用固体废弃物物制作低浓度烧结烟气吸附剂的研究

第４３卷第２期２００８年２月

钢铁

ＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌ

Ｖ０１．４３。Ｎｏ．２

Ｆｅｂｒｕａｒｙ２００８用固体废弃物制作低浓度烧结烟气吸附剂的研究

韩庆虹１，金永龙２，苍大强１，石磊２，刘帅２

（１．北京科技大学冶金与生态学院，北京１０００８３＃２．辽宁科技大学材料科学与工程学院，辽宁鞍山１１４０５１）摘要：通过对精炼炉渣和粉煤灰的分析，确定了其作为低浓度烧结烟气吸附剂的可能性。提出了一种微波加热精炼炉渣和粉煤灰制作低浓度烧结烟气吸附剂的新方法。实验结果表明，微波加热后的吸附剂在脱硫、脱氮效率上有了很大的提高，脱硫率和脱氮率最高为５３．８％和５３．６％。

关键词：微波；吸附剂；烟气．

中图分类号：Ｘ７５６文献标识码：Ａ文章编号：０４４９－７４９Ｘ（２００８）０２—００９３—０４

ＳｔｕｄｙｏｎＭａｋｉｎｇＡｂｓｏｒｂｅｎｔＦｒｏｍＳｏｌｉｄ

Ｗａｓｔｅｆｏｒ

ＬＯＷＣｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎＳｉｎｔｅｒｉｎｇＦｌｕｅＧａｓ

ＨＡＮＱｉｎｇ—ｈｏｎ９１，ＪＩＮＹｏｎｇ－ｌｏｎ９２，ＣＡＮＧＤａ—ｑｉａｎ９１，ＳＨＩＬｅｉ２，ＬＩＵＳｈｕａｉ２

（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌａｎｄＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＢｅｉｊｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３。Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ

ｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＬｉａｏｎｉｎｇ，Ａｎｓｈａｎ１１４０５１，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆａｎａｌｙｓｉｓｏｆｒｅｆｉｎｉｎｇｓｌａｇａｎｄｃｏａｌａｓｈ，ｉｔｉｓｐｏｓｓｉｂｌｅｔＯｕｓｅｔｈｅｍａｓａｂｓｏｒｂｅｎｔｆｏｒｌｏｗｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｉｎｔｅｒｉｎｇｆｌｕｅｇａｓ．Ａｎｅｗｍｅｔｈｏｄｏｆｐｒｅｐａｒｉｎｇｓｕｃｈａｂｓｏｒｂｅｎｔｂｙｍｉｃｒｏｗａｖｅｈｅａｔｉｎｇｗａｓｔｅｓｔ—ｅｄ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅａｂｓｏｒｂｅｎｔｈａｓｂｅｔｔｅｒｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄｄｅｎｉｆｉｃａｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙａｆｔｅｒｍｉｃｒｏｗａｖｅｈｅａｔｉｎｇ，ｗｉｔｈｍａｘｉｍｕｍｄｅｓｕｌｐｈｕｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄｄｅｎｉｆｉｅａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆ５３．８％ａｎｄ５３．６％ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏｗａｖｅ）ａｂｓｏｒｂｅｎｔ；ｆｌｕｅｇａｓ

烟气中的二氧化硫和氮氧化物是造成大气污染的主要污染物，它们的排放会给自然环境和人类生活带来严重的危害。在烧结过程中也会产生大量的含Ｓ０。和Ｎｑ的烟气，对大气造成严重的污染。因此，烧结烟气的脱硫、脱氮势在必行［１］。目前对于高浓度烟气的脱硫、脱硝研究较多，工艺相对成熟，但低浓度烟气的脱硫脱硝面临两大难题：一是低浓度烟气具有分布广，危害大，治理困难等特点，处理起来非常困难；二是运用以往的脱硫、脱硝方法成本较高且效果也不稳定。随着国家环保要求的逐步提高，目前烧结过程排放的ＳＯｚ和ＮＱ烟气浓度将不能达到未来国家环保排放标准，因此有必要进一步研究低浓度ＳＯ。和Ｎ０。烟气处理方法。微波加热作为一种全新的热能技术，在材料工程中得到了广泛应用，在活性炭制备和改性中也产生了较好的效果口￣６］。笔者采用微波加热固体废弃物方法制作一种低浓度烧结烟气（锄（ＳＯｚ）＋硼（ＮＯｘ）＜２００×ｌＯ叫）的新型吸附剂。该吸附剂具有脱硫、脱氮率较高、“以废治废”、成本低、经济实用等特点。１材料与方法

