LU600028B1 - Eine feste Abfallkapsel für Hausmüllverbrennungs-Flugasche sowie deren Herstellungsverfahren und Anwendung - Google Patents

Eine feste Abfallkapsel für Hausmüllverbrennungs-Flugasche sowie deren Herstellungsverfahren und Anwendung Download PDF

Info

Publication number
LU600028B1
LU600028B1 LU600028A LU600028A LU600028B1 LU 600028 B1 LU600028 B1 LU 600028B1 LU 600028 A LU600028 A LU 600028A LU 600028 A LU600028 A LU 600028A LU 600028 B1 LU600028 B1 LU 600028B1
Authority
LU
Luxembourg
Prior art keywords
fly ash
solid waste
capsule
waste incineration
incineration fly
Prior art date
Application number
LU600028A
Other languages
English (en)
Inventor
Changchun Sun
Jiaojiao Hou
Original Assignee
Yancheng Youpu Environmental Protection Tech Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yancheng Youpu Environmental Protection Tech Co Ltd filed Critical Yancheng Youpu Environmental Protection Tech Co Ltd
Application granted granted Critical
Publication of LU600028B1 publication Critical patent/LU600028B1/de

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/22—Expanded, porous or hollow particles
    • C08K7/24—Expanded, porous or hollow particles inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/14—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements
    • C04B28/142—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements containing synthetic or waste calcium sulfate cements
    • C04B28/143—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements containing synthetic or waste calcium sulfate cements the synthetic calcium sulfate being phosphogypsum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J13/00—Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/0091—Preparation of aerogels, e.g. xerogels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02—Macromolecular compounds
    • C04B26/04—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/006—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing mineral polymers, e.g. geopolymers of the Davidovits type
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/52—Amides or imides
    • C08F220/54—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
    • C08F220/56—Acrylamide; Methacrylamide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F265/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of unsaturated monocarboxylic acids or derivatives thereof as defined in group C08F20/00
    • C08F265/10—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of unsaturated monocarboxylic acids or derivatives thereof as defined in group C08F20/00 on to polymers of amides or imides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/28—Nitrogen-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/24—Homopolymers or copolymers of amides or imides
    • C08L33/26—Homopolymers or copolymers of acrylamide or methacrylamide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00017—Aspects relating to the protection of the environment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00767—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for waste stabilisation purposes
    • C04B2111/00775—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for waste stabilisation purposes the composition being used as waste barriers or the like, e.g. compositions used for waste disposal purposes only, but not containing the waste itself
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/20—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the density
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2237—Oxides; Hydroxides of metals of titanium
    • C08K2003/2241—Titanium dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Diese Anwendung stellt eine feste Abfallkapsel für Hausmüllverbrennungs-Flugasche sowie deren Herstellungsverfahren und Anwendung zur Verfügung, die zum technischen Bereich der Ressourcenverwertung von festen und gefährlichen Abfällen gehört, und die feste Abfallkapsel dieser Anwendung wird hauptsächlich für die Synthese von Geliermaterialien auf Flugaschebasis bei der Ressourcenverwertung von Hausmüllverbrennungs-Flugasche verwendet. Die feste Abfallkapsel hydratisiert, um ein vernetztes Polymer im Hydratationsprozess der alkalisch angeregten Zubereitung von Geliermitteln auf Flugaschenbasis zu erzeugen. Die löslichen Chloridsalze und Schwermetalle in dem auf Flugasche basierenden Geliermaterial interagieren mit dem C-(A)-S-H-Gel und dem C-N/K-S-H-Gel in dem vernetzten Polymer, das durch mehrmalige Hydratation in alkalischer Umgebung gebildet wird, um einen stabileren Niederschlag zu bilden, der an der Oberfläche der dreidimensionalen Gitterstruktur der festen Abfallkapsel haftet. Die feste Abfallkapsel der vorliegenden Anwendung hat eine starke zielgerichtete chemische Bindungskapazität für Schwermetalle und Chloridionen, so dass die Schwermetalle und Chloridionen an der Oberfläche der dreidimensionalen Gitterstruktur, die durch die feste Abfallkapsel gebildet wird, adsorbiert werden können, um den Effekt der Verhinderung der Auslaugung von Schwermetallen und Chloridionen aus der Flugasche und der Verringerung des Umweltrisikos zu erzielen und gleichzeitig die Stabilität des auf Flugasche basierenden Geliermittels selbst zu verbessern.

Description

Eine feste Abfallkapsel für Hausmüllverbrennungs-Flugasche sowie deren LU600028
Herstellungsverfahren und Anwendung
Technischer Bereich
Die vorliegende Anmeldung gehört zum technischen Gebiet der Verwertung von festen und gefährlichen Abfällen und betrifft insbesondere eine feste Abfallkapsel für
Hausmüllverbrennungs-Flugasche sowie deren Herstellungsverfahren und Anwendung.
Technologie im Hintergrund
Vor dem Hintergrund des zunehmenden Anstiegs der Hausmüllproduktion enthalten die
Nebenprodukte der Verbrennung eine große Menge an Flugasche (IFA), die als gefährlicher Abfall
HWI18 eingestuft wird. Zu den derzeit üblichen Methoden zur Behandlung und Verwertung von
Flugasche gehören vor allem die Flugaschehärtung, die Ressourcennutzung und die
Tiefenbehandlung, wie z. B. die Zement-/Chemikalienhärtung, die Zementofenmitverbrennung und chemische Extraktions- und Abscheidetechniken. In Anbetracht der gefährlichen
Eigenschaften von Flugasche, die mit wasserlöslichen Salzen, verschiedenen Schwermetallen,
Dioxinen und anderen Schadstoffen angereichert ist, sind die strukturellen, ursächlichen und trendbedingten Probleme noch nicht grundlegend gelöst, was zu zahlreichen Einschränkungen bei den Technologien und Wegen zur Behandlung, Entsorgung und Nutzung von Ressourcen führt.
Aufgrund der besonderen physikalisch-chemischen Eigenschaften (Si/Al 8-12 Prozent, Ca 30-50 Prozent) und der Kristallstruktur von Flugasche wurde festgestellt, dass die Entwicklung der Technologie für alkalisch angeregte zementartige Materialien auf der Grundlage von Flugasche durch die Optimierung des Feststoffabfallanteils, der Aktivatordosierung, des
Aushärtungsprozesses und anderer Parameter erreicht werden kann. Der sinnvolle Einsatz von
Flugasche zur Herstellung alkalisch angeregter zementartiger Materialien stößt immer noch auf einige technische und rechtliche Hindernisse: große Unterschiede bei den mineralischen
Bestandteilen, schwankende chemische Eigenschaften, hohe Porosität des Aushärtekörpers, das
Fehlen geeigneter Zusatzstoffe, die unter Einwirkung der äußeren Umgebung leicht toxische
Stoffe ausfallen lassen und eine sekundäre Umweltverschmutzung verursachen. Daher ist die
Frage, wie sichergestellt werden kann, dass Schwermetalle und lösliche Chloridsalze in verschiedenen Entsorgungsumgebungen in einem langfristig stabilen Aushärtungszustand sind, zu einer großen Herausforderung im Forschungsprozess geworden, um die Ressourcennutzung von
Flugasche in Synergie mit anderen Abfällen zu erreichen.
