一种同时吸附废气中重金属离子和挥发性有机物的吸附柱

摘要

本发明公开了一种同时吸附废气中重金属离子和挥发性有机物的吸附柱，包括一根金属管，金属管废气入口端和废气出口端均设有法兰盘，在靠近废气出口端的柱内截面固定设置吸附材料拦截布袋，金属管废气入口端法兰盘与废气排放管口或另一吸附柱的废气出口端的法兰盘连接，金属管内填充复合吸附材料。本发明集合了碳纳米管复合材料具有纳米结构、性能稳定、比表面积大和氯化钙对重金属具有特异吸附性能的特点，得到了具有高吸附容量，能够同时吸附挥发性有机物和重金属的复合吸附材料。吸附柱的结构灵活，可以进行串联、并联的多种组合，能方便的应用于毒性大、低浓度、流动性强的有废气处理中，吸附时间短，吸附效率高。

主权项

一种同时吸附废气中重金属离子和挥发性有机物的吸附柱，包括一根金属管，长度0.5‑2米，内径约200‑400毫米，金属管废气入口端和废气出口端均设有法兰盘，在靠近废气出口端的柱内横截面固定设置吸附材料拦截布袋，金属管废气入口端法兰盘与废气排放管口或另一吸附柱的废气出口端的法兰盘连接，金属管内填充复合吸附材料，所述复合吸附材料，由以下质量百分比的组份组成：氯化钙   34%‑45%碳纳米管 50%‑60%石墨烯   5%‑6%；其特征在于上述复合吸附材料的制备过程包括如下步骤：1）碳纳米管的预处理：将碳纳米管放入到浓硝酸和氢氟酸的混合溶液中，在氩气环境下高压浸泡，在120‑150℃下维持10‑15小时后冷却至室温，然后取出碳纳米管用去离子水洗涤过滤，备用；2）氯化钙的制备：盐酸进入反应罐，石灰石通过斗式提升机提升入反应罐，反应后气体经尾气洗涤塔水洗涤及尾气洗涤塔碱洗后，达到标准经引风机排放，反应后液体pH值达到5~7后，直接通过旁通管进入中和罐，加入石灰乳反应后，通过中和泵打入澄清桶，澄清后的液体溢流入澄清液罐，经过滤后氯化钙清液进入氯化钙液罐；3）氯化钙负载：将步骤1）预处理后的碳纳米管投入到步骤2）氯化钙液罐内的氯化钙清液中，高速搅拌20分钟形成混合液体，碳纳米管的投加量约为1‑10g/100ml，将上述混合液体加热至80℃进行超声振荡30分钟，然后冷却至室温，边搅拌边滴加0.04mol/L的KBH₄溶液，反应15‑24小时后蒸发干燥，将固体物质用去离子水和无水乙醇洗涤3‑4次，再次进行真空干燥，得到负载氯化钙的碳纳米管；4）复合吸附材料的制备：在超声振荡条件下，将步骤3）得到的负载氯化钙的碳纳米管与石墨烯在有机溶剂中充分混合，碳纳米管与石墨烯的质量比为10:1，1小时后将分离出的固体物质用去离子水和无水乙醇洗涤3‑4次，再次进行真空干燥，形成石墨烯‑氯化钙‑碳纳米管三维复合吸附材料，所述的有机溶剂为四氢呋喃、丙酮、N,N‑二甲基乙酰胺、N‑甲基吡咯烷酮、N,N‑二甲基甲酰胺的任意一种或两种以上。