１．１吸附剂的制备

将粉煤灰、精炼炉渣按一定配比混合均匀，再加适量水调均，放入成形设备制成０～４ｍｍ、４～８ｍｍ、８～１２ｒｆｌｍ３种不同粒径的吸附剂样品，然后将其放进微波装置中，经微波加热１～３ｍｉｎ后取出，即制成吸附剂。精炼炉渣的主要化学成分（质量分数，％）为：Ｓｉ０２１７．１，Ａ１２０３１６．４，Ｆｅ２０３５．７，ＣａＯ５４．７，ＭｇＯ４．１。粉煤灰的化学成分（质量分数，％）为：Ｓｉ０２５４．５，Ａ１２０３２２．４，Ｆｅ２０３１０．９，ＣａＯ９．３，ＭｇＯ１．３。可以看出，精炼炉渣含有大量的碱性氧化物，粉煤灰中也含有一定量的碱性氧化物，因此精炼炉渣和粉煤灰制成的吸附剂具有脱硫、脱氮能力。１．２实验装置

实验装置主要由电阻炉、吸收塔、成分分析仪等组成，其中吸收塔为主要装置，如图１所示。吸附剂从吸收塔上部装入，采用德国进口的烟气分析仪分析ＳＯｚ和ＮＱ。本实验采用铁矿石和煤作为产生低

作者筒介：韩庆虹（１９７９－），男，博士生，Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｑｈ５９５＠１６３．ｃｏｒｎ；修订日期：２００７—０４—２７

?９４?钢铁第４３卷

浓度烧结烟气的物料，将其按一定比例混合后在电阻炉中燃烧以模拟低浓度烧结烟气。烟气中除Ｓ０２和ＮＯ工外，还有Ｎ。、Ｈ。Ｏ和０２等物质。实验中吸附剂的用量为０．５～１．０ｋｇ，气体的流速控制在０．７～１．２Ｌ／ｒａｉｎ，吸附剂的温度控制在８０～１２０℃。

Ｉ低浓度烟ＩＩ—磊ｉ夏『ｌ

Ｉ气模拟系统ｒ一—．１控制系统ＩＩ’吸收塔●’”Ｉ

烟气烟气

分析仪分析仪

图ｌ实验流程

Ｆｉｇ．１Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｅｔｕｐ

１．３微波加热样品的实验设计

以吸附剂的脱硫、脱氮率为评价目标，研究微波功率、辐射时间、吸附剂样品粒径３个主要因素的影响。综合考虑选用Ｌ。（３３）正交实验表进行微波加热吸附剂实验。实验设计表如表１所示。

２结果与讨论

将未经加热和经过加热的吸附剂样品分别装入吸收塔内，通入低浓度ＳＯ：和Ｎ０。烟气进行脱硫、脱氮实验，测定进出口ＳＯ：和ＮＯ。的平均浓度，计算其脱除率。未经加热的吸附剂样品和经过加热的吸附剂样品的实验结果如表２、３所示。可以看出，

表１正交实验设计表

ＴａｂｌｅｌＣｈａｒｔｏｆｏｒｔｈｏｇｏｎａｉｔｅｓｔ

样品微波功率／ｗ辐射时间／ｒａｉｎ样品粒径／ｍｍ

经加热后，３种粒径的吸附剂的脱硫、脱氮效果比未经加热者均有了很大提高，在微波功率１３２～３９６Ｗ之间，随着功率的增大，加热时间的延长，脱硫、脱氮率有了一定的提高。