Inhalt der Erfindung
Ziel der vorliegenden Anmeldung ist es, eine feste Abfallkapsel für Hausmüllverbrennungs-
Flugasche sowie ein Verfahren zu deren Herstellung und Anwendung bereitzustellen, um die
Auslaugung von Schwermetallen und Chloridionen aus der Flugasche zu verhindern, das
Umweltrisiko zu verringern und auch die Stabilität des auf Flugasche basierenden Geliermaterials selbst erheblich zu verbessern, was eine notwendige Verbesserung der ressourcenschonenden
Nutzung der Flugasche darstellt.
Um den oben genannten Zweck zu erreichen, wird in einem ersten Aspekt der vorliegenden
Anmeldung ein Verfahren zur Herstellung einer festen Abfallkapsel für
Hausmüllverbrennungsflugasche bereitgestellt, das die folgenden Schritte umfasst:
Herstellen einer kolloidalen Lösung, die Pt-Nanopartikel und TiO2-Nanopartikel enthält,
Gefriertrocknen der kolloidalen Lösung, um ein Pt/TiO2-Gefrieraerogelmaterial zu erhalten;
Rühren und Mischen der Lösung, die Chlorplatinsäure und g-C3N4 enthält, und Gewinnen des Pt/g-C3N4 NPs-Nanokompositmaterials nach dem Waschen und Trocknen;
Eine erste gemischte Lösung, die N-Isopropylacrylamid, N, N'-Methylenbisacrylamid urk/600028
Poly-N, N-2-Methylacrylamid enthielt, wurde hergestellt, und eine zweite gemischte Lösung, die
Persulfat und N-Allylthioharnstoff enthielt, wurde zu der ersten gemischten Lösung hinzugefügt.
Nach dem Mischen wurde die Fest-Flüssig-Trennung durchgeführt und 2,2-Azobis(2- methylpropylimid)-Dihydrochlorid und Wasser wurden dem abgetrennten festen Produkt zugesetzt, das gereinigt und gefriergetrocknet wurde, um PNCH-Nanokomposithydrogel zu erhalten;
Hinzufügen des Pt/TiO2-Kryo-Aerogel-Materials, der Pt/g-C3N4-Nanokomposite, des
PNCH-Nanokomposit-Hydrogels und von Tetramethylethylendiamin zu einer Losung, die
Acrylamid, Bisacrylamid und einen Initiator enthält, um ein gemischtes System zu erhalten, und
Ausführen einer Härtungsreaktion des gemischten Systems, um PNCH-Pt/TiO2-g-C3Na-
Nanokomposite zu erhalten.
Ferner beträgt das Massenverhältnis des Acrylamids, des Bisacrylamids, des gefrorenen
Pt/TiO2-Aerogelmaterials, der Pt/g-C:N4 NPs-Nanokomposite und des PNCH-Nanokomposit-
Hydrogels in dem Hybridsystem 10-15:0,8:5-8:10-15:12-15. Der Initiator wird in einer Menge von 3-8% der Masse des gemischten Systems zugegeben und das Tetramethylethylendiamin wird in einer Menge von 20-25% der Masse des gemischten Systems zugegeben.
Ferner gelten für die Aushärtungsreaktion folgende Bedingungen: Gefriertemperatur 0 °C in einer Flüssigstickstoffatmosphäre, Aushärtungszeit 2-4 h.
Ferner beträgt in der Lösung, die Chlorplatinsäure und g-C3N4 enthält, das Massenverhältnis der Chlorplatinsäure und des g-C3N4 4:15-20.
Ferner hat die kolloidale Lösung einen Massenanteil von 16,5-17,5 % an den Pt-
Nanopartikeln und einen Massenanteil von 16-18 % an den TiO2-Nanopartikeln.
Ferner 1st der Initiator Persulfat.
Ferner beträgt in der ersten gemischten Lôsung das Massenverhältnis des N-
Isopropylacrylamids, des N,N'-Methylenbisacrylamids und des Poly-N,N-2-methacrylamids 18- 20:1:15-16 und die Konzentration des N-Isopropylacrylamids 85-95%; In der zweiten gemischten
Lôsung ist das Massenverhältnis des Persulfats zu dem N-Allylthioharnstoff 3:3-5, das
Massenverhältnis des N-Isopropylacrylamids zu dem N-Allylthioharnstoff ist 41:150-160; und das
Massenverhältnis des 2,2-Azobis(2-methylpropylimiden)dihydrochlorids zu dem N-
Allylthioharnstoff ist 41:900-950.
In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Anwendung wird eine feste Abfallkapsel für
Hausmüllverbrennungsflugasche bereitgestellt, die durch das in einem der vorstehenden Punkte beschriebene Herstellungsverfahren erhalten wird.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Anwendung betrifft die Verwendung einer festen
Abfallkapsel für Hausmüllverbrennungs-Flugasche bei der Herstellung eines Geliermaterials auf
Flugaschenbasis, wobei die feste Abfallkapsel für Hausmüllverbrennungs-Flugasche mit einem
Massenverhältnis von 0,5 bis 3,0 % zu dem Geliermaterial auf Flugaschenbasis zugegeben wird.
Vorzugsweise wird die feste Abfallkapsel für Hausmüllverbrennungsflugasche in einer Menge von 1,25% zugesetzt.
Ferner umfasst das Geliermaterial auf Flugaschebasis die folgenden Komponenten in
Gewichtsprozent: 50-65 Anteile Flugasche für die Hausmüllverbrennung, 8-12 Anteile
Ofenbodenschlacke, 20-25 Anteile Schlacke, 1-5 Anteile Phosphogips, 3-9 Anteile Alkalierreger, und 1-3 Anteile CaCl2. Vorzugsweise beträgt der Anteil der Hausmüllverbrennungs-Flugasche 55%.
Ferner ist der Alkalireger mindestens eines von Natriumhydroxid, Natriumsilikat ur 600028
Kaliumhydroxid. Weiterhin ist der Alkalireger Natriumhydroxid, Natriumsilikat und
Kaliumhydroxid, und das Massenverhältnis von Natriumhydroxid, Natriumsilikat und
Kaliumhydroxid ist 2:1:2.
Im Vergleich zum Stand der Technik hat die vorliegende Anmeldung die folgenden technischen Vorteile:
Eine in der vorliegenden Anmeldung hergestellte feste Abfallkapsel für
Hausmüllverbrennungsflugasche gehört zu einem Nanopolymer mit einem dreidimensionalen vernetzten molekularen Netzwerk, das hauptsächlich durch kovalente oder nicht-kovalente
Wechselwirkungen gebildet wird, einschließlich physikalischer —Verschränkung,
Wasserstoffbrückenbindung, hydrophober Wechselwirkung, supramolekularer Wechselwirkung, elektrostatischer Wechselwirkung und Ligandenwechselwirkung.
