水泥廠廢舊除塵布袋制備活性炭及其吸附性能研究.pdf

1、水泥行業(yè)粉塵污染十分嚴(yán)重，在粉塵治理過程中經(jīng)常用到袋式除塵器，而布袋作為除塵器的核心，因其使用壽命有限，每年都會更換大量的廢舊除塵布袋。目前，這些廢舊布袋并沒有得到安全有效的處理。
　　本文以廣東龍門縣某水泥廠的廢舊布袋為研究對象，對其進(jìn)行工業(yè)分析及元素分析。采用熱重分析方法(TG-DTG)，在高純氮氣下對廢舊布袋進(jìn)行熱重分析。分析結(jié)果表明:布袋的材質(zhì)主要為滌綸，揮發(fā)分含量高達(dá)88.35％，碳元素含量達(dá)62.77％，固定碳含量為9

2、.43％。廢舊布袋的熱解過程可分為脫水干燥、炭化熱解、煅燒分解三個階段，廢舊布袋有較高的熱穩(wěn)定性，其熱解過程分布在一個比較窄的溫度范圍內(nèi)，主要分布在370℃至535℃。
　　以廢舊布袋為原料，KOH為活化劑，通過正交試驗和單因素試驗，考察了堿炭比、活化溫度、活化時間和炭化溫度對活性炭吸附性能（碘吸附值和亞甲基藍(lán)吸附值）及產(chǎn)率的影響。利用物理混合和堿液浸漬兩種不同的前處理方式制得了活性炭樣品，確定了其最佳制備工藝條件，物理混合的最佳

3、制備工藝條件為:堿炭比3、活化溫度700℃、活化時間50min、炭化溫度500℃。該條件下制備的活性炭性能最佳，其碘吸附值、亞甲基藍(lán)吸附值和產(chǎn)率分別為1455.07mg/g，100.5mg/g和17.54％。堿液浸漬的最佳制備工藝條件為:浸漬比3、活化溫度750℃、活化時間70min。其最佳樣品的碘吸附值為1047.49mg/g，亞甲基藍(lán)吸附值為127.5mg/g，產(chǎn)率為22.11％。
　　采用全自動孔徑分析儀，在77K下測定兩種

4、最佳活性炭的N2等溫線，通過BET方程、t-polt法和BJH法計算及分析其比表面積、孔體積和孔徑分布等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。采用SEM以及FTIR等分析方法對活性炭樣品進(jìn)行表征，分析其表面形貌。結(jié)果顯示:物理混合制備的活性炭比表面積高達(dá)1586.7m2/g，總孔容達(dá)0.802cm3/g，平均孔徑為2.022nm。而堿液浸漬制備的活性炭比表面積達(dá)1086.3m2/g，總孔容達(dá)1.298cm3/g，平均孔徑為4.778nm。物理混合對微孔影響較大，而

5、堿液浸漬對中孔影響較大。氮氣吸附等溫線表明，活性炭樣品的吸附等溫線屬于Ⅰ型等溫線，孔徑分布以微孔為主。FTIR結(jié)果表明，廢舊布袋經(jīng)過熱解炭化之后，許多表面官能團(tuán)消失或發(fā)生較大的變化。SEM結(jié)果表明，活性炭表面粗糙，有較多的孔隙結(jié)構(gòu)。
　　利用制備的活性炭樣品去吸附模擬剛果紅廢水，并與商品活性炭進(jìn)行比較。吸附試驗表明，投加量為10g/L，原水pH值，溶液溫度為30℃，吸附時間為90min的條件下，各活性炭樣品對剛果紅的吸附效果最佳，