耐熱型螯合吸附劑對(duì)氣態(tài)汞的吸附固定床行為畢業(yè)論文(已修改)
2025-07-02 02:54 本頁面
【正文】 耐熱型螯合吸附劑對(duì)氣態(tài)汞的吸附固定床行為畢業(yè)論文1。介紹 汞的人為和自然污染源的排放量是一個(gè)顯著的環(huán)境健康問題。這些從能源中釋放出來的汞，最終沉積到河流海洋中。汞在那里可以集中在生物有機(jī)體內(nèi)（博爾格和Szlag，2002）。燃煤公用事業(yè)被認(rèn)為是美國(guó)已知的汞排放的最大來源，約占每年排放到大氣（美國(guó)環(huán)保局，1998年）總?cè)藶楣?3％。（塞爾andSilcox，2000）。吸附汞最常用的方法是濕法洗滌和吸附。元素汞的去除因?yàn)槠湮锢砘瘜W(xué)特性（洛佩斯 安東等人，2002）而特別困難。 吸附劑導(dǎo)管注射是目前用于去除汞（包括氧化和元素）最成熟的技術(shù)。碳和化學(xué)修飾碳已被廣泛研究作為吸附劑用于這個(gè)項(xiàng)目（Krishnan等，1994。多聞等，1996。維迪奇和Chang，1998。維迪奇和塞勒，2001。 Zeng等，2004。 赫特森等，2007。Jones等，2007）。硫，氯，溴和碘已被浸漬在碳，以提高吸附特性。這些研究表明，鹵代活性炭增加了常規(guī)活性炭的汞量，然而，改性和未改性的硫浸漬碳的比較研究已經(jīng)表明，硫浸漬不顯著增加汞容量（O39。Dowd的等人，2004）。 鋁活性炭導(dǎo)管注入（ACI）技術(shù)已被廣泛接受為氧化元素汞的控制方法，這種方法有一些顯著缺點(diǎn)，包括高成本和在飛灰流中的碳含量高。這項(xiàng)工作的主要重點(diǎn)是氣態(tài)氯化汞，也就是電廠燃燒俄亥俄州（煙煤）煤炭所產(chǎn)生的汞的吸附。之前我們已經(jīng)報(bào)道了一種新的螯合吸附劑，它結(jié)合面粘結(jié)半胱氨酸作為螯合配體的氯化汞吸附（阿布Daabes與平托，2005年）的發(fā)展。它表明，該吸附劑可以在容量超過30毫克/克的固定床吸附器有效地吸附氣相氯化汞。然而，這種半胱氨酸系吸附劑是熱穩(wěn)定的，≈135?C（阿布Daabes和托，2005），并且因此不能被立即使用于沒有無氣冷卻的冷端微粒收集器的下游，在此區(qū)域中的煙道氣溫度是通常在138160?C。我們還報(bào)道了兩個(gè)新的比基于原型半胱氨酸（阿布 Daabes，2005）的合成具有更高的熱穩(wěn)定性（≈200?C）的螯合吸附劑。一種吸附劑是基于配體的3 巰基丙基（MPTS），另一個(gè)是基于2mercaptobenzothialzole（MBT）。兩個(gè)配位體鍵合到多孔二氧化硅基片，并浸泡在甲基聚氧乙烯（15）octadecanammonium酰氯（MEC）的涂層。在本文中，我們報(bào)告這些耐熱型鋪料吸附劑的固定床吸附性能溫度已達(dá)到160?C。我們研究了吸附劑顆粒的大小和孔徑大小對(duì)汞吸附效率的影響，并且已經(jīng)提出了一種機(jī)制，氯化汞吸附。2。實(shí)驗(yàn)方法。合成與表征耐熱型的螯合吸附劑的合成與表征進(jìn)行了詳細(xì)的（阿布Daabes，2005）描述的其他地方。簡(jiǎn)言之，MPTS經(jīng)MPTS的用酸洗滌硅膠AONE步反應(yīng)移植在多孔硅襯底上。 MBT是由MBT和3 aminopropyltiethoxysilane（APTS）修飾硅膠之間的曼尼希反應(yīng)鍵合在二氧化硅基片上。該官能化的二氧化硅，然后涂以離子溶液MEC。 研究了各種吸附劑總結(jié)在表1中，所用的縮寫名稱被顯示。所用的二氧化硅基材是格雷斯戴維森硅膠級(jí)＃62，除非另有說明。BET分析 該材料的結(jié)構(gòu)特性（孔徑，孔體積和BET比表面積）被使用氮?dú)釳icromeritics ASAP 2010體積吸附分析器表征。?下在該裝置的脫氣口進(jìn)行脫氣4小時(shí)。表面面積從采用BET法的吸附等溫線計(jì)算而來，孔隙大小分布（PSD）是從用BJH法的吸附等溫線的分支獲得的。表征孔徑是在PSD中的最大值中被選擇。固定床吸附固定床吸附器被用于評(píng)價(jià)通過吸附劑吸附氯化汞，示意于圖1。氯化汞被密封在一個(gè)彌散小瓶（VICI Metronics，華盛頓Poulsbo），其坐落在一個(gè)定制的吹制玻璃單元的中心圓柱形部分。玻璃盒浸漬在恒定溫度（100177。1?C）油浴中。用質(zhì)量流量控制器進(jìn)行計(jì)量氮（頁級(jí)）進(jìn)入氯化汞代單元格中50毫升/分鐘。氯化汞氮?dú)饬?，與其它氣體組分在一個(gè)八通閥中進(jìn)行混合，其管道連接至填充有已知量的吸附劑玻璃柱中。表1吸附劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)及對(duì)應(yīng)名字縮寫吸附劑25wt% MEC涂硅25wt% MEC涂布MPTSsilica25wt% MEC涂布APTSMBTsilica裸MPTSsilica裸APTSMBTsilica縮寫SiMECSiMMSiAMSiMPTSSiAPTSMBT圖1。固定床裝置測(cè)定氯化汞吸附特性。該列是在垂直管式爐（MTF10/25/130，CARBOLITE爐有限公司，希望谷，S336RB，英格蘭）。汞發(fā)生器下游的所有管進(jìn)行加熱，加熱到100?C，以防止氯化汞的可能凝結(jié)和水蒸汽。從床流出物通過一系列的30毫升小型撞擊器與用KCl填充的1米粗芯圓筒（Chemglass，葡萄園，NJ）。氯化汞被吸收在KCl溶液。使用一個(gè)2小時(shí)的采樣時(shí)間。Hg0是用4％（重量/體積）的KMnO 4在10％（體積/體積）H 2 SO 4吸收液中吸附。所有實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)到單質(zhì)汞的量可以忽略不計(jì)。 使用冷蒸氣原子吸收分析儀（降壓科學(xué)測(cè)汞儀，型號(hào)400A，東康涅狄格Norwalk），于安大略省水利法（ASTM D678402，2002）測(cè)定氯化汞在撞擊器溶液中的吸附量。輸入氯化汞的濃度被連續(xù)測(cè)定至少三天以確保恒定的進(jìn)料氯化汞濃度。3。結(jié)果與討論。 MPTS的表征二氧化硅和硅襯底表2顯示了在本研究中使用四種不同的二氧化
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