Eine in dieser Anwendung hergestellte feste Abfallkapsel für Hausmüllverbrennungs-
Flugasche wird hauptsächlich für die Synthese von Geliermitteln auf Flugaschenbasis bei der
Ressourcennutzung von Hausmüllverbrennungs-Flugasche verwendet. Die feste Abfallkapsel hydratisiert während des Hydratationsprozesses der alkalisch angeregten Zubereitung des auf
Flugasche basierenden Geliermaterials das Geliermaterial, um ein vernetztes Polymer zu erzeugen, das es den löslichen Chloridsalzen und Schwermetallen in dem auf Flugasche basierenden
Geliermaterial ermöglicht, mit dem C-(A)-S-H-Gel und dem C-N/K-S-H-Gel in dem vernetzten
Polymer, das durch Hydratation gebildet wurde, viele Male in der alkalischen Umgebung zu interagieren. Dies erleichtert es den löslichen Chloridsalzen und Schwermetallionen, stabilere
Ausfällungen zu bilden, die sich an der Oberfläche der dreidimensionalen Gitterstruktur der festen
Abfallkapsel in chemisch-physikalischen Rollen festsetzen.
Eine in der vorliegenden Anwendung hergestellte feste Abfallkapsel für
Hausmullverbrennungs-Flugasche weist eine starke gezielte chemische Bindungskapazität für
Schwermetalle und Chloridionen auf, die es ermöglicht, Schwermetalle und Chloridionen an der
Oberfläche der dreidimensionalen Gitterstruktur der festen Abfallkapsel zu adsorbieren. Die in dieser Anwendung hergestellte feste Abfallkapsel weist eine starke Adhäsion und eine ausgezeichnete Kompatibilität mit der Grenzflächenorganisation zwischen dem vernetzten
Polymer auf, das durch die Hydratation des Geliermaterials erzeugt wird, und erzielt den Effekt, die Auslaugung von Schwermetallen und Chloridionen aus der Flugasche zu verhindern und das
Umweltrisiko zu verringern, und verbessert gleichzeitig die Stabilität des auf Flugasche basierenden Geliermaterials selbst erheblich, was eine notwendige Verbesserung bei der ressourcenschonenden Nutzung der Flugasche darstellt.
Eine in dieser Anwendung hergestellte feste Abfallkapsel für Hausmüllverbrennungs-
Flugasche kann das derzeitige technische Problem, dass verfestigte gefährliche Abfälle wie
Flugasche nicht ressourcenschonend verwertet werden können, wirksam lösen, so dass
Hausmüllverbrennungs-Flugasche in großem Umfang unter Raumtemperaturbedingungen verwertet werden kann.
Detaillierte Beschreibung
Um die technischen Probleme, technischen Lösungen und vorteilhaften Wirkungen, die durch die vorliegende Anwendung gelöst werden sollen, klarer und verständlicher zu machen, wird die vorliegende Anwendung im Folgenden in Kombination mit Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es ist zu verstehen, dass die hierin beschriebenen spezifischen Ausführungsformen nur der Erläuterung der vorliegenden Anmeldung dienen und nicht dazu gedacht sind, die vorliegende Anmeldung einzuschränken. LU600028
In dieser Anmeldung bezieht sich „mindestens eine“ auf eine oder mehrere und „mehr als eine“ auf zwei oder mehrere. „Mindestens eine (einer) der folgenden“ oder ähnliche Ausdrücke beziehen sich auf eine beliebige Kombination dieser Elemente, einschließlich einer beliebigen
Kombination von einzelnen (einem) oder mehreren (einem) Elementen. Zum Beispiel kann „mindestens eines (von) a, b oder c“ oder „mindestens eines (von) a, b und c“ ausgedrückt werden als: a, b, c, a-b (d. h. a und b), a-c, b-c oder a-b-c. Dabei können a, b und c jeweils einfach oder mehrfach sein.
Die in den Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung verwendete Terminologie dient ausschließlich der Beschreibung einer bestimmten Ausführungsform und soll die vorliegende
Anmeldung nicht einschränken. Die in diesem Beispiel und den beigefügten Ansprüchen verwendeten Singularformen von „ein“, „besagt“ und , der sollen auch die Mehrheitsform einschließen. Es sei denn, aus dem Kontext geht eindeutig etwas anderes hervor.
Die Gewichte der relevanten Komponenten, die in der Spezifikation der Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung erwähnt werden, können sich nicht nur auf die spezifischen Inhalte der Komponenten beziehen, sondern auch das proportionale Verhältnis der Gewichte der
Komponenten angeben, und daher ist jede Vergrößerung oder Verkleinerung der Inhalte der relevanten Komponenten in Übereinstimmung mit der Spezifikation der Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung im Rahmen der Offenbarung der Spezifikation der Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung. Insbesondere kann die in der Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung beschriebene Masse eine Masseneinheit wie ug, mg, g, kg und dergleichen sein, die auf dem Gebiet der Biochemie gut bekannt sind.
Die Begriffe „erste“ und „zweite“ werden nur zu beschreibenden Zwecken verwendet, um
Zwecke wie Stoffe voneinander zu unterscheiden, und sind nicht so zu verstehen, dass sie eine relative Bedeutung angeben oder implizit die Anzahl der angegebenen technischen Merkmale spezifizieren. Beispielsweise kann, ohne vom Anwendungsbereich der Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung abzuweichen, das erste XX auch als zweites XX bezeichnet werden, und in ähnlicher Weise kann das zweite XX auch als erstes XX bezeichnet werden. Somit kann das mit „erste“ und ,,zweite“ definierte Merkmal ausdrücklich oder stillschweigend ein oder mehrere solcher Merkmale umfassen.
Eine feste Abfallkapsel für Hausmüllverbrennungs-Flugasche, ihr Herstellungsverfahren und die Anwendung der Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung werden im Folgenden anhand einer Vielzahl spezifischer Ausführungsformen dargestellt.
Ausführungsform 1
Ausführungsform 1 der vorliegenden Anmeldung sieht eine Feststoffkapsel für
Hausmüllverbrennungs-Flugasche und ein Verfahren zu deren Herstellung vor, das die folgenden
Schritte umfasst: (1) Herstellung einer Pt-Nanopartikel enthaltenden Lösung: 0,02 g Platinchlorid (PtCl4) wird in 10 ml entionisiertem Wasser gelöst und gerührt, bis es gelöst ist, und auf 100 °C erhitzt und dann 1 Minute lang gekocht, um die Platinchloridlösung zu erhalten; 0,11 g Trinatriumcitrat und 7,6 g Natriumborhydrid (das Massenverhältnis von Trinatriumcitrat und Natriumborhydrid beträgt 11:760) werden zu der Platinchloridlösung gegeben. Die Lösung, die Pt-Nanopartikel (Pt NPs) enthält, wurde durch Erhitzen auf 80 °C und 10-minütiges Rühren erhalten. (2) Die Pt-NP-Lösung wurde zu einer bestimmten Menge an TiO2-Nanopartikellösung hinzugefügt, um eine kolloidale Pt/TiO2-Lösung mit einem Pt-Massenanteil von 17 % zu erhalten.
