【正文】
時也包括化學吸附附不僅是物理吸附的過程,同時也包括化學吸附的過程。飛灰吸附主要受到溫度、飛灰粒徑、碳含量、煙氣氣體成分以及飛灰中無機成分對汞的摧毀等多種因素的影響。 對活性炭進行化學處理雖然可以提高活性炭的利用率,但用化學方法進行預處理同樣會使得活性炭的應用成本增加,使活性炭進行大規(guī)模實際應用受到了限制[22]。與原活性炭吸附劑相比,改性活性炭吸附劑對汞蒸氣的吸附能力有較大提高。目前,許多學者主要通過用化學預處理等手段對活性炭進行改性以提高其利用率。這類方法采用活性碳或其它吸附劑去除煙氣中汞。Pavlish等人[17]研究了煙煤、亞煙煤和褐煤燃燒煙氣中汞的形態(tài)分布情況,發(fā)現(xiàn)煙煤中元素態(tài)Hg0的含量最小,其次是亞煙煤和褐煤。由于Hg0熱力學性質(zhì)穩(wěn)定,在低溫時不易被氧化,且不溶于水,利用普通的物理化學方法難以脫除,目前將煙氣中元素態(tài)Hg0轉(zhuǎn)化為氧化態(tài)Hg2+進行脫除為主要發(fā)展方向[13]。例如煙煤燃燒生成的氧化態(tài)汞要高于褐煤所生成的。Laudal 等人[9]利用模擬煙氣組分(OCOHCl、NSOH2O、ClHF、NO)對Hg0C和Hg0Ash 吸附反應的影響,發(fā)現(xiàn)當溫度低于500K 時,NO2的存在會對炭和飛灰對汞的吸附產(chǎn)生很大的影響。但是,這類均相反應會受到有限的化學動力學和煙氣在煙道中較短的停留時間所限制。因此,單質(zhì)汞(Hg0)和氯化汞(HgCl)是煙氣中汞的主要形態(tài),通常以亞微米顆粒的氣溶膠形式存在。在以往的燃燒系統(tǒng)中痕量元素的熱力學研究表明在燃煤電廠爐膛溫度范圍內(nèi),汞的熱力學穩(wěn)定形式為單質(zhì)汞,而在此溫度范圍內(nèi)汞的大多數(shù)化合物都是熱力不穩(wěn)定的,其可能分解單質(zhì)汞。同時也枳極參與國際合作,于2010年6月在瑞典斯德哥爾摩參加了130多個國家參與的政府間談判會議,期望經(jīng)過五次的會議后在2013年達成一項具有全球法律約束力的求問題文書。中科院長春地理研究所的王起超等[4]研究了我國煤炭的汞含量及主要用煤行業(yè)的汞排放因子,%~%。據(jù)美國環(huán)保署的數(shù)據(jù)資料,大氣環(huán)境中約31 %的汞來自于燃煤電廠的煤燃燒,居人為汞排放源第一位[3]。汞是人們熟知的一種有毒性的重金屬污染物,具有較高的揮發(fā)性,不易被除塵器捕獲,大部分隨煙氣排入大氣。 20 改性試劑濃度對脫汞性能的影響 21 溫度對脫汞性能的影響 22 KMnO4改性Atp機理分析 24參考文獻 28致 謝 33附 錄 3411文獻綜述 研究背景 [1],%。s attention. China is one of the largest mercury emissions countries in the word. Therefore the mercury emissions control is reasonable and necessary. Mercury is difficult to remove because of its volatile , persistence, and biological gatz. Traditional activated carbon adsorbent is expensive, not renewable use,and can not reach the ideal effect of industry to take off the mercury. In this paper, natural mineral materials were applied as alternative to activated carbons due to their low cost. The main research is about mercury removal performance of attapulgite (Atp) and modified attapulgite in coalfired flue gas.In the experiment, Attapulgite is modified by KMnO4 or are impregnated, calcited and filtered out 60 to 100 meshes as adsorbent. The mercury removal adsorbent effects of adsorbent were tested by QM201H flue gas mercury analyzer in a fixed bed on the condition of a simulated flue gas (N2, mercury vapor). The mercury removal mechanism of modified attapulgite was analyzed in a brief. Through the method of controlling the variable, This experiment studied the modifier concentration, adsorbent temperature, modified reagent for mercury removal efficiency. The curve of mercury removal efficiency was drawed. The characterization of modified attapulgite samples was tested