CN112574792A - 一种精馏高沸物与电镀废水气化协同处理方法及系统 - Google Patents

一种精馏高沸物与电镀废水气化协同处理方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种精馏高沸物与电镀废水气化协同处理方法及系统，系统包括预处理单元、预制浆单元、水煤浆合成单元及气化处理单元；预处理单元包括原料煤预处理单元、精馏高沸物预处理单元、电镀废水预处理单元及活性炭预处理单元；预制浆单元包括第一磨机以及预制浆罐；水煤浆合成单元包括第二磨机和水煤浆罐；气化处理单元包括与水煤浆罐连接的气化炉。本发明通过两段式制浆系统，先将精馏高沸物、电镀废水与活性炭粉末预处理后混合研磨制成预制浆，然后再与煤粉混合研磨制成水煤浆，最后将水煤浆进行气化处理，利用精馏高沸物、电镀废水、活性炭粉末与煤粉之间的配伍作用，提高了制得的水煤浆的性能，从而提高废弃物气化处理效果。

Description

一种精馏高沸物与电镀废水气化协同处理方法及系统
技术领域
本发明涉及废弃物处理技术领域，尤其是涉及一种精馏高沸物与电镀废水气化协同处理方法及系统。
背景技术
在有机树脂等物质的精馏提纯过程中，釜底会产生大量高沸物残渣，而精馏高沸物的处理是多年来困扰生产厂家的一大难题，目前还没有较为有效的处置方式。电镀行业废水水质较复杂，废水中含有铬、锌、铜、镍、镉等重金属离子，COD含量高，可生化性差，用传统的处理方法很难得到有效处理。
将废弃物与煤混合制备成水煤浆后用水煤浆气化炉进行协同处置，可以实现废弃物的资源化利用和无害化处理，是一种环保、节能、变废为宝的全新废弃物处置方式，目前得到了广泛的关注。例如，在中国专利文献上公开的“一种气化煤掺混石化废弃物的水煤浆及其制浆工艺”，其公告号CN106433822B，制备方法包括以下步骤：(1)煤粉的级配：煤经过干燥、破碎、研磨和筛分，获得不同粒径分布的煤粉；(2)水煤浆制备：将煤、石化废弃物、添加剂和水加入磨煤系统中，混合磨制成水煤浆。
如果能将精馏高沸物和电镀废水制成水煤浆，则可以实现废弃物处置彻底清洁化和资源利用最大化。但用精馏高沸物制备水煤浆时，精馏高沸物易沉降，制得的水煤浆稳定性差；而电镀废水中由于存在大量重金属离子，重金属离子的存在同样会影响水煤浆的分散性和稳定性，因此目前很难有效将精馏高沸物和电镀废水制成水煤浆，实现气化协同处理。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中用精馏高沸物制备水煤浆时，精馏高沸物易沉降，制得的水煤浆稳定性差；而电镀废水中由于存在大量重金属离子，重金属离子的存在同样会影响水煤浆的分散性和稳定性，因此很难有效将精馏高沸物和电镀废水制成水煤浆，实现气化协同处理的问题，提供一种精馏高沸物与电镀废水气化协同处理方法及系统，通过两段式制浆系统，先将精馏高沸物、电镀废水与活性炭粉末预处理后混合研磨制成预制浆，然后再与煤粉混合研磨制成水煤浆，最后将水煤浆进行气化处理，利用精馏高沸物、电镀废水、活性炭粉末与煤粉之间的配伍作用，提高了制得的水煤浆的性能，从而提高废弃物气化处理效果。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种精馏高沸物与电镀废水气化协同处理系统，包括预处理单元、预制浆单元、水煤浆合成单元及气化处理单元；所述预处理单元包括相互独立运行的原料煤预处理单元、精馏高沸物预处理单元、电镀废水预处理单元及活性炭预处理单元，所述原料煤预处理单元和精馏高沸物预处理单元分别包括依次连接的储料仓、破碎装置和筛分装置；所述活性炭预处理单元包括依次连接的储料仓、除铁器和筛分装置；所述电镀废水预处理单元包括电镀废水储槽；所述预制浆单元包括第一磨机以及预制浆罐，所述第一磨机的进料口分别与精馏高沸物预处理单元和活性炭预处理单元中的筛分装置以及电镀废水储槽连接，第一磨机的出料口与预制浆罐连接；所述水煤浆合成单元包括第二磨机和水煤浆罐，所述第二磨机的进料口分别与原料煤预处理单元及预制浆罐连接，第二磨机的出料口与水煤浆罐连接；所述气化处理单元包括与水煤浆罐连接的气化炉。
本发明通过预处理单元对原料煤、精馏高沸物、活性炭及电镀废水进行预处理后，再通过预制浆单元和水煤浆合成单元两个成浆单元进行两段式成浆：先将经废弃物预处理单元预处理后的精馏高沸物、活性炭粉末及电镀废水在预制浆单元中混合，使三者充分反应，利用活性炭粉末吸附去除电镀废水中的金属离子，并通过电镀废水中含有的有机组分对精馏高沸物进行表面改性，提高精馏高沸物的分散性能；然后再进入水煤浆合成单元中与煤粉混合，经二次研磨和搅拌后制成含量高、稳定性及流动性好的高性能水煤浆；最后将制得的水煤浆送入气化处理单元进行气化处理，实现废弃物的资源化利用和无害化处理。
本发明将精馏高沸物、活性炭、电镀废水和煤粉进行配伍，充分利用废弃物之间的配伍和协同作用，对废弃物和煤粉进行改性制成高性能水煤浆，通过以废制废、废废搭配，实现了废弃物的资源化利用和无害化处理；并且通过两段式成浆工艺，先将精馏高沸物、活性炭和电镀废水混合研磨及搅拌，再与煤粉混合进行二次研磨及搅拌，使废弃物之间可以充分反应，相互之间的配伍作用得以有效发挥，提高了制得的废弃物水煤浆的各项性能，有利于水煤浆的储存和运输，并且提高了后续气化处理效率，从而提高了废弃物的处理效果。
作为优选，所述预制浆单元还包括分别与第一磨机的进料口连接的第一储水罐和第一添加剂储罐；所述水煤浆合成单元中还包括分别与第二磨机的进料口连接的第二储水罐和第二添加剂储罐。
作为优选，所述预制浆罐与水煤浆罐包括罐体以及设置在罐体内的搅拌清洗装置，所述罐体顶部设有浆料入口，罐体底部设有浆料出口；所述搅拌清洗装置包括一端与设置在罐体顶部的驱动装置连接、另一端伸入罐体内底部的搅拌轴，以及设置在搅拌轴位于罐体内一端的搅拌桨，所述搅拌轴和搅拌桨中空并相连通，所述搅拌桨外壁上设有若干喷淋口，所述搅拌轴位于罐体外的一端内套设有进水管；所述驱动装置包括与驱动电机连接的主动伞齿轮以及与主动伞齿轮传动连接的从动伞齿轮，所述从动伞齿轮与搅拌轴传动连接。
