煤基多孔炭材料的制备及其处理焦化废水的研究

以无烟煤为原料制备煤基多孔炭材料。考察了炭化温度及CO2流量对炭材料性能的影响,比较了粉末状和柱状炭材料对焦化废水中COD的去除效果。实验结果表明:当炭化温度为600℃,CO2流量为0.4L/min时,多孔炭材料的比表面积最大,为838.51m2/g。粉末状多孔炭材料处理焦化废水的效果更好,COD的去除率可达到72%。     

不同热处理方式对稻壳炭孔径的影响

考察不同热化学处理方式对稻壳炭的得率、工业分析及比表面积、总孔容积、孔径分布的影响,结果表明:固定床热解气化的稻壳炭得率最高,为33.01%,且工业分析中固定碳的含量最高,为49.25%,比表面积最大,为222.210 m~2·g~(-1),平均孔径最小,孔径分布以微孔为主;热解炭化的稻壳炭总孔容积最大,为0.204 cm~3·g~(-1),平均孔径最大。     

炭膜处理印染废水的研究

以海南椰壳为原料,一次炭化后,加入粘结剂成型,再炭化,制得植物基炭膜,研究了所制炭膜处理印染废水的过程。重点考察了炭膜制备了工艺条件对炭膜分离性能的影响以及不同炭膜改性方法的效果,并且初步探讨了炭膜处理印染废水的机理。     

酚醛树脂基多孔炭材料制备的研究

以酚醛树脂为炭前驱体、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为造孔剂,采用聚合物共混炭化法制备了多孔炭材料,考察了造孔剂PVB的含量、炭化温度和炭化时间对多孔炭材料比表面积和孔结构的影响.结果表明,在造孔剂PVB的含量为40%、炭化温度为700℃、炭化时间为1.0 h的条件下,可制得BET比表面积为540.4 m2·g-1、孔容为0.37 cm3·g-1、平均孔径为7.298 nm的多孔炭.     

鳞片石墨/中间相沥青基石墨化泡沫炭的结构与性能研究

以鳞片石墨/AR中间相沥青为原料,通过高温自发泡法制备泡沫炭生料,经炭化、石墨化处理获得炭化泡沫炭和石墨化泡沫炭。采用TG-DTG、IR、SEM、XRD等方法研究了鳞片石墨含量对石墨化后泡沫炭的显微结构及其物理性能的影响。实验表明,随着鳞片石墨含量的增加,泡沫炭的孔径分布变得不均匀,孔壁及通孔处微裂纹明显减少且变短,韧带变宽,通孔增多,石墨化泡沫炭的抗压强度增大。鳞片石墨含量为10%时,石墨化泡沫炭的热导率达到最大值,为71.5 W/(m·K),抗压强度为2.19 MPa。     

电渗析处理焦化废水反渗透浓水的工程应用研究

结合某焦化废水深度处理与回用工程项目,考察了电渗析处理焦化废水反渗透浓水的状况和不同工艺参数对膜性能的影响,明确电渗析处理焦化废水反渗透浓水的脱盐率和能耗。结果表明,焦化废水反渗透浓水污染物对电渗析膜污染较重,可用1%稀盐酸洗涤恢复膜性能。2台电渗析膜堆串联组合处理焦化废水反渗透浓水,脱盐率和吨盐能耗随操作电压的增大而增大。固定操作电压为250 V,淡化液流量为9 m3/h,在此条件下膜堆脱盐率为51%,吨盐能耗为625 k W·h。     

炭化条件对多孔炭膜性能的影响

以石油沥青为原料,采用无粘结剂成型制备多孔炭膜,考察了炭化条件对炭膜的Ｈ２和Ｎ２气体渗透率和理想分离系数的影响,并用压汞法表征了炭膜的孔径分布,结果表明：炭化温度是影响炭膜性能的关键因素,制备的炭膜具有均匀性孔径分布,平均孔径为１５３ｎｍ。     

养殖底泥制备腐植酸和生物炭及其氨氮吸附性能研究

以养殖底泥为原料,分别采用碱提酸解法和水热炭化法制备腐植酸和生物炭吸附剂,并以养殖水体中氨氮作为目标污染物,研究腐植酸和生物炭的氨氮吸附性能。结果表明:腐植酸和生物炭产率分别为3.86%和13.46%(以底泥湿基计),比表面积分别为11.54 m~2·g~(-1)和24.76 m~2·g~(-1)。准二级动力学方程能更好地拟合腐植酸和生物炭吸附氨氮的动力学特征。当腐植酸加量为2.00 g·L~(-1)、生物炭加量为3.00 g·L~(-1)时,其对氨氮的平衡吸附量增幅趋缓;当氨氮初始浓度分别增至150 mg·L~(-1)和200 mg·L~(-1)时,腐植酸和生物炭对氨氮的平衡吸附量增幅趋缓;生物炭比腐植酸表现出更强的吸附能力。该研究为养殖底泥的资源化利用及养殖废水的处理提供了参考。     