Die kolloidale Lösung wurde 2 Stunden lang in einem Ultraschall-Flüssigkeitsapparat homogé1/600028 gerührt und dann in flüssigen Stickstoff überführt, 10 Minuten lang schnell eingefroren, dann getrocknet und 48 Stunden lang in eine Vakuumumgebung gelegt, um das gefrorene Pt/TiOz-
Aerogelmaterial zu erhalten. 5 (3) An der Luft wurden 5 g Harnstoff mit Aluminiumfolie umwickelt und in einen
Aluminiumoxid-Tiegel gegeben, dann in einen Muffelofen gegeben und auf 550 °C erhitzt und 2
Stunden lang unter dem Luftstrom kalziniert, um g-C3N4-Pulvermaterial zu erhalten, das in 20 ml 10%iger Methanollôsung gelöst wurde, um eine g-C3N4-Lôsung zu erhalten. (4) Mischen Sie eine Platinchloridlôsung mit einem Massenanteil von 4 % und eine g-C3N4-
Lösung mit einem Massenanteil von 13 % und rühren Sie 2 Stunden lang kräftig um. Anschließend wurde die Fest-Flüssig-Trennung durchgeführt, und die abgetrennten Feststoffe wurden mit
Ethanollôsung gewaschen und dann zum Trocknen für 12 Stunden in einen 50 °C-Elektroofen gelegt, um die Pt/g-C3N4-Nanokomposite zu erhalten. (5) 0,93 g N-Isopropylacrylamid (NIPAm) Monomer, 0,093 g N,N'-Methylenbisacrylamid (MBAA)und 1,0 g Poly-N,N-2-methacrylamid (PDMA) werden in 150 ml Wasser gelöst, um eine
PNIPAm-Lôsung zu erhalten; Nachdem 150 ml Wasser durch 30-minütiges Durchblasen mit N2 desoxidiert worden waren, wurden 0,075 g Kaliumpersulfat (K208S2) und 0,10 g N-
Allylthioharnstoff (ATU) aufgelôst, um eine gemischte Lôsung zu erhalten. Die gemischte Lôsung wurde dann in eine PNIPAm-Lôsung überführt und 30 Minuten lang unter Stickstoffatmosphäre zur Reaktion gebracht. Anschließend wurde sie 20 Minuten lang in einer
Hochgeschwindigkeitszentrifuge (1800 U/min) zentrifugiert. Nach Entfernen des Uberstands wurden 0,041 g 2,2-Azobis(2-methylpropylimid)-dihydrochlorid (AAPH) und 150 ml entionisiertes Wasser hinzugefügt und dreimal unter den gleichen Bedingungen zentrifugiert, um die gereinigte PNCH-Lôsung zu erhalten. Die gereinigte PNCH-Lôsung wurde dann 48 Stunden lang gefriergetrocknet und in einen Exsikkator überführt, um das PNCH-Nanokomposithydrogel zu erhalten. (6) Acrylamid und Bisacrylamid wurden in einem Massenverhältnis von 19:1 gemischt, um eine Acrylamidlôsung mit einer Acrylamidkonzentration von 0,156 g/ml zu bilden. Während des
Mischens wurde Ammoniumpersulfatlôsung mit einem Massenanteil von 10 % zugegeben, 5
Minuten lang entgast und nacheinander 5 g gefrorenes Pt/TiO2-Aerogelmaterial, 2 g Pt/g-C3N4
NPs-Nanokomposit, 20 g PNCH-Nanokomposit-Hydrogel und 35 g Tetramethylethylendiamin unter Stickstoffatmosphäre zugegeben. Das gemischte System wurde in eine Form gegossen und 2 Stunden lang in einer Flüssigstickstoffatmosphäre bis zu einer Gefriertemperatur von 0 °C ausgehärtet, um PNCH-Pt/TiO2-g-C3N4-Nanokomposite, d. h. eine feste Abfallkapsel für
Hausmüllverbrennungsflugasche, zu erhalten.
Ausführungsform 2
Ausführungsform 2 der vorliegenden Anmeldung sieht eine feste Abfallkapsel für
Hausmüllverbrennungs-Flugasche und ein Verfahren zu ihrer Herstellung vor, das die folgenden
Schritte umfasst: (1) Herstellen einer Lôsung, die Pt-Nanopartikel enthält: 0,02 g Platinchlorid (PtCl4) wird in 10 ml entionisiertem Wasser gelöst und gerührt, bis es gelöst ist, dann auf 100 °C erhitzt und anschließend 1 Minute lang gekocht, um eine Platinchloridlôsung zu erhalten; 0,11 g
Trinatriumcitrat und 7,6 g Natriumborhydrid (das Massenverhältnis von Trinatriumcitrat und
Natriumborhydrid beträgt 11:760) zu der Platinchloridlôsung geben und nach Erhitzen auf 90 °C 12 Minuten lang rühren, um die Lösung zu erhalten, die Pt-Nanopartikel (Pt NPs) enthält.