在水煤浆制备过程中，废弃物易在罐体侧壁、底部及搅拌装置上残留，长时间运行后如不及时清洗，残留的废弃物会对制得的水煤浆的性能及品质稳定性造成影响。现有的清洗方式是通过喷淋管向罐体内喷水以达到清洗的目的，操作不便且难以清洗干净。本发明在预制浆罐和水煤浆罐中设置既可以起到搅拌作用，又可以同时起到清洗作用的搅拌清洗装置，制备水煤浆时，经磨机研磨后的废弃物浆料从罐体顶部的浆料入口加入罐体内，通过与驱动电机连接的主动伞齿轮驱动从动伞齿轮转动，从而带动搅拌轴旋转，通过搅拌轴底部的搅拌桨对罐体内的浆料进行充分搅拌，制成分散均匀的水煤浆，搅拌结束后制得的水煤浆从罐体底部的浆料出口放出，进入后续装置。
同时，本发明中采用中空并连通的搅拌轴和搅拌桨，并在搅拌桨上设置若干喷淋口，制浆结束对罐体进行清洗时，可以从上方套设在搅拌轴内的进水管通入高压水流，使水流从搅拌桨上的喷淋口喷出，对罐体内部及搅拌桨进行清洗，清洗操作便捷；并且通过搅拌桨的旋转可以使水流在罐体内均匀喷洒，改善了清洗效果，保证罐体内各处都可以得到有效清洗。
作为优选，所述搅拌桨靠近罐体内壁的一端设有与罐体内壁接触的侧壁毛刷；所述搅拌轴位于罐体内的一端底部设有与罐体底部接触的底部毛刷。
本发明在搅拌桨一端设置侧壁毛刷，并在搅拌轴底部设置底部毛刷，清洗时可以通过侧壁毛刷和底部毛刷对罐体的侧壁和底部进行清理，避免废弃物在罐体侧壁和底部的残留，使清洗更加干净彻底，提高了清洗效率。
作为优选，所述罐体顶部设有用于放置驱动电机的支撑架。
本发明还提供了一种使用上述系统进行精馏高沸物与电镀废水气化协同处理的方法，包括如下步骤：
(1)原料煤在预处理单元中破碎后分别过不同大小的筛，得到粒径不同的煤粉，将粒径不同的煤粉混合得到级配煤粉；精馏高沸物、活性炭粉末及电镀废水经预处理单元后得到预处理后的高沸物粉末、活性炭粉末及电镀废水；
(2)使预处理后的高沸物粉末、活性炭粉末及电镀废水一起进入预制浆单元进行一次研磨和搅拌，得到预制浆，一次研磨时间10～20min，一次搅拌时间5～20min；
(3)预制浆进入水煤浆合成单元，与级配煤粉混合后进行二次研磨和搅拌，得到水煤浆，二次研磨时间20～30min，二次搅拌时间5～20min；
(4)将水煤浆送入气化处理单元中的气化炉内燃烧。
作为优选，步骤(1)中原料煤在预处理单元中破碎后分别过40～60目、80～100目筛，并按照质量比1：(3～4)混合，得到级配煤粉。
作为优选，步骤(2)中的精馏高沸物在预处理单元中破碎后过60～80目筛，得到高沸物粉末。
本发明将不同粒径的煤粉混合后得到级配煤粉，并将精馏高沸物破碎成与煤粉不同粒径的高沸物粉末，将粒径不同的粉末混合后，高沸物粉末与煤粉之间可以共同形成级配效果，小粒径的粉末可以填充在大颗粒粉末之间，减少颗粒间的空隙，达到较高的堆积效率，从而提高了水煤浆的稳定性。
作为优选，步骤(2)和步骤(3)中加入水和添加剂，步骤(3)中得到的水煤浆中以重量份计，包括70～75份级配煤粉，15～20份高沸物粉末，5～8份活性炭粉末，25～35份电镀水，35～45份水及1～2份添加剂。
作为优选，步骤(2)中的活性炭粉末为表面改性活性炭粉末，其制备方法为：
A)将活性炭加入质量浓度为20～50％的硝酸溶液中，活性炭与硝酸的质量体积比为1g:(20～50mL)，80～90℃下反应2～4h，将产物过滤、洗涤后得到活化后的活性炭；
B)将活化后的活性炭加入甲苯中，搅拌状态下加热至90～110℃，再加入γ-氯丙基三甲氧基硅烷，活性炭、甲苯和γ-氯丙基三甲氧基硅烷的添加比例为1g:(20～30mL):(1～3g)，保温反应8～10h，将产物过滤、洗涤后得到硅烷改性活性炭；
C)将硅烷改性活性炭加入无水乙醇中，再加入三乙烯四胺，硅烷改性活性炭、无水乙醇和三乙烯四胺的添加比例为1g:(20～30mL):(3～5mL)，氮气保护下60～70℃搅拌反应10～15h，将产物过滤、洗涤后得到胺基改性活性炭；
D)将胺基改性活性炭加入乙醇和水的体积比为(3～5)：1的混合溶剂中，再加入氯乙酸和碳酸氢钠，胺基改性活性炭、混合溶剂、氯乙酸和碳酸氢钠的添加比例为，1g:(30～50mL):(1～2g)：(1～1.5g)，55～65℃下搅拌反应8～10h，将产物过滤、洗涤、干燥、研磨、过400～600目筛后得到所述表面改性活性炭粉末。
由于本发明中使用的电镀废水中含有较多金属离子，而金属离子会压缩煤粉及精馏高沸物粉末表面的双电层，减弱固体粉末间的静电斥力，使固体粉末容易团聚，影响水煤浆的稳定性，因此本发明使用活性炭对电镀废水中的金属离子进行吸附。但由于活性炭表面是疏水性的，而金属离子在水中是溶剂化的，二者亲和性不强，使用未经改性的活性炭对电镀废水中的金属离子去除率不佳。
因此，本发明对活性炭进行了表面改性，先通过步骤A)～C)，利用γ-氯丙基三甲氧基硅烷将三乙烯四胺接枝在活性炭表面，在活性炭表面引入能够对金属离子进行配位的螯合功能基团胺基，并通过步骤D)利用三乙烯四胺中的仲胺与氯乙酸反应，进一步引入羧基，使活性炭表面同时具有多种螯合功能基团，提升了活性炭对金属离子的螯合性能，使活性炭可以与电镀废水中的各种金属离子螯合形成稳定结构，大大提升了金属离子的去除效果，从而提升了制得的水煤浆的分散性和稳定性；并且不影响活性炭表面的吸附性能，活性炭可以有效起到除臭和去除挥发性有机物的效果。
