体系燃烧特性及火焰结构的实验研究. 自然科 学进展, 2007, 17(4): 494-499
  [46] 陈东梁, 孙金华, 刘义. 甲烷-煤尘复合火焰的传播与温度特征. 安全与环境学报, 2008, 8(1): 123-126
  [47] 张引合, 张延松, 任建喜. 煤尘对低浓度瓦斯爆炸的影响研究. 矿业安全与环保, 2006 33(6): 20-21
  [48] 王亚敏. 防止煤炭自燃的化学阻化剂的实验结果研究. 煤炭技术, 2014, 33(02): 183-185
  [49] 张艳芳, 李森, 董宪伟. 次磷酸盐对煤炭阻燃过程中气体产物分析. 山东煤炭科技, 2017,(3): 89-91
  [50] 李立成, 王磊, 赵学娟, 等. 聚丙烯酸酯褐煤阻化剂的热分析. 中国安全科学学报, 2016, 26(11): 54-57
  [51] 周清清, 煤自燃倾向性及阻化技术的实验研究. [浙江大学工程硕士论文]. 杭州: 浙江大学,2018
  [52] 杨漪. 基于氧化特性的煤自燃阻化剂机理及性能研究. [西安科技大学博士论文]. 西安: 西安科技大学, 2015
  [53] 王福生, 位咏, 李晔, 等. 有机磷系阻燃剂对煤自然发火的阻化研究. 煤矿安全, 2018,49(4): 16-19
  [54] 王兰云, 蒋曙光, 吴正艳, 等. 离子液体抑制煤炭自燃的新设想. 煤矿安全, 2009, 33(08): 90-92
  [55] GB/T 21756-2008, 工业用途的化学产品 固体物质相对自燃温度的测定
  [56] GB/T 16425-1996, 粉尘云爆炸下限浓度测定方法
  [57] GB/T 16426-1996, 粉尘云最大爆炸压力和最大压力上升速率测定方法
  [58] 徐胜男, 羌宁, 裴兵. 活性炭处理甲苯气体吸附再生实验研究. 环境污染与防治, 2007,29(12): 57-59+63
  [59] 徐凡. 木质活性炭自燃特性和机制研究. [中国林业科学研究院工学硕士论文]. 北京: 中国科学研究院, 2012
  [60] 袁帅, 王庆慧, 魏圆梦, 等. 堆积状态下面粉层最低着火温度实验研究. 消防科学与技术, 2018, 37(2): 158
  [61] 肖旸, 马砺, 王振平, 等. 采用热重分析法研究煤自燃过程的特征温度. 煤炭科学技术,2007, 35(5): 74-75
  [62] 谭静怡, 袁旌杰, 杜兵, 等. 含湿煤粉爆炸行为的实验研究. 消防科学与技术, 2014, 33(3):248
  [63] 李艳丽. 丙酮存在环境 7-ACA 粉体燃爆特性及抑爆研究. [河北科技大学工程硕士论文]. 石家庄: 河北科技大学, 2016
  [64] 杨豪, 王培植, 万祥云. 我国气体与粉尘爆炸事故现状及影响因素分析. 安全与环境工程,2008, 15(1): 97-99
  [65] 裴兵. 活性炭吸附净化低浓度甲苯气体工艺改进研究. [同济大学工学硕士论文]. 上海:同济大学, 2008
  [66] M. JIBRIL, N. S. NASRI, M. A. A. ZAINI, et al. Adsorption of Benzene and Toluene onto KOHActivated Coconut Shell Based Carbon Treated with NH3, International Biodeterioration &Biodegradation, 2015, 102: 245-255
  [67] N. WIBOWO, L. SETYADHI, D. WIBOWO, et al. Adsorption of Benzene and Toluene fromAqueous Solutions onto Activated Carbon and its Acid and Heat Treated Forms: Influence ofSurface Chemistry on Adsorption. Journal of Hazardous Materials, 2007, 146(1-2): 237-242
  [68] H. SABIR, A. HAMIDI, H. MOHAMED, et al. Physico-Chemical Method for Ammonia Removal from Synthetic Wastewater using Limestone and GAC in Batch and Column Studies.Bioresource Technology, 2007, 98(4): 874-880.
  [69] M. VALIX, W. CHEUNG, K. ZHANG. Role of Heteroatoms in Activated Carbon for Removalof Hexavalent Chromium from Wastewaters. Journal of Hazardous Materials, 2006, 135(1-3):395-405.
  [70] 张欢欢. 新型低共熔溶剂的制备与应用. [东华大学工程硕士论文]. 上海: 东华大学, 2015
  [71] 张盈盈, 陆小华, 冯新, 等. 低共熔溶剂的物性及应用. 化学进展, 2013, 25(06): 881-892
  [72] 杨四娥, 林建清. 活性炭的改性技术及其应用研究进展. 安徽农业科学, 2014, 42(09):2712-2715
  [73] 李丽丽. 改性活性炭纤维和淀粉炭的吸脱附性能研究. [中国石油大学工程硕士论文]. 北京:中国石油大学, 2008
  [74] 张庆河. 电气与静电安全. 北京: 中国石化出版社, 2005: 1-21
  [75] 李志强, R. STEVEN. VOCs 回收处理系统安全风险控制——爆燃及爆轰的风险控制. 石化技术. 2017, (07): 56
  [76] 火贵田. 矿井下防爆电气设备管理. 机电工程技术, 2018, 47(07): 221-222
  [77] 菅新来. 煤矿井下电气设备的防爆. 科技创新与应用, 2015, (12): 119
  [78] G. OPPERMAN, S. H. BROWN, C. ROBERT. VOC Emission Control with PolymericAdsorbents and Microwave Desorption. Pollution Engineering, 1999, 31(1): 58-60
  [79] 宁平, 田森林, 王学谦, 等. 微波辐照再生载甲苯活性炭. 化学工业与工程, 2001, 18(2):109-114
  [80] 曹晓强. 活性炭吸附-微波解吸-催化燃烧处理含甲苯废气研究. [西安建筑科技大学博士论文]. 西安: 西安建筑科技大学, 2008
  [81] G. C. JOU, H. S. TAI. Application of Granulated Activated Carbon Packed-Bed Reactor inMicrowave Radiation Field to Treat BTX. Chemospere, 1998, 37(4): 685-698
返回本篇论文导航
相关内容推荐
相关标签:
返回:环境工程硕士论文