膨脹石墨-活性炭用于船舶艙底水處理的研究.pdf

1、針對(duì)機(jī)艙震動(dòng)劇烈、空間有限的特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、分離效果好、占地面積小的吸附技術(shù)更適用于船舶油水分離，也有利于降低船員的工作強(qiáng)度；隨著排放法規(guī)的日益嚴(yán)格，若是能開(kāi)發(fā)出成本低、吸附量大的吸附劑用于船舶艙底水處理將具有十分現(xiàn)實(shí)的意義。本文采用浸漬-固化-活化的思路制備膨脹石墨/活性炭復(fù)合吸附劑，開(kāi)展了如下方面的工作：
　　（1）H3PO4活化法制備適用于乳化油吸附的活性炭工藝優(yōu)化。以蔗糖為炭源、H3PO4為活化劑采用單因素實(shí)驗(yàn)法分析浸漬比

2、（H3PO4質(zhì)量：蔗糖質(zhì)量）、活化溫度、活化時(shí)間、升溫速率對(duì)乳化油靜態(tài)吸附量的影響。結(jié)果表明：浸漬比2.5、活化溫度550℃、活化時(shí)間2h、升溫速率15℃/min，在此工藝條件下制得的活性炭試樣比表面積1095m2/g，具有豐富的中孔孔隙結(jié)構(gòu)，對(duì)乳化油的最大靜態(tài)吸附量為57.6mg/g。
　?。?）研究膨化工藝及成型工藝對(duì)膨脹石墨性能的影響。在溫度依次為600℃、700℃、800℃、900℃條件下對(duì)可膨脹石墨進(jìn)行膨化實(shí)驗(yàn)，將制得的

3、最大膨脹體積的松散狀膨脹石墨壓縮成膨脹石墨塊，再對(duì)其進(jìn)行機(jī)械強(qiáng)度測(cè)試。結(jié)果表明：當(dāng)加熱溫度為900℃、時(shí)間為25s時(shí)，制得的樣品膨脹體積最大，膨脹石墨塊機(jī)械強(qiáng)度隨密度的增加而增強(qiáng)，且當(dāng)密度達(dá)到0.03g/cm3時(shí)，基本滿足艙底污水處理流速對(duì)濾料機(jī)械強(qiáng)度的要求。
　?。?）復(fù)合工藝的參數(shù)選取和吸附劑SEM分析。由于蔗糖和H3PO4在低溫下可發(fā)生縮聚反應(yīng)，為了降低縮聚反應(yīng)對(duì)復(fù)合吸附劑形變?cè)斐傻挠绊?，分析了蔗?H3PO4混合溶液中蔗糖

4、質(zhì)量分?jǐn)?shù)和膨脹石墨塊密度對(duì)吸附劑形變的影響。結(jié)果表明：膨脹石墨塊密度對(duì)尺寸變化影響較小，而當(dāng)蔗糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到20％以上時(shí)，復(fù)合吸附劑徑向尺寸變化較小。通過(guò)SEM掃描發(fā)現(xiàn)，活性炭的引入不僅增強(qiáng)了復(fù)合吸附劑對(duì)細(xì)小油滴捕捉能力，還能夠和膨脹石墨形成了新的“貯油”空間，提升其吸油性能。
　?。?）復(fù)合吸附劑動(dòng)態(tài)吸附工況選擇及強(qiáng)度測(cè)試。為了達(dá)到實(shí)用性目的，通過(guò)研究膨脹石墨塊密度、膨脹石墨/活性炭復(fù)合吸附劑高度、污水流速對(duì)除油效果的影響，進(jìn)而