３机理分析

３．１吸附剂表面的微区分析

图２为吸附剂放大５０００倍的形貌。从图２可以看出，未经加热的吸附剂表面不平整，表面上分布着大小不等的孔，但不向里深入，孔壁比较光滑。而吸附剂经微波加热后，表面变粗糙，呈凹凸状，孔成为狭缝，并向里延伸，这非常有利于吸附烟气。

表２未经加热的吸附剂的实验结果

Ｔａｂｌｅ２Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｆｏｒｕｎｈｅａｔｅｄａｂｓｏｒｂｅｎｔ

吸附剂样品样品粒径／入口ｓ０２平均质出口ｓ０２平均质人口ＮＯ；平均质出口Ｎ晚平均质ｓ０２脱除Ｎ瓯脱除ＩＴｌｍ量分数１１０－６量分数／１０“量分数／１０－６量分数／ｌｏ“率／％率／％

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第２期

韩庆虹等：用固体废弃物制作低浓度烧结烟气吸附剂的研究

（ａ）未经加热的吸附剂｝（ｂ）加热后的吸附剂

图２吸附剂表面形貌的ＴＥＭ

Ｆｉｇ．２

Ｓｕｒｆａｃｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆａｂｓｏｒｂｅｎｔ

ｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｍｉｃｒｏｗａｖｅｈｅａｔｉｎｇ－ＴＥＭ

３．２反应产物表面的微区分析

图３为吸附剂反应产物放大５０００倍的形貌。从图３可以看出，未经加热的吸附剂反应产物颗粒之间相互衔接，有类似胶凝状的物质在颗粒表面聚集，阻止了ＳＯ：和ＮＯ：向吸附剂内部扩散。而经过加热后的吸附剂反应产物虽然也有类似胶凝状的物质在颗粒表面聚集，但同时表面有许多小孔，为ＳＯｚ和ＮＯ。向吸附剂内部扩散提供了通道，可以进

一步吸附Ｓ０：和Ｎｑ。

３．３吸附剂的成分变化

图４是吸附剂和反应产物的平均能谱图。从图４可以清楚地看出，未经加热的吸附剂与烟气发生反应后，硫含量有少量增加，证明吸附剂吸附了一部分烟气；经过加热后的吸附剂与烟气反应后硫含量明显增加，说明经微波加热后，吸附剂的脱硫性能有了很大的提高。

（ａ）吸附剂未经加热；（ｂ）吸附剂经过加热

图３反应产物表面的ＴＥＭ

Ｆｉｇ．３

Ｓｕｒｆａｃｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｐｒｏｄｕｃｔｓｏｆ

ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｗｉｔｈｕｎｈｅａｔｅｄａｎｄｈｅａｔｅｄａｂｓｏｒｂｅｎｔ

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（ａ）未经加热的吸附剂＃

（ｂ）未经加热的吸附剂的反应产物；

（ｃ）经过加热的吸附剂的反应产物

图４平均能谱图

Ｆｉｇ．４

Ｅｎｅｒｇｙｓｐｅｃｔｒａｏｆｕｎｈｅａｔｅｄａｂｓｏｒｂｅｎｔ－ｐｒｏｄｕｃｔｓｏｆａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｗｉｔｈ

ｕｎｈｅａｔｅｄａｎｄｈｅａｔｅｄ

ａｂｓｏｒｂｅｎｔｓ

?９６?钢铁第４３卷

３．４反应机理

通过分析，可以证实在吸收塔内Ｓ０。和ＮＯ。与吸附剂发生了化学吸收反应，可能的反应路径推断如下：

Ｓ０２＋Ｈ２０—叫ｑ２Ｓ０３

Ｃａ（ＯＨ）２＋Ｈ２Ｓ０３—，ＣａＳ０３＋２Ｈ２０

ＣａＳ０３＋１／２０２－－，ＣａＳ０４

ＮＯ＋１／２０２一Ｎ０２

３Ｎ０２＋Ｈ２Ｏ一２ＨＮ０３＋ＮＯ

Ｎ０２＋ＮＯ＋Ｈ２０—２ＨＮ０２

Ｃａ（０Ｈ）２＋２ＨＮ０３一Ｃａ（Ｎ０３）２＋２Ｈ２０

Ｃａ（ＯＨ）２＋２ＨＮ０２一Ｃａ（Ｎ０２）２＋２Ｈ２０比较可观的。其脱硫率最高为５３．８％，脱氮率最高为５３．６％。在一定范围内，以较高的微波功率和较长的辐射时间加热后的固体废弃物具有较高的脱硫、脱氮率。

参考文献：

１－１３

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刘建秋，郑轶荣，付翠彦，等．钢渣脱除烧结烟气中二氧化硫的实验研究ｉ－Ｊ］．环境污染治理技术与设备，２００６，７（８）：１０４．

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４结论Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｓ，１９９４，２０（１）：１３．

［３３ＫＯＮＧＹＧ。ＣＨＡＣＹ．ＲｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆＮＯｚＡｄｓｏｒｂｅｄｏｎＣｈａｒ（１）从实验结果可以看出，以固体废弃物为吸ｗｉｔｈＭｉ。，。。。，。Ｅ。。ｒｇｙ［Ｊ］．ｃ：ｒｂ。。，１９９６，３４（８）：１０３５．

附剂处理低浓度烧结烟气是可行的，而经微波加热［４］ＣＨＡ

ＣＹ，ＫＯＮＧＹＧ．ＮＯｘＡｂ。ｔ。。。。ｔ

ＷｉｔｈＣａｒｂｏ。Ａｄ。ｏ，后的固体废弃物的脱硫、脱氮率有很大的提高，大粒ｂｅｎｔｓａｎｄＭｉｃｒｏｗａｖｅＥｎｅｒｇｙ［Ｊ］．ＥｎｅｒｇｙａｎｄＦｕｅｌｓ，１９９５，９径吸附剂的脱硫、脱氮率分别从２８．７％、２７．２％提（６），９７１，

高到５２．３％、５２．６％。

［５］ＫｏＮＧＹＧ，ｃＨＡｃＹ?Ｅ“ｈａ“。８“。ｎ‘ｏｆＮＱＡ８８。‘ｐ。ｉｏｎｃ８。

（２）由于本实验所处理烟气的Ｓ０２、Ｎｏ：的质；ａＲｄ、ｔｙ川ａｎｌｄＲ８。。。‘ｃ“８‘ｂｙ

Ｍ‘。ｒｏ”８７８５‘’３?ｃａ‰“，１９９５’３３量分数在１０－４以下，属于超低浓度烟气，因此经微［６］ＨｉｌｌＪＭ，Ｍ。，。ｈ。。ｔＴＲ．Ｍｏｄ。ｌｉｎｇＭｉ。ｒｏ。。，。Ｈ。。ｔｉ。ｇ［Ｊ］．波加热后吸附剂的脱硫、脱氮率达到４８％以上还是ＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｈｅｍａｔｉｃａｌＭｏｄｅｌｉｎｇ，１９９６，２０（Ｉ）：３．

七电★女’女电弋弋七电七电电女弋电弋女★七弋弋电电七弋弋’七专电七弋弋专ｄｒ＇电电★七★七弋电电七七－４Ｆ（上接第８８页）

［４］ＰｏｕｌａｃｈｏｎＧ，ＤｅｓｓｏｌｙＭ，ＣａｌｖｅｚＣＬ，ｅｔａ１．ＡｎＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ参考文献：

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ＣｏｒｒｏｓｉｏｎＣｒａｃｋｉｎｇＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｌｙＦｒｉｅｎｄｌｙ

