碳纖維生產(chǎn)中碳化工段含氰廢氣處理研究.pdf

1、聚丙烯腈基碳纖維在生產(chǎn)過程中可產(chǎn)生污染環(huán)境的含氰廢氣，尤其是在碳化工段，其產(chǎn)生的高濃度含氰氣體，會(huì)極大地危害人們的身體健康，目前尚未有可有效地處理并利用這些氣體的技術(shù)。本文針對(duì)碳纖維生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含氰廢氣，初步探索了該種廢氣的處理技術(shù)，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　(1)考察了聚丙烯腈基碳纖維產(chǎn)生廢氣的過程，并對(duì)廢氣成份進(jìn)行解析、鑒定，為實(shí)驗(yàn)室模擬提供依據(jù)。通過TGA(Thermal Gravimetric Analysis)技術(shù)獲得

2、碳纖維原絲/預(yù)氧化碳絲/產(chǎn)品碳絲的分解/離解溫度特性，得到在300℃～700℃溫度范圍內(nèi)碳絲存在明顯的質(zhì)量變化梯度;通過Py/GC-MS(Pyrolysis/GasChromatographic-Mass Spectrometry)裂解色譜-質(zhì)譜法技術(shù)，獲得了不同溫度下的廢氣成份，除主要產(chǎn)物HCN外，還有吡咯，苯甲脒，亞甲基戊二腈，2-甲基吡嗪，2-亞甲基戊二腈等有機(jī)物;通過FTIR(Fourier Transmittance Infr

3、a-Redspectroscopy)解析，獲得分解廢氣成份的指紋特征譜圖。
　　(2)根據(jù)碳纖維碳化過程，采用雙溫區(qū)控制系統(tǒng)對(duì)預(yù)氧化絲進(jìn)行加熱至700C°，模擬碳化過程，收集產(chǎn)生的廢氣，并采用鼓泡塔形式對(duì)廢氣進(jìn)行吸收，探究廢氣在不同溶液和濃度下的去除效果。結(jié)果表明，當(dāng)NaOH濃度達(dá)到1mol/L時(shí)，HCN去除率可達(dá)99％以上。
　　(3)搭建填料吸收塔，采用化學(xué)吸收法進(jìn)行廢氣的模擬吸收過程，由于HCN氣體具有劇毒性，實(shí)驗(yàn)室中

4、不能大量使用，則采用CO2混合氣作為模擬廢氣，通過控制風(fēng)量、液量、pH值、NaOH濃度等條件對(duì)廢氣進(jìn)行化學(xué)吸收，考察廢氣在不同條件下的吸收效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)采用1mol/L氫氧化鈉溶液對(duì)體積分?jǐn)?shù)20％的CO2廢氣進(jìn)行吸收時(shí)，其吸收效果可達(dá)99％以上。
　　(4)根據(jù)工廠提供廢氣的相關(guān)參數(shù)，計(jì)算并設(shè)計(jì)了直徑200mm填料塔，采用NaOH溶液吸收碳化工段產(chǎn)生的含氰廢氣，中試結(jié)果表明，經(jīng)處理后尾氣達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)(1.9mg/m3)