作为优选，所述添加剂的制备方法为：将烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸及2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠依次加入去离子水中，搅拌30～40min得到混合液；升温至75～85℃，搅拌状态下向混合液中滴加过硫酸铵溶液后搅拌保温反应3～4h；再加入4-乙烯基吡啶并二次滴加过硫酸铵溶液，继续搅拌反应1～2h；降温至50℃以下，用氢氧化钠溶液调节pH至6～7，得到所述添加剂；其中烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠及4-乙烯基吡啶的摩尔比为1：(1.5～2)：(0.4～0.6)：(0.1～0.3)；所述烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠的总质量占混合液质量的35～45％；第一次滴加的过硫酸铵溶液中过硫酸铵的质量为混合液质量的8～10％，二次滴加的过硫酸铵溶液与第一次滴加的过硫酸铵溶液的质量比为1：(2～4)。
由于煤粉、高沸物粉末尤其是活性炭粉末的粒径较小，比表面积较大，制成水煤浆后粉末易团聚沉降，影响水煤浆的分散稳定性，因此本发明通过烯丙基聚氧乙烯醚与丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠及4-乙烯基吡啶单体的共聚，制备了侧链带有吡啶基团和聚醚基团的聚羧酸系添加剂。在水煤浆中添加本发明中制得的添加剂后，添加剂可以通过疏水主链吸附在煤粒及高沸物粉末表面，羧酸基团和磺酸基团等亲水基团可以增强煤粒间的静电斥力，避免煤粒间的团聚；侧链上的醚键可以提供位阻效应，并与水分子形成氢键，形成亲水性立体膜，提高了固体粉末的分散稳定性。同时，本发明添加剂分子链上的吡啶基团可以与表面改性后的活性炭表面分子链中的羧基形成氢键作用，使填充在煤粉和高沸物粉末间的活性炭粉末与煤粉和高沸物粉末之间相互交联，粉末颗粒之间相互交联形成的空间结构可以对固体粉末及活性炭粉末的沉淀产生机械阻力，有效阻止活性炭粉末沉降的发生，进一步提高了体系的分散稳定性，制得的水煤浆具有良好的固含量、分散性、稳定性和燃烧效率。
本发明制备添加剂时，采用分段的方式添加单体，并控制各单体的添加量，先使烯丙基聚氧乙烯醚与丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠单体聚合一段时间，使聚羧酸系添加剂的主要功能段分布于分子链中间段；然后再加入4-乙烯基吡啶单体参与聚合，使分子链的两端可以有效与活性炭表面的分子链形成氢键，从而构成空间结构，同时也避免添加剂中的链段过于杂化从而减弱添加剂的分散性能。
因此，本发明具有如下有益效果：
(1)将精馏高沸物、活性炭、电镀废水和煤粉进行配伍，充分利用废弃物之间的配伍和协同作用，对废弃物和煤粉进行改性制成高性能水煤浆，通过以废制废、废废搭配，实现了废弃物的资源化利用和无害化处理；
(2)在预制浆罐和水煤浆罐中设置既可以起到搅拌作用，又可以同时起到清洗作用的搅拌清洗装置，使预制浆罐和水煤浆罐便于清洗，提高了清洗效果和清洗效率，避免废弃物在罐体内的残留对制得的水煤浆性能造成影响，从而影响废弃物处理效果；
(3)对活性炭进行表面改性，使活性炭表面同时具有多种螯合功能基团，提升了活性炭对金属离子的螯合性能，提升了金属离子的去除效果，从而提升了制得的水煤浆的分散性和稳定性，并且不影响活性炭表面的吸附性能；
(4)添加侧链带有吡啶基团的聚羧酸添加剂，吡啶基团可以与表面改性后的活性炭表面分子链中的羧基形成氢键作用，使填充在煤粉颗粒间的活性炭粉末与煤粉颗粒之间相互交联，形成的空间结构可以进一步提高体系的分散稳定性。
附图说明
图1是本发明的系统的连接结构示意图。
图2是本发明中的预制浆罐和水煤浆罐的结构示意图。
图中：1原料煤预处理单元、101储料仓、102破碎装置、103筛分装置、2精馏高沸物预处理单元、3活性炭预处理单元、301除铁器、4电镀废水储槽、5第一磨机、6预制浆罐、601罐体、602浆料入口、603浆料出口、604支撑架、7第二磨机、8水煤浆罐、9气化炉、10第一储水罐、11第一添加剂储罐、12第二储水罐、13第二添加剂储罐、14提升泵、15搅拌轴、16搅拌桨、17喷淋口、18进水管、19驱动电机、20主动伞齿轮、21从动伞齿轮、22侧壁毛刷、23底部毛刷。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
在本发明中，若非特指，所有设备和原料均可从市场购得或是本行业常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。本发明实施例中使用的原料煤为神木煤；精馏高沸物来自山东鲁抗医药股份有限公司生产药用级聚丙烯酸树脂产生的精馏高沸物。
如图1所示，本发明中使用的一种精馏高沸物与电镀废水气化协同处理系统，包括预处理单元、预制浆单元、水煤浆合成单元及气化处理单元。
预处理单元包括相互独立运行的原料煤预处理单元1、精馏高沸物预处理单元2、电镀废水预处理单元及活性炭预处理单元3。原料煤预处理单元和精馏高沸物预处理单元分别包括依次连接的储料仓101、破碎装置102和筛分装置103；活性炭预处理单元包括依次连接的储料仓、除铁器301和筛分装置；电镀废水预处理单元包括电镀废水储槽4。
预制浆单元包括第一磨机5、预制浆罐6、第一储水罐10以及第一添加剂储罐11；第一磨机采用棒磨机，棒磨机的进料口分别与精馏高沸物预处理单元和活性炭预处理单元中的筛分装置、电镀废水储槽、第一储水罐以及第一添加剂储罐连接，棒磨机的出料口与预制浆罐连接。
水煤浆合成单元包括第二磨机7、水煤浆罐8、第二储水罐12以及第二添加剂储罐13；第二磨机采用球磨机，球磨机的进料口分别与原料煤预处理单元中的筛分装置以及预制浆罐、第二储水罐、第二添加剂储罐连接，球磨机的出料口与水煤浆罐连接。气化处理单元包括与水煤浆罐连接的气化炉9，水煤浆罐与气化炉之间的管路上设有提升泵14。