(2) Die Pt-NP-Lösung wurde zu einer bestimmten Menge an TiO2-Nanopartikellösurg/600028 hinzugefügt, um eine kolloidale Pt/TiO2-Lösung mit einem Platin-Massenanteil von 17 % zu erhalten, wobei die TiO2-Nanopartikel einen Massenanteil von 18 % hatten. Die kolloidale Lösung wurde in einem Ultraschall-Flüssigkeitsapparat 1,5 Stunden lang homogen gerührt und dann in flüssigen Stickstoff überführt, 12 Minuten lang schnell eingefroren, dann getrocknet und 48
Stunden lang in einer Vakuumumgebung gelagert, um das gefrorene Pt/TiO2-Aerogelmaterial zu erhalten. (3) An der Luft wurden 5 g Harnstoff mit Aluminiumfolie umwickelt und in einen
Aluminiumoxid-Tiegel gegeben, dann in einem Muffelofen auf 600 °C erhitzt und 2 h lang an der
Luft kalziniert, um das g-C3N4-Pulvermaterial zu erhalten, das in 20 ml 10%iger Methanollôsung gelöst wurde, um die g-C3N4-Lôsung zu erhalten. (4) Die Platinchloridlösung mit einem Massenanteil von 4 % wurde mit der g-C3N4-Lösung mit einem Massenanteil von 13 % gemischt und 2 h lang kräftig gerührt. Danach wurde die Fest-
Flüssig-Trennung durchgeführt, und die abgetrennten Feststoffe wurden mit Ethanollôsung gewaschen und dann zum Trocknen für 12 h in einen 60 °C-Elektroofen gegeben. Die Pt/g-C3N4-
Nanokomposite wurden erhalten. (5) PNIPAm-Lôsung wurde durch Auflôsen von 0,93 g N-Isopropylacrylamid (NIPAm)-
Monomer, 0,093 g N, N'-Methylenbisacrylamid (MBAA) und 1,0 g PolyN, N-2-Methylacrylamid (PDMA) in 150 ml Wasser hergestellt; Nachdem 150 ml Wasser durch 30-mintitiges Durchblasen mit Na desoxidiert worden waren, wurden 0,075 g Kaliumpersulfat (K208S2) und 0,10 g N-
Allylthioharnstoff (ATU) aufgelöst, um eine gemischte Lösung zu erhalten. Die gemischte Lösung wurde dann in eine PNIPAm-Lôsung überführt und 30 Minuten lang unter Stickstoffatmosphäre zur Reaktion gebracht. Anschließend wurde sie 20 Minuten lang in einer
Hochgeschwindigkeitszentrifuge (1800 U/min) zentrifugiert. Nach Entfernen des Uberstands wurden 0,041 g 2,2-Azobis(2-methylpropylimid)-dihydrochlorid (AAPH) und 150 ml entionisiertes Wasser hinzugefügt und dreimal unter den gleichen Bedingungen zentrifugiert, um die gereinigte PNCH-Lôsung zu erhalten. Die gereinigte PNCH-Lôsung wurde dann 48 Stunden lang gefriergetrocknet und in einen Exsikkator überführt, um das PNCH-Nanokomposithydrogel zu erhalten. (6) Acrylamid und Bisacrylamid wurden in einem Massenverhältnis von 19:1 gemischt, um eine Acrylamidlôsung mit einer Acrylamidkonzentration von 0,156 g/ml zu bilden. Während des
Mischens wurde Ammoniumpersulfatlôsung mit einem Massenanteil von 10 % zugegeben, 5
Minuten lang entgast und nacheinander 5 g gefrorenes Pt/TiO2-Aerogelmaterial, 2 g Pt/g-C3N4
NPs-Nanokomposit, 20 g PNCH-Nanokomposit-Hydrogel und 35 g Tetramethylethylendiamin unter Stickstoffatmosphäre zugegeben. Das gemischte System wurde in eine Form gegossen und 2 Stunden lang in einer Flüssigstickstoffatmosphäre bis zu einer Gefriertemperatur von 0 °C ausgehärtet, um PNCH-Pt/TiO2-g-C3N4-Nanokomposite, d. h. eine feste Abfallkapsel fiir
Hausmiillverbrennungsflugasche, zu erhalten.
Ausführungsform 3
Ausführungsform 3 der vorliegenden Anmeldung sieht eine feste Abfallkapsel fur
Hausmüllverbrennungs-Flugasche und ein Verfahren zu ihrer Herstellung vor, das die folgenden
Schritte umfasst: (1) Herstellen einer Lösung, die Pt-Nanopartikel enthält: 0,02 g Platinchlorid (PtCl4) wird in 10 ml entionisiertem Wasser gelöst und gerührt, bis es gelöst ist, dann auf 100 °C erhitzt und anschließend 1 Minute lang gekocht, um eine Platinchloridlésung zu erhalten; 0,11 g
Trinatriumcitrat und 7,6 g Natriumborhydrid (das Massenverhältnis von Trinatriumcitrat urk/600028
Natriumborhydrid beträgt 11:760) werden der Platinchloridlôsung zugegeben und nach 8- minütigem Erhitzen auf 100 °C gerührt, um eine Lôsung zu erhalten, die Pt-Nanopartikel (Pt NPs) enthält. (2) Die Pt-NP-Lösung wurde zu einer bestimmten Menge an TiO2-Nanopartikellösung hinzugefügt, um eine kolloidale Pt/TiO2-Lösung mit einem Platin-Massenanteil von 17 % zu erhalten, in der der Massenanteil an TiO2-Nanopartikeln 18 % betrug. Die kolloidale Lösung wurde in einem Ultraschall-Flüssigkeitsgerät 2,5 Stunden lang gleichmäßig gerührt und dann in flüssigen Stickstoff überführt, 8 Minuten lang schnell eingefroren, dann getrocknet und 48 Stunden lang in eine Vakuumumgebung gelegt, um das gefrorene Pt/TiO2-Aerogelmaterial zu erhalten. (3) An der Luft wurden 5 g Harnstoff mit Aluminiumfolie umwickelt und in einen
Aluminiumoxid-Tiegel gegeben, dann in einen Muffelofen gestellt, um die Temperatur auf 500 °C zu erhöhen, und unter dem Luftstrom 3 Stunden lang kalziniert, um g-C3N4-Pulvermaterial zu erhalten, das in 20 ml 10%iger Methanollösung gelöst wurde, um eine g-C3N4-Lôsung zu erhalten. (4) Mischen Sie eine Platinchloridlôsung mit einem Massenanteil von 4 % und eine g-C3N4-
Lösung mit einem Massenanteil von 13 % und rühren Sie 2 Stunden lang kräftig um. Anschließend wurde die Fest-Flüssig-Trennung durchgeführt, und die abgetrennten Feststoffe wurden mit
Ethanollösung gewaschen und dann zum Trocknen für 12 Stunden in einen 60 °C-Elektroofen gelegt, um die Pt/g-C3N4-Nanokomposite zu erhalten. (5) 0,93 g N-Isopropylacrylamid (NIPAm) Monomer, 0,093 g N, N'-Methylenbisacrylamid (MBAA) und 1,0 g Poly-N, N-2-Methylacrylamid (PDMA) mit 150 ml Wasser auflösen, um eine
PNIPAm-Lösung zu erhalten; Nachdem 150 ml Wasser durch 30-minütiges Durchblasen mit Nz desoxidiert worden waren, wurden 0,075 g Kaliumpersulfat (K208S2) und 0,10 g N-
Allylthioharnstoff (ATU) aufgelöst, um eine gemischte Lösung zu erhalten. Die gemischte Lösung wurde dann in eine PNIPAm-Lösung überführt und 30 Minuten lang unter Stickstoffatmosphäre zur Reaktion gebracht. Anschließend wurde sie 20 Minuten lang in einer
Hochgeschwindigkeitszentrifuge (1800 U/min) zentrifugiert. Nach Entfernen des Überstands wurden 0,041 g 2,2-Azobis(2-methylpropylimid)-dihydrochlorid (AAPH) und 150 ml entionisiertes Wasser hinzugefügt und dreimal unter den gleichen Bedingungen zentrifugiert, um die gereinigte PNCH-Lösung zu erhalten. Die gereinigte PNCH-Lösung wurde dann 48 Stunden lang gefriergetrocknet und in einen Exsikkator überführt, um das PNCH-Nanokomposithydrogel zu erhalten. (6) Acrylamid und Bisacrylamid wurden in einem Massenverhältnis von 19:1 gemischt, um eine Acrylamidlösung mit einer Acrylamidkonzentration von 0,156 g/ml zu bilden, und eine
Ammoniumpersulfatlösung mit einem Massenanteil von 10 % wurde unter Rühren hinzugefügt.
Die Entgasung wurde 5 Minuten lang durchgeführt und 5 g gefrorenes Pt/TiO2-Aerogelmaterial, 2 g Pt/g-C3N4 NPs-Nanokomposite, 20 g PNCH-Nanokomposit-Hydrogel und 35 g
Tetramethylethylendiamin wurden nacheinander in einer Stickstoffatmosphäre hinzugefügt. Das gemischte System wurde in eine Form gegossen und 2 Stunden lang in einer
Flüssigstickstoffatmosphäre bis zu einer Gefriertemperatur von 0 °C ausgehärtet, um PNCH-
Pt/TiO2-g-C3N4-Nanokomposite zu erhalten, d. h. eine feste Abfallkapsel für
Hausmüllverbrennungsflugasche.