ＵｎｌｅａｄｅｄＢｒａｓｓｅｓＣｏｎｔａｉｎｉｎｇＢｉｓｍｕｔｈｉｎＭａｔｔｓｓｏｎ’ｓＳｏｌｕｔｉｏｎ

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ＳｐｅｅｄＭｉｌｌｉｎｇｏｆＴｏｏｌＳｔｅｅｌｓ［Ｊ］．Ｗｅａｒ，２００１，２５０（１）：３３４．

［５３ＢｒｏｓｓｉａＣＳ，ＫｅｌｌｙＲＧ．ＯｃｃｌｕｄｅｄＳｏｌｕｔｉｏｎＣｈｅｍｉｓｔｒｙＣｏｎｔｒｏｌ

ａｎｄｔｈｅＲｏｌｅｏｆＡｌｌｏｙＳｕｌｆｕｒｏｎｔｈｅＩｎｉｔｉａｔｉｏｎｏｆＣｒｅｖｉｃｅＣｏｒｒｏ—

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［６］ＡｋａｓａｗａＴ，ＳａｋｕｒａｉＨ，ＴａｎｎｋａＴ，ｅｔａ１．ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＦｒｅｅ－Ｃｕｔ—

ｒｉｎｇＡｄｄｉｔｉｖｅｓｏｎｔｈｅＭａｃｈｉｎａｂｉｌｉｔｙｏｆＡｕｓｔｅｎｉｔｉｃＳｔａｉｎｌｅｓｓ

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１４３—１４４（１）：６６．

用固体废弃物制作低浓度烧结烟气吸附剂的研究

作者：韩庆虹， 金永龙， 苍大强， 石磊， 刘帅， HAN Qing-hong， JIN Yong-long， CANG Da-qiang， SHI Lei， LIU Shuai

作者单位：韩庆虹,苍大强,HAN Qing-hong,CANG Da-qiang(北京科技大学冶金与生态学院,北京

,100083)， 金永龙,石磊,刘帅,JIN Yong-long,SHI Lei,LIU Shuai(辽宁科技大学材料科学

与工程学院,辽宁,鞍山,114051)

刊名：

钢铁

英文刊名：IRON & STEEL

年，卷(期)：2008，43(2)

引用次数：2次

参考文献(6条)

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相似文献(10条)

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本文研制出直接以马尾松粗碱木素为原料，采用微波诱导化学活化法制备木质素活性炭新技术。研究了微波加热功率和加热时间对活性炭孔径分布和表面化学的影响以及改性后的活性炭对水溶液中的有机物(苯酚和苯胺)吸附性能的影响，结果表明微波加热功率和加热时间对活性炭孔径分布和表面化学影响很大，通过控制微波功率和加热时间可以使木质素活性炭表面产生促进苯酚和苯胺吸附的含氧功能基，使其在相同实验条件下，对苯酚和苯胺的单位比表面积等温平衡吸附量高于商业活性炭。

分别在N<,2>、CO<,2>和空气氛围中，施加微波场的作用对活性炭进行改性，首次从实验上研究了辐射功率和辐射时间对活性炭结构的影响，并较系统提出在N<,2>、CO<,2>和空气氛围中，对活性炭施加微波场的作用，引起活性炭孔结构变化的五种作用机制。研究结果表明，在微波功率≤600W和辐射时间≤30min范围内，分别在N<,2>、CO<,2>和空气氛围中受辐射后的活性炭的比表面积的变化范围分别在15％，6％和23.6％以内。此外分别在三种气体氛围中，随微波功率和辐射时间的增加，活性炭的结构均有各自的变化规律。