其中，如图2所示，预制浆罐与水煤浆罐包括罐体601以及设置在罐体内的搅拌清洗装置，罐体顶部设有浆料入口602和支撑架604，罐体底部设有浆料出口603；搅拌清洗装置包括一端与设置在罐体顶部的驱动装置连接、另一端伸入罐体内底部的搅拌轴15，以及设置在搅拌轴位于罐体内一端的六个搅拌桨16，搅拌轴和搅拌桨中空并相连通，搅拌桨外壁下侧设有若干沿搅拌桨长度方向均匀分布的喷淋口17，搅拌桨靠近罐体内壁的一端设有与罐体内壁接触的侧壁毛刷22，搅拌轴位于罐体内的一端底部设有与罐体底部接触的底部毛刷23，搅拌轴位于罐体外的一端内套设有进水管18。驱动装置包括设置在支撑架上的驱动电机19、与驱动电机连接的主动伞齿轮20以及与主动伞齿轮传动连接的从动伞齿轮21，从动伞齿轮与搅拌轴传动连接。
实施例1：
(1)原料煤在预处理单元中破碎后分别过40目和80目筛，并按照质量比1：3.5混合，得到级配煤粉；精馏高沸物在预处理单元中破碎后过60目筛，得到高沸物粉末；活性炭粉末在预处理单元中除铁后过500目筛，得到预处理后的活性炭粉末；电镀废水经预处理单元后得到预处理后的电镀废水；
(2)在预制浆单元中，以重量份计，将18份高沸物粉末、6份活性炭粉末、30份电镀废水、10份水及0.5份添加剂混合，进行一次棒磨和搅拌，得到预制浆，棒磨时间15min，一次搅拌速度500rpm，搅拌时间10min；
(3)预制浆进入水煤浆合成单元，与71份煤粉以及30份水和1份添加剂混合后进行二次球磨和搅拌，得到水煤浆，球磨时间25min，二次搅拌速度500rpm，搅拌时间10min；添加剂采用淮南化工厂生产的萘系分散剂；
(4)将水煤浆送入气化处理单元中的气化炉内，在1300℃的温度和2.0MPa的压力下气化反应8s。
实施例2：
(1)原料煤在预处理单元中破碎后分别过40目和80目筛，并按照质量比1：3.5混合，得到级配煤粉；精馏高沸物在预处理单元中破碎后过60目筛，得到高沸物粉末；表面改性活性炭粉末及电镀废水经预处理单元后得到预处理后的表面改性活性炭粉末及电镀废水；
表面改性活性炭粉末的制备方法为：
A)将活性炭粉末加入质量浓度为30％的硝酸溶液中，活性炭粉末与硝酸的质量体积比为1g:30mL，85℃下反应3h，将产物过滤、洗涤后得到活化后的活性炭；
B)将活化后的活性炭加入甲苯中，搅拌状态下加热至100℃，再加入γ-氯丙基三甲氧基硅烷，活性炭、甲苯和γ-氯丙基三甲氧基硅烷的添加比例为1g:25mL:2g，保温反应9h，将产物过滤、洗涤后得到硅烷改性活性炭；
C)将硅烷改性活性炭加入无水乙醇中，再加入三乙烯四胺，硅烷改性活性炭、无水乙醇和三乙烯四胺的添加比例为1g:25mL:4mL，氮气保护下65℃搅拌反应12h，将产物过滤、洗涤后得到胺基改性活性炭；
D)将胺基改性活性炭加入乙醇和水的体积比为4：1的混合溶剂中，再加入氯乙酸和碳酸氢钠，胺基改性活性炭、混合溶剂、氯乙酸和碳酸氢钠的添加比例为1g:40mL:1.5g:12g，60℃下搅拌反应9h，将产物过滤、洗涤、干燥、研磨后过500目筛得到表面改性活性炭粉末；
(2)在预制浆单元中，以重量份计，将18份高沸物粉末、6份活性炭粉末、30份电镀废水、10份水及0.5份添加剂混合，进行一次棒磨和搅拌，得到预制浆，棒磨时间15min，一次搅拌速度500rpm，搅拌时间10min；
(3)预制浆进入水煤浆合成单元，与71份煤粉以及30份水和1份添加剂混合后进行二次球磨和搅拌，得到水煤浆，球磨时间25min，二次搅拌速度500rpm，搅拌时间10min；添加剂采用淮南化工厂生产的萘系分散剂；
(4)将水煤浆送入气化处理单元中的气化炉内，在1300℃的温度和2.0MPa的压力下气化反应8s。
实施例3：
(1)原料煤在预处理单元中破碎后分别过40目和80目筛，并按照质量比1：3.5混合，得到级配煤粉；精馏高沸物在预处理单元中破碎后过60目筛，得到高沸物粉末；活性炭粉末在预处理单元中除铁后过500目筛，得到预处理后的活性炭粉末；电镀废水经预处理单元后得到预处理后的电镀废水；
(2)在预制浆单元中，以重量份计，将18份高沸物粉末、6份活性炭粉末、30份电镀废水、10份水及0.5份添加剂混合，进行一次棒磨和搅拌，得到预制浆，棒磨时间15min，一次搅拌速度500rpm，搅拌时间10min；
(3)预制浆进入水煤浆合成单元，与71份煤粉以及30份水和1份添加剂混合后进行二次球磨和搅拌，得到水煤浆，球磨时间25min，二次搅拌速度500rpm，搅拌时间10min；
所用的添加剂的制备方法为：将烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸及2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠依次加入去离子水中，搅拌35min得到混合液；升温至80℃，搅拌状态下向混合液中滴加过硫酸铵溶液后搅拌保温反应3.5h；再加入4-乙烯基吡啶并二次滴加过硫酸铵溶液，继续搅拌反应1.5h；降温至50℃以下，用氢氧化钠溶液调节pH至6.5，得到所述添加剂。其中，烯丙基聚氧乙烯醚的分子量为2000，添加的烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠及4-乙烯基吡啶的摩尔比为1：1.8：0.5：0.2；烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠的总质量占混合液质量的40％；第一次滴加的过硫酸铵溶液中过硫酸铵的质量为混合液质量的9％，二次滴加的过硫酸铵溶液与第一次滴加的过硫酸铵溶液的质量比为1：3；
(4)将水煤浆送入气化处理单元中的气化炉内，在1300℃的温度和2.0MPa的压力下气化反应8s。
实施例4：
(1)原料煤在预处理单元中破碎后分别过40目和80目筛，并按照质量比1：3.5混合，得到级配煤粉；精馏高沸物在预处理单元中破碎后过60目筛，得到高沸物粉末；表面改性活性炭粉末及电镀废水经预处理单元后得到预处理后的表面改性活性炭粉末及电镀废水；