by SSA4300 surface area analyzer. Combining with it, analysis and discussion is necessary for the verity of mercury removal efficiency. The results showed that, after modification by KMnO4, mercury removal efficiency of the attapulgite has greatly improved, with increasing temperature, it increased slightly and can reach an average of about 70%.The adsorbent with the proportion of attapulgite with KMnO4 1:20 at 140℃showed the best mercury removal which was modified by KMnO4 and added to NH4Br has poor performance at mercury removal. It suggests that NH4Br has no role in promoting the efficiency of mercury removal.Key Words:Coalfired flue gas。通過SSA4300孔徑及表面積分析儀對改性凹凸棒石樣品進行了表征測試,結合表征參數(shù)對前后脫汞效率的變化進行了簡要的分析與討論。實驗中主要采用高錳酸鉀,溴化銨對凹凸棒石進行改性,經(jīng)浸漬,烘干,煅燒,篩選出60~100目的作為吸附劑。我國是世界上汞排放量最大的國家之一,因此必須對其進行控制。汞因為具有揮發(fā)性、持久性和生物積累性,難以脫除。在模擬煙氣(N2,汞蒸氣)的條件下,利用QM201H型燃煤煙氣測汞儀在固定床實驗臺架上對吸附劑的脫汞效果進行了測試,簡要探討了改性凹凸棒石的脫汞機理。結果表明,經(jīng)KMnO4改性后,凹凸棒石脫汞效率有很大的提升,可以達到70%左右,而且隨溫度的增加其脫汞效率略有上升。 Mercury emissions control。長期以來,在中國能源的生產(chǎn)與消費結構中,煤炭一直占主導地位,這種格局在比較長的一段時間內(nèi)不會改變[2]。大氣中的汞可以通過呼吸作用隨氣體進入人體,也可以沿食物鏈通過消化系統(tǒng)被人體吸收,對人體危害極大。 我國因經(jīng)濟高速發(fā)展,對能源的需求也日益強烈。北京、上海和天津等超大城市的汞排放強度較高,由此帶來的汞污染問題巳不容忽視??梢姴徽撌菑膰H責任還是國內(nèi)需求來看,對汞排放進行控制是勢在必行,開發(fā)一套適合我國國情的經(jīng)濟可行的汞控制技術是當務之急。下圖給出了燃燒過程中汞的遷移機理,煤經(jīng)燃燒后,多數(shù)蒸發(fā)為單質(zhì)汞,在煙氣到達尾部煙道出口過程中,隨著煙氣與尾部煙道換熱面的換熱,其溫度逐漸降低,而其中汞形態(tài)也會隨之變化。一般燃煤煙氣中汞大約有20%50%是以單質(zhì)汞(Hg0)形式排放,50%80%以氧化的汞形式排放。而煙氣中的炭灰顆粒和無機物質(zhì)會影響汞的反應。Carey 等[10]發(fā)現(xiàn)飛灰及其部分成分會對 Hg0轉(zhuǎn)化為 Hg2+起到促進作用。電站煙氣脫硫系統(tǒng)(FGD)對于用煙煤,可以除去50%左右的汞而對于褐煤卻只有5%[11]。煙氣中汞的存在形態(tài)與煤種、燃煤器類型、煙氣溫度以及煙氣成分等因素有關,溫度在750℃以上時,煙氣中的汞以元素態(tài)Hg0存在,當溫度降低到450℃以下時,煙氣中元素態(tài)Hg0應該全部轉(zhuǎn)化為氧化態(tài)Hg2+和顆粒態(tài)汞Hgp[14],但由于受反應動力學的限制,實際煙氣中會存在一定比例的元素態(tài)Hg0。 煙氣脫汞技術研究進展汞排放控制技術的研究目前主要集中在3個方面:燒前脫汞、燃燒中脫汞和燃燒后脫汞,其中燃燒后脫汞即煙氣脫汞是目前研究的重點。吸附劑通過以下2種方式吸附煙氣中的汞:一種是噴射法,即在顆粒去除裝置前噴入粉末狀吸附劑,捕獲了汞的吸附劑顆粒經(jīng)過除塵器時被去除;另一種是固定床法,即將煙氣通過裝有吸附劑的固定式吸附床,但如果吸附劑顆粒太細會引起較大的壓降,下面介紹了幾種常用的吸附劑。Radisav等人研究發(fā)現(xiàn),顆粒活性炭經(jīng)過氯化物浸泡后能有效提高吸附性能,最高脫汞效率達到95%~98%。造成改性后活性炭吸附能力顯著提高的原因主要在于在吸附汞蒸氣的過程中,除了物理吸附外同時還發(fā)生了化學吸附。 由煤粉爐產(chǎn)生的飛灰炭具有細小的粒徑和實用性,并且早已被作為一種潛在的汞吸收劑而進行研究。江貽滿[23]采用氮氣等溫吸附的方法研究了ESP飛灰對燃煤鍋爐煙氣汞的吸附特征。掃描電鏡SEM 針對飛灰表面性質(zhì)的分析,發(fā)現(xiàn)飛灰表面汞富集區(qū)域與該處的碳含量有直接關系[25]。 鈣基吸附劑美國EPA采用鈣基類物質(zhì)(CaO,Ca(OH)2,CaCO3,CaSO4因此可以得到在廢棄物燃燒爐中利用鈣基類物質(zhì)可以較好地去除汞的結論,但鈣基類物質(zhì)用于燃煤煙氣中汞的去除效果卻不盡如人意。2H2O,CaSO4如Hsi等[28]考察了兩種人造沸石及其S改性后吸附劑的脫汞能力,結果發(fā)現(xiàn)與碳基材料相比,沸石改性前后對汞的吸附容量都較低。天然礦物材料本身具有很好的吸附特性,作為吸附劑一般在污水處理方面的研究較多,而應用于煙氣脫汞的研究