Anwendungsbeispiel
Die in Ausführungsform 1 hergestellte Feststoffkapsel für Hausmüllverbrennungs-Flugasche wurde dem Geliermittel auf Flugaschenbasis in einem Massenverhältnis von 1,25 % zugesetzt,
und das Geliermittel auf Flugaschenbasis bestand aus den folgenden Bestandteilen (dt&/600028
Gesamtzahl der Teile war 100 Teile in der Berechnung): 55 Teile Hausmüllverbrennungsflugasche, 11 Teile Ofenbodenschlacke, 23 Teile Schlacke, 5 Teile Phosphorgips, 2 Teile NaOH, 2 Teile KOH, 1 Teil NazSi03 und 1 Teil CaCl2, wie in Tabelle 1 dargestellt.
Tabelle 1 Zusammensetzung der zementhaltigen Materialien auf Flugaschebasis
Rohmate | Flugas | Hochofensch | Schlac | Phosphor | NaO | KO | NazSi | CaC | Wasser rial che lacke ke gips H H O3 12 -
Zemen t-
Verhält nis
Verhältni | 55% 11% 23% 5% 2% | 2% 1% 1% 0.67 s
Die Bestandteile des Geliermittels auf Flugaschebasis, Flugasche aus der
Hausmüllverbrennung und feste Abfallkapseln wurden gemischt und 10-20 Minuten lang gründlich gerührt, gefolgt von 28 Tagen Wartung bei einer Temperatur von 25+1 °C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von > 90 % unter Standardwartungsbedingungen für die Aushärtung von lôslichen Chloridionen und Schwermetallen. Zu den Schwermetallen gehören hauptsächlich Cd,
Cr, Pb, Cu, Zn, Hg, As, Ni usw.
Die relevanten Eigenschaften der ausgehärteten zementären Materialien wurden unter
Bezugnahme auf die Liniennorm ,Standardprüfverfahren für grundlegende Eigenschaften von
Baumôrtel“ (JGJ/T70-2009) geprüft, wie in Tabelle 2 dargestellt.
Tabelle 2: Relevante Figenschaften von zementhaltigen Materialien auf Flugaschebasis
Indi | Druckfest | Dichte Verlust | Wasser | Wasser | Luftge | pH- kato igkeit g/em* | der Frost- | aufnah | rückhal | halt Wert r / MPa Tau- me teverm %
Wechselfe % ôgen stigkeit % %
Erge 24.56 8.528 15.55 32.64 92.6 29 8.86 bnis se
Das ausgehärtete Gelmaterial wird durch Sickerwasser unter Bezugnahme auf die Norm „Feste Abfälle Auslaugung Toxizität Auslaugung Methode Schwefelsäure Salpetersäure
Methode“ (HJ T 299-2007) gesammelt, in dem die Schwermetalle durch ICP-MS nachgewiesen werden, basierend auf der Norm „Bestimmung von 65 Elementen in Wasser mittels induktiv gekoppelter Plasmamassenspektrometrie“ (HJ 700-2014); Chlorid-Ionen wurden mit ICP-MS auf der Grundlage der Norm „Wasserqualität Bestimmung von Chlorid Silbernitrat-Titration“ (GB 11896-89) nachgewiesen, und die Testergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.
Tabelle 3 Nachweisergebnisse von Chloridionen und Schwermetallen in Auslaugungslösung
LW600028
Element | CI | Cd | Cr | Po | Cu | Zn | Hg | As | Ni 1 0.72% | 0.08% | 0.03% | 0.04% | 0.01% | 0.01% | 0.005 | 0.04% | 0.02% % 2 0.63% | 0.01% | 0.05% | 0.03% | 0.01% | 0.01% | 0.007 | 0.05% | 0.02% % 3 0.21% | 0.03% | 0.03% | 0.03% | 0.01% | 0.01% | 0.006 | 0.03% | 0.03% %
Durchschnittli | 0.52% | 0.04% | 0.043 | 0.033 | 0.01% | 0.01% | 0.006 | 0.04% | 0.023 che % % % %
Aushärtungsrat | 99.48 | 99.96 | 99.96 | 99.97 | 99.99 | 99.99 | 99.99 | 99.96 | 99.98 e % % % % % % % % %
Aus den Testergebnissen in Tabelle 3 geht hervor, dass die Aushärtungseffizienz von
Chloridionen und Schwermetallen Cd, Cr, Pb, Cu, Zn, Hg, As und Ni 99,48%, 99,96%, 99,96%, 99,97%, 99,99%, 99,99%, 99,96% bzw. 99,98% beträgt. Dies deutet darauf hin, dass die durch die
Ausführungsform der vorliegenden Anwendung hergestellte Aushärtungskapsel eine gute
Aushärtungswirkung auf die Chloridionen und Schwermetalle in dem auf Flugasche basierenden
Geliermaterial hat, eine Aushärtungsrate von mehr als 99,4 % erreicht und die Auflösung verhindert, während sie die pH-Stabilität gewährleistet.
Vergleichsverhältnis
Die feste Abfallkapsel für Hausmüllverbrennungs-Flugasche wurde dem auf Flugasche basierenden Geliermittel des obigen Anwendungsbeispiels nicht zugesetzt, und es wurde 28 Tage lang unter den gleichen Standard-Wartungsbedingungen aufrechterhalten, und der Gehalt an
Chloridionen und Schwermetallen im Sickerwasser des aufrechterhaltenen Geliermittels wurde nachgewiesen, und die Ergebnisse des Nachweises sind in Tabelle 4 dargestellt.
Tabelle 4: Ergebnisse des Nachweises von Chloridionen und Schwermetallen im
Sickerwasser
Element | CI | cd | Cr | Po | Cu | Zn | Hg | As | Ni 1 1.59% | 1.24% | 0.81% | 0.21% | 1.61% | 0.81% | 0.023 | 4.63% | 0.24% % 2 2.34% | 3.21% | 0.65% | 0.24% | 0.71% | 0.74% | 0.011 | 2.58% | 0.34% % 3 1.95% | 2.36% | 0.63% | 0.10% | 0.29% | 1.14% | 0.014 | 2.30% | 0.21% %
Durchschnittli | 1.96% | 2.27% | 0.70% | 0.18% | 0.87% | 0.90% | 0.02% | 3.17% | 0.26% che
Aushärtungsrat | 98.04 | 97.73 | 99.30 | 99.82 | 99.13 | 99.10 | 99.98 | 96.83 | 99.74 e % % % % % % % % %
Wie aus den Testergebnissen in Tabelle 4 hervorgeht, ist der Gehalt an Chloridionen und
Schwermetallen im ausgehérteten Sickerwasser höher als in Tabelle 3, wenn die
Verfestigungskapsel für Hausmüllverbrennungs-Flugasche nicht zum Geliermaterial ah/600028
Flugaschebasis hinzugefügt wird. Dies zeigt, dass die durch die Ausführungsformen der vorliegenden Anwendung hergestellte Aushärtungskapsel eine gute Aushärtungswirkung auf die
Chloridionen und Schwermetalle in dem auf Flugasche basierenden Kollodiummaterial hat und die Auslaugung von Schwermetallen und Chloridionen in der Flugasche wirksam hemmen und das Umweltrisiko verringern kann.