表面改性活性炭粉末的制备方法为：
A)将活性炭粉末加入质量浓度为30％的硝酸溶液中，活性炭粉末与硝酸的质量体积比为1g:30mL，85℃下反应3h，将产物过滤、洗涤后得到活化后的活性炭；
B)将活化后的活性炭加入甲苯中，搅拌状态下加热至100℃，再加入γ-氯丙基三甲氧基硅烷，活性炭、甲苯和γ-氯丙基三甲氧基硅烷的添加比例为1g:25mL:2g，保温反应9h，将产物过滤、洗涤后得到硅烷改性活性炭；
C)将硅烷改性活性炭加入无水乙醇中，再加入三乙烯四胺，硅烷改性活性炭、无水乙醇和三乙烯四胺的添加比例为1g:25mL:4mL，氮气保护下65℃搅拌反应12h，将产物过滤、洗涤后得到胺基改性活性炭；
D)将胺基改性活性炭加入乙醇和水的体积比为4：1的混合溶剂中，再加入氯乙酸和碳酸氢钠，胺基改性活性炭、混合溶剂、氯乙酸和碳酸氢钠的添加比例为1g:40mL:1.5g:12g，60℃下搅拌反应9h，将产物过滤、洗涤、干燥、研磨后过500目筛得到表面改性活性炭粉末；
(2)在预制浆单元中，以重量份计，将18份高沸物粉末、6份活性炭粉末、30份电镀废水、10份水及0.5份添加剂混合，进行一次棒磨和搅拌，得到预制浆，棒磨时间15min，一次搅拌速度500rpm，搅拌时间10min；
(3)预制浆进入水煤浆合成单元，与71份煤粉以及30份水和1份添加剂混合后进行二次球磨和搅拌，得到水煤浆，球磨时间25min，二次搅拌速度500rpm，搅拌时间10min；
所用的添加剂的制备方法为：将烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸及2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠依次加入去离子水中，搅拌35min得到混合液；升温至80℃，搅拌状态下向混合液中滴加过硫酸铵溶液后搅拌保温反应3.5h；再加入4-乙烯基吡啶并二次滴加过硫酸铵溶液，继续搅拌反应1.5h；降温至50℃以下，用氢氧化钠溶液调节pH至6.5，得到所述添加剂。其中，烯丙基聚氧乙烯醚的分子量为2000，添加的烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠及4-乙烯基吡啶的摩尔比为1：1.8：0.5：0.2；烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠的总质量占混合液质量的40％；第一次滴加的过硫酸铵溶液中过硫酸铵的质量为混合液质量的9％，二次滴加的过硫酸铵溶液与第一次滴加的过硫酸铵溶液的质量比为1：3；
(4)将水煤浆送入气化处理单元中的气化炉内，在1300℃的温度和2.0MPa的压力下气化反应8s。
实施例5：
(1)原料煤在预处理单元中破碎后分别过60目和100目筛，并按照质量比1：3混合，得到级配煤粉；精馏高沸物在预处理单元中破碎后过80目筛，得到高沸物粉末；表面改性活性炭粉末及电镀废水经预处理单元后得到预处理后的表面改性活性炭粉末及电镀废水；
表面改性活性炭粉末的制备方法为：
A)将活性炭粉末加入质量浓度为20％的硝酸溶液中，活性炭粉末与硝酸的质量体积比为1g:50mL，80℃下反应4h，将产物过滤、洗涤后得到活化后的活性炭；
B)将活化后的活性炭加入甲苯中，搅拌状态下加热至90℃，再加入γ-氯丙基三甲氧基硅烷，活性炭、甲苯和γ-氯丙基三甲氧基硅烷的添加比例为1g:20mL:1g，保温反应10h，将产物过滤、洗涤后得到硅烷改性活性炭；
C)将硅烷改性活性炭加入无水乙醇中，再加入三乙烯四胺，硅烷改性活性炭、无水乙醇和三乙烯四胺的添加比例为1g:20mL:3mL，氮气保护下60℃搅拌反应10h，将产物过滤、洗涤后得到胺基改性活性炭；
D)将胺基改性活性炭加入乙醇和水的体积比为3：1的混合溶剂中，再加入氯乙酸和碳酸氢钠，胺基改性活性炭、混合溶剂、氯乙酸和碳酸氢钠的添加比例为1g:30mL:1g:1.5g，55℃下搅拌反应10h，将产物过滤、洗涤、干燥、研磨后过600目筛得到表面改性活性炭粉末；
(2)在预制浆单元中，以重量份计，将15份高沸物粉末、5份活性炭粉末、25份电镀废水、10份水及0.5份添加剂混合，进行一次棒磨和搅拌，得到预制浆，棒磨时间10min，一次搅拌速度300rpm，搅拌时间20min；
(3)预制浆进入水煤浆合成单元，与70份煤粉以及25份水和0.5份添加剂混合后进行二次球磨和搅拌，得到水煤浆，球磨时间30min，二次搅拌速度300rpm，搅拌时间20min；
所用的添加剂的制备方法为：将烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸及2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠依次加入去离子水中，搅拌30min得到混合液；升温至75℃，搅拌状态下向混合液中滴加过硫酸铵溶液后搅拌保温反应4h；再加入4-乙烯基吡啶并二次滴加过硫酸铵溶液，继续搅拌反应1h；降温至50℃以下，用氢氧化钠溶液调节pH至6.1，得到所述添加剂。其中，烯丙基聚氧乙烯醚的分子量为1600，添加的烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠及4-乙烯基吡啶的摩尔比为1：1.5：0.4：0.1；烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠的总质量占混合液质量的35％；第一次滴加的过硫酸铵溶液中过硫酸铵的质量为混合液质量的8％，二次滴加的过硫酸铵溶液与第一次滴加的过硫酸铵溶液的质量比为1：2；
(4)将水煤浆送入气化处理单元中的气化炉内，在1100℃的温度和4.0MPa的压力下气化反应10s。