首次研究了在N<,2>、CO<,2>和空气氛围中，微波辐射功率和辐射时间对活性炭表面功能基的影响以及改性后的表面对苯酚平衡吸附量的影响。应用红外漫反射分析了改性后活性炭表面的含氧基团(主要是羧酸酸酐，酚羟基，醇OH)的变化，探讨了其对苯酚吸附的作用机理。研究结果表明：分别使用三种气体氛围的微波诱导改性手段，均能引起活性炭表面含氧基团含量的改变。这些含氧基团的协同作用影响吸附剂表面对苯酚的吸附能力，微波辐射表面可有效地增加活性炭表面的酸性含氧基团，提高活性炭表面的羧酸酸酐含量，从而提高活性炭对苯酚的吸附能力。这是本文在吸附剂表面改性研究中的新意之处。

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m2/g,采用该污泥吸附剂处理雅格素蓝(BF-BR)、碱性品红和酸性品红模拟染料废水,取得满意结果;其中BF-BR和碱性品红在该吸附剂上的吸附很好地遵循Langmuir等温吸附规律,酸性品红则更好地遵循Freundlich方程.

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7.学位论文谌伟艳吸附氯酚树脂的微波辅助再生研究2006

微波是频率在300MHz～300GHz之间的电磁波，最常用的是2450MHz。由于其独特的体加热方式和不需媒介就能对物质进行选择性快速加热的特点使其在脱附方面有独特的优势，近年来许多学者在这方面做了许多尝试性研究。

本文以NDA-150超高交联树脂为吸附剂，2-氯酚和2，4-二氯酚为吸附质，氢氧化钠稀溶液为脱附剂，采用微波间歇辐照脱附的方法，对吸附氯酚树脂的脱附过程进行了研究。实验结果表明：采用多次、短时间微波辐照可有效避免体系内的“热点”现象。与常规热脱附相比，微波脱附速度快，效率高。在辐照的初始瞬间即能达到较高的脱附率，这说明微波穿透能力强，加热无滞后，对脱附动力学历程具有积极的推动作用。

对脱附剂用量、微波辐照的方式、树脂吸附的氯酚量、外加搅拌等影响微波辅助再生因素进行了考察。结果表明：在微波辐照条件下，低浓度的碱液有更好的脱附效果；微波辐照功率和辐照时间对脱附过程影响明显，提高微波辐照功率和辐照时间均可以提高脱附率；树脂上吸附的氯酚量对脱附影响不明显；施加外部搅拌力作用，对微波场中吸附氯酚树脂的脱附有积极的作用；在实际应用中应综合考虑各影响因素。

对比了2-氯酚和2，4-二氯酚的脱附效果，结果表明：在相同的脱附条件下，2-氯酚的脱附效果好于2，4-二氯酚；脱附剂用量和微波辐照的方式对2-氯酚的脱附效果影响更明显。

对微波辅助脱附技术的应用性进行了评价。通过BET、IR等分析手段对经微波重复辐照再生的树脂结构进行表征，同时进行了树脂的重复吸附实验。结果表明：树脂经多批次微波辐照，吸附性能和化学结构保持稳定。

对微波脱附技术的应用前景进行了展望，在理论支持的基础上推动微波脱附技术在实际工程上的应用。

8.会议论文冀宏.李坚.王艳磊.李依丽.金毓峑微波改性粉煤灰制作氮氧化物吸附剂的实验研究2006

本文以粉煤灰、廉价易得的黏土类矿物及碱土金属化合物制成一种新型NOx吸附剂,探讨了不添加粉煤灰、添加粉煤灰以及添加改性粉煤灰三种情况下吸附剂3小时吸附量的变化.结果表明,添加改性粉煤灰的吸附剂比未添加粉煤灰的吸附剂,吸附量提高了70.53％;比添加原状粉煤灰的吸附剂,吸附量提高了53.16％.