Eine feste Abfallkapsel für Hausmüllverbrennungs-Flugasche, die durch eine
Ausführungsform der vorliegenden Anwendung hergestellt wird, gehört zu einem Nanopolymer mit einem dreidimensionalen vernetzten molekularen Netzwerk. Das Netzwerk wird hauptsächlich durch kovalente oder nicht-kovalente Wechselwirkungen gebildet, darunter physikalische
Verschränkung, Wasserstoffbrückenbindungen, hydrophobe Wechselwirkungen, supramolekulare
Wechselwirkungen, elektrostatische Wechselwirkungen und Ligandenwechselwirkungen. Nach der Anwendung auf Geliermittel auf Flugaschebasis wurden die Geliermittel während des
Hydratationsprozesses der alkalisch angeregten Zubereitung von Geliermitteln auf Flugaschebasis hydratisiert, um vernetzte Polymere zu erzeugen, wodurch die löslichen Chloridsalze und
Schwermetalle in den Geliermitteln auf Flugaschebasis mit den C-(A)-S-H-Gelen und C-N/K-S-
H-Gelen in den Geliermitteln, die durch Hydratation gebildet wurden, viele Male in der alkalischen Umgebung wechselwirken. Dies erleichtert es den löslichen Chloridsalzen und
Schwermetallionen, stabilere Ausfällungen zu bilden, die sich an der Oberfläche der dreidimensionalen Gitterstruktur der festen Abfallkapsel in chemisch-physikalischen Rollen festsetzen.
Eine feste Abfallkapsel für Hausmüllverbrennungs-Flugasche, die durch eine
Ausführungsform der vorliegenden Anwendung hergestellt wird, wird hauptsächlich für die
Synthese von Geliermaterialien auf Flugaschenbasis bei der Ressourcennutzung von
Hausmüllverbrennungsflugasche verwendet, und die feste Abfallkapsel weist eine starke zielgerichtete chemische Bindungskapazität für Schwermetalle und Chloridionen auf, die es ermöglicht, dass die Schwermetalle und Chloridionen an der Oberfläche der dreidimensionalen
Gitterstruktur der festen Abfallkapsel adsorbiert werden. Die durch die Ausführungsformen der vorliegenden Anwendung hergestellte feste Abfallkapsel weist eine starke Adhäsion und ausgezeichnete Kompatibilität mit der Grenzflächenorganisation zwischen ihr und dem durch die
Hydratation des Geliermaterials erzeugten vernetzten Polymer auf und erzielt den Effekt, die
Auslaugung von Schwermetallen und Chloridionen aus der Flugasche zu verhindern und das
Umweltrisiko zu verringern, und verbessert gleichzeitig die Stabilität des Geliermaterials auf
Flugaschenbasis selbst erheblich, was eine notwendige Verbesserung bei der ressourcenschonenden Nutzung von Flugasche darstellt. Es löst effektiv das derzeitige technische
Problem, dass verfestigte gefährliche Abfälle wie Flugasche nicht ressourcenschonend verwertet werden können, und macht Flugasche aus der Hausmillverbrennung unter
Raumtemperaturbedingungen für den großtechnischen Einsatz verfügbar.
Die obigen Ausführungsformen drücken nur einige Ausführungsformen der vorliegenden
Anmeldung aus, die spezifischer und detaillierter beschrieben werden, sind aber nicht als
Einschränkung des Patentumfangs der vorliegenden Anmeldung zu verstehen. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass für eine Person mit gewöhnlichem Fachwissen auf dem Gebiet der
Technik mehrere Abwandlungen und Verbesserungen vorgenommen werden können, ohne von der
Konzeption der vorliegenden Anmeldung abzuweichen, die alle in den Schutzbereich der vorliegenden Anmeldung fallen. Der Schutzumfang der Patentanmeldung richtet sich daher nach den beigefügten Ansprüchen.
LU600028

Claims (10)

Ansprüche LU600028
1. Ein Verfahren zur Herstellung einer festen Abfallkapsel für Hausmüllverbrennungs- Flugasche, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst: Herstellen einer kolloidalen Lösung, die Pt-Nanopartikel und TiO2-Nanopartikel enthält, Gefriertrocknen der kolloidalen Lösung, um ein gefrorenes Pt/TiO2-Aerogelmaterial zu erhalten; Rühren und Mischen der Lösung, die Chlorplatinsäure und g-C3N4 enthält, Waschen und Trocknen, um ein Pt/g-C3N4 NPs-Nanokompositmaterial zu erhalten; Eine erste gemischte Lösung, die N-Isopropylacrylamid, N, N'-Methylenbisacrylamid und PolyN, N-2-Methylacrylamid enthält, wurde hergestellt und eine zweite gemischte Lösung, die Persulfat und N-Allylthioharnstoff enthält, wurde zu der ersten gemischten Lösung hinzugefügt. Nach dem Mischen wurde die Fest-Flüssig-Trennung durchgeführt und 2,2-Azobis(2- methylpropylimid)-Dihydrochlorid und Wasser wurden dem abgetrennten festen Produkt zugesetzt, das gereinigt und gefriergetrocknet wurde, um PNCH-Nanokomposit-Hydrogel zu erhalten; Hinzufügen des Pt/TiO2-Kryo-Aerogel-Materials, der Pt/g-C3N4-Nanokomposite, des PNCH-Nanokomposit-Hydrogels und Tetramethylethylendiamin zu einer Lösung, die Acrylamid, Bisacrylamid und einen Initiator enthält, um ein gemischtes System zu erhalten, und Durchführen einer Härtungsreaktion des gemischten Systems, um PNCH-Pt/TiO2-g-C3N4-Nanokomposite zu erhalten.
2. Ein Verfahren zur Herstellung einer festen Abfallkapsel für Hausmüllverbrennungs- Flugasche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Massenverhältnis des Acrylamids, des Bis-Acrylamids, des gefrorenen Pt/TiO2-Aerogelmaterials, des Pt/g-C3Na NPs- Nanokomposits, des PNCH-Nanokomposit-Hydrogels, des PNCH-Nanokomposit-Hydrogels in dem gemischten System 10-15:0,8:5-8:10-15:12-15. Der Initiator wird in einer Menge von 3-8% der Masse des gemischten Systems zugegeben und das Tetramethylethylendiamin wird in einer Menge von 20-25% der Masse des gemischten Systems zugegeben.