实施例6：
(1)原料煤在预处理单元中破碎后分别过60目和100目筛，并按照质量比1：4混合，得到级配煤粉；精馏高沸物在预处理单元中破碎后过80目筛，得到高沸物粉末；表面改性活性炭粉末及电镀废水经预处理单元后得到预处理后的表面改性活性炭粉末及电镀废水；
表面改性活性炭粉末的制备方法为：
A)将活性炭粉末加入质量浓度为50％的硝酸溶液中，活性炭粉末与硝酸的质量体积比为1g:20mL，90℃下反应2h，将产物过滤、洗涤后得到活化后的活性炭；
B)将活化后的活性炭加入甲苯中，搅拌状态下加热至110℃，再加入γ-氯丙基三甲氧基硅烷，活性炭、甲苯和γ-氯丙基三甲氧基硅烷的添加比例为1g:30mL:3g，保温反应8h，将产物过滤、洗涤后得到硅烷改性活性炭；
C)将硅烷改性活性炭加入无水乙醇中，再加入三乙烯四胺，硅烷改性活性炭、无水乙醇和三乙烯四胺的添加比例为1g:30mL:5mL，氮气保护下70℃搅拌反应15h，将产物过滤、洗涤后得到胺基改性活性炭；
D)将胺基改性活性炭加入乙醇和水的体积比为5：1的混合溶剂中，再加入氯乙酸和碳酸氢钠，胺基改性活性炭、混合溶剂、氯乙酸和碳酸氢钠的添加比例为1g:50mL:2g:1g，65℃下搅拌反应8h，将产物过滤、洗涤、干燥、研磨后过400目筛得到表面改性活性炭粉末；
(2)在预制浆单元中，以重量份计，将20份高沸物粉末、8份活性炭粉末、35份电镀废水、10份水及1份添加剂混合，进行一次棒磨和搅拌，得到预制浆，棒磨时间20min，一次搅拌速度600rpm，搅拌时间5min；
(3)预制浆进入水煤浆合成单元，与75份煤粉以及35份水和1份添加剂混合后进行二次球磨和搅拌，得到水煤浆，球磨时间20min，二次搅拌速度600rpm，搅拌时间5min；
所用的添加剂的制备方法为：将烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸及2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠依次加入去离子水中，搅拌40min得到混合液；升温至85℃，搅拌状态下向混合液中滴加过硫酸铵溶液后搅拌保温反应3h；再加入4-乙烯基吡啶并二次滴加过硫酸铵溶液，继续搅拌反应2h；降温至50℃以下，用氢氧化钠溶液调节pH至6.9，得到所述添加剂。其中，烯丙基聚氧乙烯醚的分子量为2400，添加的烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠及4-乙烯基吡啶的摩尔比为1：2：0.6：0.3；烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠的总质量占混合液质量的45％；第一次滴加的过硫酸铵溶液中过硫酸铵的质量为混合液质量的10％，二次滴加的过硫酸铵溶液与第一次滴加的过硫酸铵溶液的质量比为1：4；
(4)将水煤浆送入气化处理单元中的气化炉内，在1500℃的温度和0.8MPa的压力下气化反应6s。
对比例1：
(1)原料煤和精馏高沸物在预处理单元中破碎后过40目筛，得到煤粉和高沸物粉末；表面改性活性炭粉末及电镀废水经预处理单元后得到预处理后的表面改性活性炭粉末及电镀废水；表面改性活性炭的制备方法与实施例4中相同；
(2)在预制浆单元中，以重量份计，将18份高沸物粉末、6份活性炭粉末、30份电镀废水、10份水及0.5份添加剂混合，进行一次棒磨和搅拌，得到预制浆，棒磨时间15min，一次搅拌速度500rpm，搅拌时间10min；
(3)预制浆进入水煤浆合成单元，与71份煤粉以及30份水和1份添加剂混合后进行二次球磨和搅拌，得到水煤浆，球磨时间25min，二次搅拌速度500rpm，搅拌时间10min；添加剂的制备方法与实施例4中相同；
(4)将水煤浆送入气化处理单元中的气化炉内，在1300℃的温度和2.0MPa的压力下气化反应8s。
对比例2：
对比例2中使用的表面改性活性炭的制备方法为：
A)将活性炭粉末加入质量浓度为30％的硝酸溶液中，活性炭粉末与硝酸的质量体积比为1g:30mL，85℃下反应3h，将产物过滤、洗涤后得到活化后的活性炭；
B)将活化后的活性炭加入甲苯中，搅拌状态下加热至100℃，再加入γ-氯丙基三甲氧基硅烷，活性炭、甲苯和γ-氯丙基三甲氧基硅烷的添加比例为1g:25mL:2g，保温反应9h，将产物过滤、洗涤后得到硅烷改性活性炭；
C)将硅烷改性活性炭加入无水乙醇中，再加入三乙烯四胺，硅烷改性活性炭、无水乙醇和三乙烯四胺的添加比例为1g:25mL:4mL，氮气保护下65℃搅拌反应12h，将产物过滤、洗涤、干燥、研磨后过500目筛得到表面改性活性炭粉末。
其余均与实施例4中相同。
对比例3：
对比例3中使用的添加剂的制备方法为：将烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸及2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠依次加入去离子水中，搅拌35min得到混合液；升温至80℃，搅拌状态下向混合液中滴加过硫酸铵溶液后搅拌保温反应5h，降温至50℃以下，用氢氧化钠溶液调节pH至6.5，得到所述添加剂。其中，烯丙基聚氧乙烯醚的分子量为2000，添加的烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠的摩尔比为1：1.8：0.5；烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠的总质量占混合液质量的40％；滴加的过硫酸铵溶液中过硫酸铵的质量为混合液质量的12％。
其余均与实施例4中相同。
对比例4：