膜生物反应器处理造纸废水试验研究

随着造纸行业的发展,新鲜水需求量和污水排放量剧增的问题日益突显。研究以膜生物反应器(membrane bio-reactor,MBR)处理造纸废水工艺,考察了膜孔径对过滤性能的影响并且对运行参数进行了优化,分析了膜的过滤行为和膜污染现象。结果选定膜孔径为300 nm,运行参数中优化的曝气量为1800 L·(m~2·h)~(-1),膜通量为19 L·(m~2·h)~(-1),悬浮固体颗粒浓度为6 g·L~(-1)。在此条件下运行105 d,膜性能稳定,气温的升高延长了MBR的运行周期,各项出水指标均优于原工艺二沉池水。化学需氧量、浊度、氨氮(NH_3-N)、总磷、色度和总有机碳的平均去除率分别为92%、99%、93%、73%、98%和88%。膜污染分析显示,造纸废水引起的主要污染为有机污染,但钙元素含量达9%,无机污染不可忽略。当跨膜压差升至40 KPa时,采用质量分数为0.5%的次氯酸钠(NaClO)和0.3%的柠檬酸,分别浸泡2 h,膜通量恢复率达到92%。     

焦化废水MBR深度处理试验研究

采用多孔聚合物载体内循环一体式膜生物反应器对二级生化处理后的焦化废水进行深度处理试验,以达到目的.结果表明,采用间歇进水、间歇曝气出水的运行方式,当进水COD在120～320 mg·L-1,在人工配水中添加焦化废水比例为50.0％时,平均COD去除率可达75.0％,出水COD最低为46.9 mg·L-1,当完全使用焦化废水时,出水COD升高到132.8 mg·L-1,继续采用Fenton氧化处理后出水COD低于75 mg·L-1;反应器对于人工配水的TN去除率达79.1％,但对于焦化废水的TN去除效果较差;载体的加入对反应器的稳定运行和减少膜污染具有重要作用.一体式膜生物反应器可用于新建或改造已建二级生化处理的焦化废水系统.     

壳聚糖复合正渗透膜及其分离乳化油废水研究

研究以壳聚糖(CS)为正渗透(FO)膜成膜材料,以聚酯筛网为支撑材料,经过交联、碱液浸泡得到CS复合FO膜(CS-FO膜)。并将其用于石油醚乳化油废水的分离。结果表明,该CS-FO膜分离层为单一均质膜,具有良好的热稳定性和亲水性;该膜具有良好的渗透性能,以NaCl为驱动液时,其平均渗透水通量可达30 L/(m~2·h),截盐率可达到97%。分离乳化油废水时,膜面流速和乳化油废水含量均会影响膜的分离性能,膜面流速越大膜的渗透通量越大;废水乳化油含量越高,膜的通量越低。对质量浓度1.0 g/L的乳化油废水连续分离5 h后其水通量可维持在12L/(m~2·h),对乳化油的截留率可达到96.8%,这说明该FO膜在分离乳化油废水方面具有一定的应用前景。     

炭膜处理含油污水的实验研究

在膜法处理含油废水操作过程中,维持高渗透通量、减小膜污染是提高膜利用率急需解决的问题。今对目前难以分离的油田乳化状废水,采用自制的孔径为0.6~2.5mm的单根和七根管状炭膜,用原油和水经超声波乳化而成的油水乳化液为原料,通过测定膜的除油率及渗透液含油量等参数,考察了不同孔径炭膜的除油效果,确定了适宜的分离油水用膜及相应的操作条件。实验结果表明,炭膜处理含油污水是可行的。在实验范围内,炭膜的除油率可达97%以上、渗透液含油量小于10mgL-1,可达到国家环保排放要求。在炭膜孔径为1.0祄、流体流动雷诺数为5660~10110和压差为0.1MPa条件下,操作过程具有较大的稳定渗透通量和较小的膜污染。     

无机炭膜在处理含油污水中的应用研究

采用无机炭膜处理油田采出水,解决油田采出水处理后达标回注的问题,研究了水的回收率、温度、膜的反洗方式和频率对跨膜压差的影响。结果表明,含油量25～30 mg/L,悬浮物含量15～35 mg/L的含油污水,在装置的膜面积1.6 m~2、进水流量4.5 m~3/h、水温20～25℃、水的回收率75%的条件下,经过0.04μm孔径无机炭膜处理后,含油量≤3.0mg/L,悬浮物≤1.0 mg/L,水质能够满足低渗透油田回注水水质标准;反冲洗及脉冲反洗有助于膜通量的恢复,反洗周期30 min。     