3. Ein Verfahren zur Herstellung einer festen Abfallkapsel für Hausmüllverbrennungs- Flugasche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aushärtungsreaktion unter den folgenden Bedingungen durchgeführt wird: in einer Flüssigstickstoffatmosphäre bis zu einer Gefriertemperatur von 0 °C, mit einer Aushärtungszeit von 2-4 h.
4. Ein Verfahren zur Herstellung einer festen Abfallkapsel für Hausmüllverbrennungs- Flugasche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Lösung, die Chlorplatinsäure und g-C3N4 enthält, das Massenverhältnis der Chlorplatinsäure und des g-C3N4 4:15-20 beträgt.
5. Ein Verfahren zur Herstellung einer festen Abfallkapsel für Hausmüllverbrennungs- Flugasche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der kolloidalen Lösung der Massenanteil der Pt-Nanopartikel 16,5-17,5% und der Massenanteil der TiO2-Nanopartikel 16-18% beträgt.
6. Ein Verfahren zur Herstellung einer festen Abfallkapsel für Hausmüllverbrennungs- Flugasche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Initiator Persulfat ist.
7. Ein Verfahren zur Herstellung einer festen Abfallkapsel für Hausmüllverbrennungs- Flugasche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Massenverhältnis des N- Isopropylacrylamids, des N,N'-Methylenbisacrylamids und des Poly-N,N-2-Methylacrylamids in der ersten Mischlösung 18-20:1:15-16 beträgt. Die Konzentration des N-Isopropylacrylamids beträgt 85-95%; das Massenverhältnis des Persulfats zu dem N-Allylthioharnstoff in der zweiten gemischten Lösung beträgt 3:3-5, und das Massenverhältnis des N-Isopropylacrylamids zu deh}600028 N-Allylthioharnstoff beträgt 41:150-160; Das Massenverhältnis des 2,2-Azobis(2- methylpropylimid)-dihydrochlorids und des N-Allylthioharnstoffs ist 41:900-950.
8. Fine feste Abfallkapsel für Hausmüllverbrennungs-Flugasche, dadurch gekennzeichnet, dass sie durch das in einem der Ansprüche 1-7 beanspruchte Herstellungsverfahren erhalten wird.
9. Die Verwendung einer festen Abfallkapsel für Hausmiillverbrennungs-Flugasche bei der Herstellung eines Geliermaterials auf Flugaschenbasis nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine feste Abfallkapsel für Hausmüllverbrennungs-Flugasche mit einem Massenverhältnis von 0,5 bis 3,0 % zu dem Geliermaterial auf Flugaschenbasis zugegeben wird.
10. Die Verwendung einer festen Abfallkapsel für Hausmüllverbrennungs-Flugasche bei der Herstellung eines auf Flugasche basierenden Geliermaterials nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das auf Flugasche basierende Geliermaterial die folgenden Komponenten, bezogen auf das Gewicht, umfasst: 50 bis 65 Teile Flugasche für die Hausmüllverbrennung, 8 bis 12 Teile Schlacke am Boden des Ofens, 20 bis 25 Teile Schlacke, 1 bis 5 Teile Phosphorgips, 3 bis 9 Teile Alkalireizstoff, 1 bis 3 Teile CaCl».
LU600028A 2024-02-26 2024-12-26 Eine feste Abfallkapsel für Hausmüllverbrennungs-Flugasche sowie deren Herstellungsverfahren und Anwendung LU600028B1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202410208094.5A CN118085180B (zh) 2024-02-26 2024-02-26 一种生活垃圾焚烧飞灰用固废胶囊及其制备方法和应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
LU600028B1 true LU600028B1 (de) 2025-06-26

Family

ID=91154265

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LU600028A LU600028B1 (de) 2024-02-26 2024-12-26 Eine feste Abfallkapsel für Hausmüllverbrennungs-Flugasche sowie deren Herstellungsverfahren und Anwendung

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN118085180B (de)
LU (1) LU600028B1 (de)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090035365A1 (en) * 2007-07-30 2009-02-05 Lewis Michael Popplewell Density Controlled Capsule Particles and Methods of Making the Same
KR101377067B1 (ko) * 2013-12-09 2014-03-27 (주)뉴그린 생활폐기물 소각 바닥재의 가속탄산화 반응으로 캡슐레이션 효과에 의한 중금속 성분들을 안정화하는 방법
US11986790B2 (en) * 2018-07-02 2024-05-21 Lg Household & Health Care Ltd. Method for preparing microcapsules
CN111359600B (zh) * 2020-05-26 2021-06-04 北京锦绣新技术发展有限公司 负载复合改性纳米TiO2的废水废气污染物处理球

Also Published As

Publication number Publication date
CN118085180B (zh) 2024-07-30
CN118085180A (zh) 2024-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE68921053T3 (de) Hochleistungs-Polymer-Flokkuliermittel.
CN110436805B (zh) 嵌缝石膏粉及其制备方法和磷石膏的无害化处理方法
DE1669962B2 (de) Fluessige haertbare masse und deren verwendung zum abdichten
DE3650120T2 (de) Vermiculit-Dispersionen und Verfahren zu ihrer Herstellung.
DE2311222A1 (de) Mittel und verfahren zum ausflocken von in wasser suspendierten feststoffen
DE2546061C2 (de) Modifiziertes Schichtsilikat
CN114315095A (zh) 地聚物基絮凝固化剂及其制备方法与应用
DE3005446A1 (de) Gel auf der basis wasserloeslicher poly(meth)acrylsaeure-derivate, verfahren zu seiner herstellung und seine anwendung
DE68910729T2 (de) Verfahren für die Flockung von Schlamm.
EP2496535A2 (de) Wasserlösliche hydrophob assoziierende nanokomposite (als rheologiemodifizierer für bauchemische anwendungen)
DE2327433A1 (de) Ionenaustauscherharz und verfahren zu seiner herstellung
LU600028B1 (de) Eine feste Abfallkapsel für Hausmüllverbrennungs-Flugasche sowie deren Herstellungsverfahren und Anwendung
EP0331666B1 (de) Verfahren zur Behandlung von Zellulosefasern sowie Faserzementprodukte und Mischungen zu ihrer Herstellung
CN108264253A (zh) 一种具有重金属离子清除能力的透水混凝土的制备方法
JPS62289300A (ja) 汚泥脱水剤
CN106630542A (zh) 一种处理废弃泥浆的絮凝剂与制备方法以及处理泥浆方法
CN111215021A (zh) 一种碳化钛/聚间苯二胺复合材料及其制备方法和应用
DE3908054A1 (de) Verfahren zur herstellung eines flockungsmittels
DE2506760A1 (de) Herstellung von silico-aluminiumoxyd-teilchen
DE1961101A1 (de) Wasserloesliche Polymerisate,waessrige Gele,die diese Polymerisate enthalten und Verfahren zur Herstellung der Gele
CN118792059B (zh) 一种重金属污染土壤修复剂及其制备方法
CN110436866B (zh) 一种粘结石膏粉及其制备方法
CN113149166A (zh) 一种黑臭治理水体改良药剂及其制备方法
CN120136273B (zh) 一种赤泥基多功能水处理剂及其制备方法
CH676979A5 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Effective date: 20250626