对比例4中使用的添加剂的制备方法为：将烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸及2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠、4-乙烯基吡啶依次加入去离子水中，搅拌35min得到混合液；升温至80℃，搅拌状态下向混合液中滴加过硫酸铵溶液后搅拌保温反应5h；降温至50℃以下，用氢氧化钠溶液调节pH至6.5，得到所述添加剂。其中，烯丙基聚氧乙烯醚的分子量为2000，添加的烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠及4-乙烯基吡啶的摩尔比为1：1.8：0.5：0.2；烯丙基聚氧乙烯醚、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸钠、4-乙烯基吡啶的总质量占混合液质量的40％；滴加的过硫酸铵溶液中过硫酸铵的质量为混合液质量的12％。
其余均与实施例4中相同。
对上述实施例和对比例中制得的水煤浆性能指标及燃烧后得到的合成气中的有效气含量进行测试，结果如表1所示。
其中，固含量使用快水仪测定，即称取2克左右的样品，在105℃下烘干30分钟，剩余重量即为固含量；浆体的表观黏度采用Brookfield R/S-CC+型流变仪(C40转子)测定剪切速率为100s-1下的黏度。
浆体的流动性和稳定性(24小时稳定性)均采用观察法，流动性和稳定性等级分为A+、A、A-、B+、B、B-、C+、C、C-、D+、D、D-共12级；流动性自A+～D-依次降低，A+为快速连续流动，D-为完全不流动；稳定性自A+～D-依次降低，A+为无析水和沉淀现象，D-为产生硬沉淀，并且通过搅拌浆体无法恢复到初始状态。
表1：水煤浆性能测试结果。
编号 固含量(％) 表观黏度(mPa·s) 流动性等级 稳定性等级 有效气含量(％)
实施例1 57.32 856 C C<sup>+</sup> 74.2
实施例2 58.88 821 C B<sup>-</sup> 76.1
实施例3 59.97 541 A<sup>-</sup> B 77.0
实施例4 61.13 562 A<sup>-</sup> A<sup>+</sup> 79.8
实施例5 60.48 537 A<sup>-</sup> A 79.2
实施例6 61.05 655 B<sup>+</sup> A<sup>-</sup> 79.5
对比例1 57.16 516 A<sup>-</sup> C<sup>-</sup> 74.0
对比例2 59.06 527 A<sup>-</sup> B<sup>+</sup> 76.6
对比例3 58.91 535 A<sup>-</sup> B<sup>+</sup> 76.3
对比例4 58.35 768 B C 75.7
从表1中可以看出，实施例1中使用本发明中的系统，制得的水煤浆固含量高、燃烧后的有效气含量也较高，但使用市售的萘系催化剂，水煤浆的流动性和稳定性不是非常理想；实施例2中采用表面改性后的活性炭，水煤浆的稳定性有所提高；但流动性仍然不佳；实施例3中采用本发明中制备的聚羧酸系添加剂，水煤浆的流动性明显改善，但稳定性不足；实施例4～6中同时添加采用本发明中的方法制备的表面改性活性炭和添加剂，在各组分的协同作用下得到了固含量高、流动性和稳定性均较好的高性能水煤浆。
而对比例1中煤粉和高沸物粉末采用相同的粒径，不进行级配，制得的水煤浆的分散性和稳定性与实施例4中相比均有降低，说明将煤粉和高沸物粉末级配可以有效提高水煤浆的各项性能；对比例2中对活性炭进行表面改性时不引入羧基，水煤浆的稳定性与实施例4相比也有所降低，可能是由于不引入羧基活性炭对金属离子的螯合性能降低，并且无法与添加剂作用，使活性炭和煤粒相互交联形成空间结构；对比例3中的添加剂中不引入吡啶基团，水煤浆稳定性也有所降低，说明活性炭和煤粒相互交联形成空间结构可以有效提高水煤浆的稳定性；对比例4在制备添加剂时同时加入各单体，水煤浆的流动性和稳定性显著降低，说明单体的加入方式对添加剂的分散性有较大影响。
对实施例4～6中的水煤浆燃烧后得到的合成气中的微量元素进行分析，结果如表2中所示。
表2：合成气微量元素分析结果。
Figure BDA0002861501540000151
从表2中可以看出，本发明中制得的水煤浆燃烧过程中硫、氯、氟、氮的特征污染物远低于排放标准；挥发性重金属污染物不易进入合成气中，远低于排放标准；二噁英类物质在高温还原性气氛下排放值也远低于排放标准。将精馏高沸物和电镀废水制备成本发明中的水煤浆可以实现废弃物的资源化利用和清洁化处理。

Claims (10)

1.一种精馏高沸物与电镀废水气化协同处理系统，其特征是，包括预处理单元、预制浆单元、水煤浆合成单元及气化处理单元；所述预处理单元包括相互独立运行的原料煤预处理单元（1）、精馏高沸物预处理单元（2）、电镀废水预处理单元及活性炭预处理单元（3），所述原料煤预处理单元和精馏高沸物预处理单元分别包括依次连接的储料仓（101）、破碎装置（102）和筛分装置（103）；所述活性炭预处理单元包括依次连接的储料仓、除铁器（301）和筛分装置；所述电镀废水预处理单元包括电镀废水储槽（4）；所述预制浆单元包括第一磨机（5）以及预制浆罐（6），所述第一磨机的进料口分别与精馏高沸物预处理单元和活性炭预处理单元中的筛分装置以及电镀废水储槽连接，第一磨机的出料口与预制浆罐连接；所述水煤浆合成单元包括第二磨机（7）和水煤浆罐（8），所述第二磨机的进料口分别与原料煤预处理单元及预制浆罐连接，第二磨机的出料口与水煤浆罐连接；所述气化处理单元包括与水煤浆罐连接的气化炉（9）。
2.根据权利要求1所述的一种精馏高沸物与电镀废水气化协同处理系统，其特征是，所述预制浆单元还包括分别与第一磨机的进料口连接的第一储水罐（10）和第一添加剂储罐（11）；所述水煤浆合成单元中还包括分别与第二磨机的进料口连接的第二储水罐（12）和第二添加剂储罐（13）。