贫瘦煤制备型焦的配煤方案研究

以贫瘦煤、焦煤、1/3焦煤和无烟煤作为配煤煤料,沥青作为黏结剂,通过对原料分析,结合配煤原理制定配煤方案,然后按照配煤方案制成型煤,再炭化成型焦。通过检测型焦各项质量指标,找到最佳配煤方案。结果表明,最佳配煤方案为:70%的贫瘦煤配入15%的1/3焦煤、10%的焦煤和5%的沥青,在此配煤方案下,炼得的型焦符合国家二级冶金焦的质量标准。     

二氧化氯催化氧化-混凝-好氧曝气处理含酚焦化废水

根据焦化废水的水质特点,采用二氧化氯催化氧化-混凝-好氧曝气工艺对焦化废水进行中试处理,得到了一些基本的运行参数.实验结果表明,二氧化氯催化氧化将焦化废水COD值从5000 mg·L-1降至3000 mg·L-1,加入聚丙烯酰胺(PAM)混凝处理后的出水COD值为1200 mg·L-1,后期采用生化法处理,停留时间控制在48 h,最终使出水达到120 mg·L-1.采用上述联合工艺对焦化废水进行处理完全可以达到GB 13456-92 国家排放标准中COD值150 mg·L-1的二级排放标准.     

炭膜处理印染废水的影响因素

用不同孔径的酚醛树脂基管状微滤炭膜，对两种模拟染料废水溶液进行处理，考察了膜孔径、原料液浓度、测试压力和测试时间对截留率和膜通量的影响。实验结果表明，微滤炭膜对模拟染料废水有较好的处理效果，截留率和膜通量受膜孔径及操作条件的影响。     

氧化铝陶瓷复合膜顶膜显微结构与渗透性能的可控制备

以平均粒径为5μm的Al_2O_3粉为主要原料,采用注浆成型法,制备出膜支撑体。再结合浸渍法涂膜工艺,在上述膜支撑体上,采用Al_2O_3粉制备顶膜。为探究顶膜显微结构和渗透性能的可控制备工艺,实验考察了原料粒径对顶膜的厚度、孔径和水渗透通量的影响规律。实验结果表明:所制备的顶膜孔径分布窄,显微结构良好、均一无缺陷。采用不同粒径Al_2O_3粉制备的顶膜,其厚度可由18μm降低到11μm、最可几孔径则从120 nm减小到60 nm、水渗透通量由1894.60 L·m~(-2)·h~(-1)·bar~(-1)降低到1588.76 L·m~(-2)·h~(-1)·bar~(-1),从而实现了顶膜的显微结构和渗透性能的量化调控制备。     

钠离子电池用负极材料煤沥青基硬炭制备

以煤沥青(CTP)为原料,通过化学交联及炭化处理成功制备了用于钠离子电池的硬炭负极材料.结果表明,沥青的化学交联处理可以引入大量的含氧官能团(甲氧基团),形成的三维结构有效地阻碍了 CTP在高温炭化中的石墨化倾向,使碳层堆叠变得无序的同时产生更多的缺陷位.电化学测试结果表明,在0.05 A·g-1的电流密度下,与直接炭...     

Y型沸石/炭杂化膜的制备及其气体分离性能

以聚酰胺酸为前驱体,Y型沸石为掺杂物,经高温炭化制备了Y型沸石/炭杂化膜.通过纯组分气体(H2,CO2,O2,N2)的渗透实验对杂化膜的气体渗透性能进行测定,并使用透射电镜,X射线衍射对杂化膜的微结构进行表征.研究了沸石的含量以及炭化温度对杂化炭膜的气体渗透性能和微结构的影响.结果表明,随着膜内沸石含量的提高,Y型沸石/炭杂化膜的气体渗透性能明显提高,而随着炭化温度的升高,Y型沸石/炭杂化膜的渗透系数降低,选择性提高.与纯炭膜相比,Y型沸石/炭杂化膜在保持高O2N2选择性的前提下,其渗透性能显著提高.炭化温度为700℃,沸石含量为15%,Y型沸石/炭杂化膜O2的气体渗透系数为501 bareer,O2/N2选择性为15.6.当炭化温度超过800℃以后,杂化膜中的沸石晶体结构被破坏,其气体渗透系数接近纯炭膜的气体渗透系数.因此,保持沸石孔道结构的完整是制备高性能沸石/炭杂化膜的关键因素之一.     

淀粉炭微球的制备

以淀粉为原料,经环氧氯丙烷交联,进而炭化获得淀粉基炭材料.通过热重分析、红外图谱和孔结构表征来解析炭微球的炭化过程、表面化学性质以及孔结构.结果表明:环氧氯丙烷可以与糊化淀粉交联,在油相可以形成淀粉微球;炭化后,淀粉基炭微球具有丰富的表面化学官能团和多尺度的孔径分布.