鹽液浸提輔助微波再生廢油脫水樹脂及機(jī)制分析
摘要:對用于廢油脫水的聚丙烯酸鈉樹脂在鹽液浸提輔助微波脫附再生過程中的脫附特性和再生使用性能進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,鹽液浸提輔助微波處理的脫附速率是普通熱處理的5~6倍,且能耗更低,脫附率更高,樹脂床層溫升速率更快,溫度峰值卻更低,說明鹽液浸提對微波處理具有明顯輔助效果;樹脂再生性能測試結(jié)果表明,鹽液浸提輔助微波處理的樹脂再生使用性能最好,孔結(jié)構(gòu)破壞更少。分析認(rèn)為,微波選擇加熱特性以及鹽液浸提導(dǎo)致樹脂內(nèi)外滲透壓降低和方向改變是鹽液浸提輔助微波處理具有良好脫附效果的關(guān)鍵機(jī)制。
聚丙烯酸鈉吸附樹脂作為一種新型廢油脫水處理材料,在廢油處理領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。然而,由于價(jià)格較高且難以自然降解,如不能循環(huán)利用將直接影響其應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境友好性,樹脂再生是解決上述問題的有效途徑。傳統(tǒng)上,熱脫附是樹脂的主要再生方法,但該法普遍存在脫附速率慢、能耗高和熱損傷嚴(yán)重等問題。因此,如何高效脫附是廢油脫水樹脂循環(huán)利用必須解決的關(guān)鍵問題。
微波選擇性加熱特點(diǎn)可使吸附質(zhì)被迅速加熱而吸附劑不被明顯加熱,且能量轉(zhuǎn)換效率遠(yuǎn)高于熱傳導(dǎo),適合用于易熱損傷型吸附劑的再生,具有熱損傷小、脫附能耗低等優(yōu)勢。然而,由于水在氣化時(shí)體積膨脹比大,微波快速加熱將導(dǎo)致樹脂網(wǎng)孔內(nèi)部壓力因汽化而迅速升高,當(dāng)水分子脫附速度低于汽化速度時(shí),樹脂網(wǎng)孔會(huì)因壓力過高而部分變形和損壞,導(dǎo)致其網(wǎng)孔均勻性變差,性能降低。
因此,微波技術(shù)應(yīng)用于吸水樹脂脫附時(shí),有必要采用輔助手段加快水分子的脫附速度。研究認(rèn)為,滲透壓是離子型樹脂吸附水分子的主要推動(dòng)力,當(dāng)環(huán)境離子強(qiáng)度增強(qiáng)時(shí),滲透壓將下降或轉(zhuǎn)向,導(dǎo)致水的脫附傾向增強(qiáng),甚至滲出,因此,高濃度鹽液環(huán)境可能有助于加快樹脂中水的脫附。鑒于此,作者嘗試通過鹽液浸提輔助微波脫附聚丙烯酸鈉樹脂,以考察其脫附特性和效果,并對其機(jī)制進(jìn)行了初步分析。
1材料與方法
1.1試劑與儀器
氯化鈉、氯化鎂、氯化鋁、丙烯酸、環(huán)己烷、N,N”-亞甲基雙丙烯酰胺和過硫酸鉀均為分析純,十六醇磷酸酯為化學(xué)純,以上化學(xué)藥品均購自上;瘜W(xué)試劑有限公司。
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