3.根据权利要求1所述的一种精馏高沸物与电镀废水气化协同处理系统，其特征是，所述预制浆罐与水煤浆罐包括罐体（601）以及设置在罐体内的搅拌清洗装置，所述罐体顶部设有浆料入口（602），罐体底部设有浆料出口（603）；所述搅拌清洗装置包括一端与设置在罐体顶部的驱动装置连接、另一端伸入罐体内底部的搅拌轴（15），以及设置在搅拌轴位于罐体内一端的搅拌桨（16），所述搅拌轴和搅拌桨中空并相连通，所述搅拌桨外壁上设有若干喷淋口（17），所述搅拌轴位于罐体外的一端内套设有进水管（18）；所述驱动装置包括与驱动电机（19）连接的主动伞齿轮（20）以及与主动伞齿轮传动连接的从动伞齿轮（21），所述从动伞齿轮与搅拌轴传动连接。
4.根据权利要求3所述的一种精馏高沸物与电镀废水气化协同处理系统，其特征是，所述搅拌桨靠近罐体内壁的一端设有与罐体内壁接触的侧壁毛刷（22）；所述搅拌轴位于罐体内的一端底部设有与罐体底部接触的底部毛刷（23）。
5.根据权利要求3所述的一种精馏高沸物与电镀废水气化协同处理系统，其特征是，所述罐体顶部设有用于放置驱动电机的支撑架（604）。
6.一种使用如权利要求1~5任意一项所述的系统进行精馏高沸物与电镀废水气化协同处理的方法，其特征是，包括如下步骤：
（1）原料煤在预处理单元中破碎后分别过不同大小的筛，得到粒径不同的煤粉，将粒径不同的煤粉混合得到级配煤粉；精馏高沸物、活性炭粉末及电镀废水经预处理单元后得到预处理后的高沸物粉末、活性炭粉末及电镀废水；
（2）使预处理后的高沸物粉末、活性炭粉末及电镀废水一起进入预制浆单元进行一次研磨和搅拌，得到预制浆，一次研磨时间10~20min，一次搅拌时间5~20min；
（3）预制浆进入水煤浆合成单元，与级配煤粉混合后进行二次研磨和搅拌，得到水煤浆，二次研磨时间20~30min，二次搅拌时间5~20min；
（4）将水煤浆送入气化处理单元中的气化炉内燃烧。
7.根据权利要求6所述的一种精馏高沸物与电镀废水气化协同处理方法，其特征是，步骤（1）中原料煤在预处理单元中破碎后分别过40~60目、80~100目筛，并按照质量比1：（3~4）混合，得到级配煤粉。
8.根据权利要求6或7所述的一种精馏高沸物与电镀废水气化协同处理方法，其特征是，步骤（1）中的精馏高沸物在预处理单元中破碎后过60~80目筛，得到高沸物粉末。
9.根据权利要求6所述的一种精馏高沸物与电镀废水气化协同处理方法，其特征是，步骤（2）和步骤（3）中加入水和添加剂，步骤（3）中得到的水煤浆中以重量份计，包括70~75份级配煤粉，15~20份高沸物粉末，5~8份活性炭粉末，25~35份电镀水，35~45份水及1~2份添加剂。
10.根据权利要求6或9所述的一种精馏高沸物与电镀废水气化协同处理方法，其特征是，步骤（2）中的活性炭粉末为表面改性活性炭粉末，其制备方法为：
A）将活性炭加入质量浓度为20~50%的硝酸溶液中，活性炭与硝酸的质量体积比为1g:（20~50mL），80~90℃下反应2~4h，将产物过滤、洗涤后得到活化后的活性炭；
B）将活化后的活性炭加入甲苯中，搅拌状态下加热至90~110℃，再加入γ-氯丙基三甲氧基硅烷，活性炭、甲苯和γ-氯丙基三甲氧基硅烷的添加比例为1g:（20~30mL）:（1~3g），保温反应8~10h，将产物过滤、洗涤后得到硅烷改性活性炭；
C）将硅烷改性活性炭加入无水乙醇中，再加入三乙烯四胺，硅烷改性活性炭、无水乙醇和三乙烯四胺的添加比例为1g:（20~30mL）:（3~5mL），氮气保护下60~70℃搅拌反应10~15h，将产物过滤、洗涤后得到胺基改性活性炭；
D）将胺基改性活性炭加入乙醇和水的体积比为（3~5）：1的混合溶剂中，再加入氯乙酸和碳酸氢钠，胺基改性活性炭、混合溶剂、氯乙酸和碳酸氢钠的添加比例为，1g:（30~50mL）:（1~2g）：（1~1.5g），55~65℃下搅拌反应8~10h，将产物过滤、洗涤、干燥、研磨、过400~600目筛后得到所述表面改性活性炭粉末。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN207324784U (zh) * 2017-06-01 2018-05-08 骆志宏 一种混料均匀的易清洗反应釜
CN111534340A (zh) * 2020-04-21 2020-08-14 梵境新能源科技(浙江)有限公司 一种利用多源废弃物制备的气化水煤浆及其制备方法
CN111534341A (zh) * 2020-04-24 2020-08-14 梵境新能源科技(浙江)有限公司 一种废活性炭与废有机溶剂协同无害化资源利用处置方法
CN214694025U (zh) * 2020-12-25 2021-11-12 梵境新能源科技(浙江)有限公司 一种精馏高沸物与电镀废水气化协同处理系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN207324784U (zh) * 2017-06-01 2018-05-08 骆志宏 一种混料均匀的易清洗反应釜
CN111534340A (zh) * 2020-04-21 2020-08-14 梵境新能源科技(浙江)有限公司 一种利用多源废弃物制备的气化水煤浆及其制备方法
CN111534341A (zh) * 2020-04-24 2020-08-14 梵境新能源科技(浙江)有限公司 一种废活性炭与废有机溶剂协同无害化资源利用处置方法
CN214694025U (zh) * 2020-12-25 2021-11-12 梵境新能源科技(浙江)有限公司 一种精馏高沸物与电镀废水气化协同处理系统

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