9.学位论文韩丽吸附苯酚树脂/活性炭的微波辅助再生研究2005

微波由于其特殊的体加热方式和不需要媒介就能对物质进行选择性快速加热的特点使其在吸附剂再生方面有独特的优势。微波是频率在

300GHz～300Mnz之间的电磁波，最常用的是2450MHz。本论文针对传统热再生技术存在的热效应差等问题，对微波辅助技术在吸附剂再生领域的应用进行了研究，证实了吸附剂微波辅助再生的可行性，获得了较为系统准确的吸附剂脱附方面的实验数据，并通过与传统热再生进行比较，为微波辅助再生技术的应用提供了一定的理论依据。

本文研究了介电损耗不同的物质以及不同的液-液、液-固体系在微波场中的温度响应规律，为日后系统研究微波热效应对吸附剂脱附的影响作了铺垫。实验研究发现，介质在微波场中的温度响应与其介电损耗有关，tanδ越大，温升越高；电解质的性质与浓度不同在微波场中表现出不同的温升行为；对微波有强烈吸收的活性炭来说，溶液／活性炭非均相体系的损耗系数取决于活性炭的介电性质，而对于具有低介电损耗系数的树脂来说，溶液／树脂非均相体系的损耗系数取决于溶液的介电性质。

以NDA-100超高交联树脂为吸附剂，苯酚为吸附质，氢氧化钠稀溶液为脱附剂，采用微波间歇辐照脱附的方法，对吸附苯酚树脂的脱附过程进行了研究。实验结果表明，采用多次、短时间微波辐照时，脱附体系温升速率随初始温度的不断升高呈下降趋势：利用这一特点对脱附体系进行辐照，可有效避免体系内“热点”现象的出现。与常规热脱附相比，微波脱附速度更快，效率更高。微波辐照极短的时间即能达到比较高的脱附率，说明微波穿透能力强，可在不同深度短时间产生体加热，加热无滞后，对脱附动力学历程具有积极的推动作用，脱附速率随着温度的升高而快速升高，体现了微波的“非热效应”；随着温度的逐渐升高，苯酚的脱附率平缓上升，微波传质速率减慢，而随脱附剂浓度的增加出现较为迅速的上升，此时再生过程更多的受脱附剂在树脂孔道内的扩散控制，与加热方式无关，体现了微波的“热效应”。

对吸附剂ZX-100椰壳活性炭，以苯酚脱附率为指标，进行了混合水平正交实验，结果表明：在选取的五个因素中对指标脱附率影响大小依次为活性炭量、脱附剂种类、苯酚溶液初始浓度、微波辐照时间、搅拌与否。

从实验室研究的角度对微波辅助再生技术的应用性进行了评价。通过BET、IR等分析手段对经微波多次再生处理的吸附剂的结构进行了表征，同时进行了树脂的重复吸附实验，结果表明，树脂经多批次微波辐照，吸附性能和化学结构保持稳定。

对微波辅助再生技术的应用前景进行了展望，在理论支持的基础上推动了微波辅助再生技术在实际工程上的应用。

10.期刊论文普红平.张斌.梅向阳.黄小凤.PU Hong-ping.ZHANG Bin.MEI Xiang-yang.HUANG Xiao-feng微波法制

污泥含碳吸附剂的研究-应用化工2007,36(5)

以脱水污泥为原料,以氯化锌为活化剂,用浸渍微波辐射法制备了活性污泥吸附剂.通过单因素实验和正交实验,探讨了制备条件对吸附性能的影响.结果表明,制备污泥吸附剂的适宜条件为:干污泥与浓度40%的氯化锌溶液按质量比为1:3.0浸泡,微波功率595 W,辐照时间4.0 min.污泥含碳吸附剂吸附碘吸附值为412 mg/g以上,亚甲基蓝吸附值为67 mg/g以上.

引证文献(2条)

1.韩庆虹.金永龙.苍大强微波改性吸附剂的低浓度SO2吸附模型研究[期刊论文]-武汉科技大学学报（自然科学版） 2009(3)

2.韩庆虹.金永龙.苍大强.刘金鑫微波改性对吸附剂脱硫脱氮性能的影响研究[期刊论文]-钢铁 2009(6)

本文链接：https://www.wendangku.net/doc/ef17274100.html,/Periodical_gt200802020.aspx

下载时间：2010年5月23日