原文传递
膨胀石墨/活性炭用于船舶舱底水处理的研究
| 论文题名： | 膨胀石墨/活性炭用于船舶舱底水处理的研究 |
| 关键词： | 活化工艺;复合吸附剂;吸油机理;动态吸附;机械强度;膨胀石墨;活性炭;船舱底水处理 |
| 摘要： | 针对机舱震动剧烈、空间有限的特点，结构简单、分离效果好、占地面积小的吸附技术更适用于船舶油水分离，也有利于降低船员的工作强度；随着排放法规的日益严格，若是能开发出成本低、吸附量大的吸附剂用于船舶舱底水处理将具有十分现实的意义。本文采用浸渍-固化-活化的思路制备膨胀石墨/活性炭复合吸附剂，开展了如下方面的工作： （1）H3PO4活化法制备适用于乳化油吸附的活性炭工艺优化。以蔗糖为炭源、H3PO4为活化剂采用单因素实验法分析浸渍比（H3PO4质量：蔗糖质量）、活化温度、活化时间、升温速率对乳化油静态吸附量的影响。结果表明：浸渍比2.5、活化温度550℃、活化时间2h、升温速率15℃/min，在此工艺条件下制得的活性炭试样比表面积1095m2/g，具有丰富的中孔孔隙结构，对乳化油的最大静态吸附量为57.6mg/g。 （2）研究膨化工艺及成型工艺对膨胀石墨性能的影响。在温度依次为600℃、700℃、800℃、900℃条件下对可膨胀石墨进行膨化实验，将制得的最大膨胀体积的松散状膨胀石墨压缩成膨胀石墨块，再对其进行机械强度测试。结果表明：当加热温度为900℃、时间为25s时，制得的样品膨胀体积最大，膨胀石墨块机械强度随密度的增加而增强，且当密度达到0.03g/cm3时，基本满足舱底污水处理流速对滤料机械强度的要求。 （3）复合工艺的参数选取和吸附剂SEM分析。由于蔗糖和H3PO4在低温下可发生缩聚反应，为了降低缩聚反应对复合吸附剂形变造成的影响，分析了蔗糖/H3PO4混合溶液中蔗糖质量分数和膨胀石墨块密度对吸附剂形变的影响。结果表明：膨胀石墨块密度对尺寸变化影响较小，而当蔗糖质量分数达到20％以上时，复合吸附剂径向尺寸变化较小。通过SEM扫描发现，活性炭的引入不仅增强了复合吸附剂对细小油滴捕捉能力，还能够和膨胀石墨形成了新的“贮油”空间，提升其吸油性能。 （4）复合吸附剂动态吸附工况选择及强度测试。为了达到实用性目的，通过研究膨胀石墨块密度、膨胀石墨/活性炭复合吸附剂高度、污水流速对除油效果的影响，进而选取最优吸附工况。结果表明：将直径44mm、高度20mm、密度0.03g/cm3膨胀石墨块浸渍于蔗糖质量分数为20%的蔗糖/H3PO4混合溶液中，活化后制得的复合吸附剂在初始设定流速2.6×10-4m/s条件下，当处理后污水含油量达到15ppm的时候能够处理10.35L乳化油。此外，由于引入的活性炭覆盖于缠绕空间中，使得复合吸附剂抗压缩性和抗破碎性明显高于膨胀石墨块，成型度为94.8%复合吸附剂机械强度基本满足实际应用要求。 |
| 作者： | 李松 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 郑青榕 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 集美大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
相关文献
检索历史
应用推荐
