殼牌爐粉煤灰合成沸石及其脫氮應用研究.pdf

1、20世紀70年代初，殼牌粉煤加壓技術出現，此后該技術不斷發(fā)展完善，并逐漸投入生產實踐中。伴隨該技術的迅速發(fā)展和廣泛使用，產生了大量殼牌爐粉煤灰，但目前關于此類粉煤灰的研究應用較少。
　　因此，本研究在分析殼牌爐粉煤灰物化性質的基礎上，將其制備成不同類型的沸石，考察合成沸石的脫氮能力，為殼牌爐粉煤灰的資源化利用和合成沸石處理氨氮廢水的應用提供方向指導和數據支撐。
　　首先采用國家標準煤灰成分分析法測定所用殼牌爐粉煤灰的化學組成

2、，并對其進行X射線衍射分析和電鏡掃描分析，結果表明：該粉煤灰顆粒為表面光滑的玻璃微球，富含SiO2和Al2O3，其主要是由大量的無定型玻璃相和少量的結晶相組成，反應活性較高，可以用來合成沸石。但該類粉煤灰本身的脫氮能力較弱，氨氮去除率僅為8.22％。
　　利用殼牌爐粉煤灰水熱合成沸石，原料硅鋁比為4.8，通過添加偏鋁酸鈉調節(jié)反應體系中的硅鋁比。分析鑒定合成沸石的晶型可知，反應體系中硅鋁比為1.7和2.0時，合成產物的主要成分是Na

3、A型沸石晶體；硅鋁比為2.5時，產物晶體是NaP1型沸石和NaA型沸石的混晶，硅鋁比為3.0、4.0、4.8時合成產物的主要成分是NaP1型沸石，且硅鋁比為1.7時合成的NaA型沸石和硅鋁比為3.0時合成的NaP1型沸石的脫氮能力較強。
　　調節(jié)硅鋁比為1.7合成NaA型沸石，通過單因素實驗和正交實驗優(yōu)化合成工藝條件，得到在堿液濃度為1 mol·L-1，晶化溫度為100℃，晶化時間為7h，液固比為5:1的條件下合成的NaA型粉煤灰

4、沸石的脫氮能力較強，氨氮去除率達74.62%；分析正交實驗結果可知各因素對NaA型沸石脫氮性能的影響程度依次為：堿液濃度＞晶化溫度＞液固比＞晶化時間；對較優(yōu)產品進行 X射線衍射分析、電鏡掃描分析、比表面積與孔徑分布分析，可知其結晶度較大、純度較高；晶體形貌完整、規(guī)則，粒徑約為3μm；沸石的孔道排列緊密有序，孔道尺寸分布比較均勻，沸石的比表面積為51.48 m2·g-1，孔徑為11.00 nm。
　　將硅鋁比調到3.0合成 NaP1

5、型沸石，優(yōu)化合成條件得到在堿液濃度為2 mol·L-1，晶化溫度為100℃，晶化時間為10 h，液固比為4:1 mL·g-1時合成NaP1型粉煤灰沸石的氨氮去除率較高，達72.12%；正交實驗結果表明各因素對NaP1型沸石脫氮能力的影響程度從大到小依次為：堿液濃度、晶化溫度、晶化時間和液固比；分析表征較優(yōu)的NaP1型沸石產品，可知其純度較高，晶體顆粒形狀不規(guī)則，排列無規(guī)律，大小不一，晶體粒徑約為1.5~2μm；沸石的孔道排列規(guī)則緊密，孔