【正文】 焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無以回報(bào)。新型吸附劑脫除煙氣中氣態(tài)汞的試驗(yàn)研究[J]。 Technology， 2001， 35(18)： 37013706[19] Pavlish J H，Holmes M J，Benson S A，et al. Application of sorbents for mercury control for utilities burning lignite coal [J]. Fule Processing Technology，2004，85 (67)：563576[20] AKERSDJ，RALEIGHCE. The mechanisms footrace element removal during coal clean in［J］.Coal Preparation，1998，1（93 4）：257 269.[21] 劉志清，愛春。其中MnO2可以和Hg0發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成 Hg2MnO2，反應(yīng)方程式如下2Hg0（g）+ MnO2 → Hg2MnO2 反應(yīng)中錳離子從高價(jià)被還原成低價(jià)，Hg0則被氧化成 Hg+。圖 Atp樣品的吸附/脫附等溫線 根據(jù)IUPAC對(duì)吸附等溫線的分類，Atp樣品的吸附等溫線均屬于第V類型，其吸附量較大，從而使得其比表面積也較大。(b)中，在KMnO4與Atp比例為1:20時(shí)，也是在140℃效果較好。其原因在與當(dāng)KMnO4含量較低時(shí)，負(fù)載量不足，造成其吸附效率不高，隨著其含量的增加，KMnO4負(fù)載量逐漸增加，其活性中心的數(shù)量也增加，促進(jìn)Hg0氧化的量增大，因此脫汞效率也增大。 實(shí)驗(yàn)中研究了兩種方法改性，第一種用KMnO4改性，第二種用KMnO4，NH4Br改性。 （2）打開恒溫水浴鍋，并調(diào)整器溫度溫度以保證汞滲透管所產(chǎn)生汞蒸氣濃度，然后將載氣（N2）打開，并通過流量計(jì)調(diào)整實(shí)驗(yàn)所需流量（總氣流量約 1L/min）。接下來的操作與（1）一樣，過篩出60~100目的顆粒保存。加入攪拌子，在磁力攪拌器上攪拌，溫度設(shè)置在40℃左右，攪拌約2~3小時(shí)，直至溶液呈糊狀，結(jié)束攪拌。同時(shí)通過儀器進(jìn)行表征檢測(cè)，結(jié)合表征數(shù)據(jù)簡要分析機(jī)理。懸浮液遇電介質(zhì)不絮凝沉淀。通道中充填沸石水和結(jié)晶水。 酸和鹽溶液改性法 酸或鹽溶液改性是目前應(yīng)用較為廣泛的一種化學(xué)改性方法，孫秀云等[43]對(duì)凹凸棒石進(jìn)行了硫酸和NaCl鹽溶液的改性之后發(fā)現(xiàn)，酸改性之后，凹凸棒石的比表面積增大，且其對(duì)水中有機(jī)污染物的吸附不僅是表面吸附，還伴隨著離子交換和化學(xué)吸附；而鹽改性之后，在其硅氧四面體上Na+、Mg2+充當(dāng)了負(fù)電荷作用，這些價(jià)位較低且半徑較大的離子由于與結(jié)構(gòu)單元層之間作用力較弱而使得層間陽離子具有可交換性。礦石經(jīng)熱活化之后可除去其中所含的一些有機(jī)雜質(zhì)和層間水，疏通孔道。加入酸性氣體會(huì)提高絲光沸石對(duì)汞的吸附速率，而在無酸性氣體時(shí)絲光沸石表現(xiàn)出氧化單質(zhì)汞的能力。如Physical Sciences ，且不受吸附溫度(130~200176。1/2H2O）對(duì)Hg0的吸附作用大大增強(qiáng)。2H2O）研究汞的脫除，發(fā)現(xiàn)鈣基類物質(zhì)的脫除效率與燃煤或廢棄物燃燒的煙氣中汞存在的化學(xué)形態(tài)有很大關(guān)系。發(fā)現(xiàn)飛灰顆粒粒徑越小，比表面積越大，其吸附量趨于增加，飛灰含碳量與汞含量呈正相關(guān)關(guān)系，亞微米級(jí)顆粒物對(duì)汞的吸附與比表面積的利用率有關(guān)，在靜電除塵過程中飛灰的空隙結(jié)構(gòu)在不斷地變化和發(fā)展，孔分布越寬，微孔越發(fā)達(dá)越有利于汞的吸附。晏乃強(qiáng)等[21]利用溴對(duì)活性炭進(jìn)行處理，研究載溴活性炭對(duì)氣體中的Hg0的去除行為。 活性炭(AC)吸附劑具有較高的汞吸附效率 ，是目前研究最為廣泛的脫汞吸附劑. 活性炭對(duì)汞的吸附是一個(gè)多元化的過程，與吸附劑本身的物理性質(zhì)、溫度、煙氣成分、停留時(shí)間和C/Hg比例等因素有關(guān)[18]。近幾年，各國學(xué)者對(duì)汞的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)開展了許多研究[15]，提出了一系列均相氧化反應(yīng)機(jī)理，并利用過渡態(tài)理論估算了相應(yīng)的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)，用量子化學(xué)從頭計(jì)算MP2方法給出了Hg/O基元反應(yīng)，但還缺少其它眾多氣體成分與汞之間的反應(yīng)模型。對(duì)于燃煤電站，主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：(1)煤中汞含量；（2）顆?？刂蒲b置的設(shè)計(jì)與使用（3）煙氣處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和使用。劉迎暉等[7]通過燃煤熱力分析發(fā)現(xiàn)：（1）當(dāng)燃煤煙氣溫度降低時(shí)，在爐膛內(nèi)汞會(huì)產(chǎn)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)如下：Hg (g)+1/2O2(g)→HgO(g)但溫度較低時(shí)，其反應(yīng)速率可能比較慢；（2）若煙氣中不含有氯元素情況下，煙氣中的氧化汞會(huì)隨著溫度進(jìn)一步的降低而反應(yīng)生成硫酸汞：HgO(g) + SO2(g) + 1/2O2 → HgSO4(s)此反應(yīng)的為汞在較低溫度段的反應(yīng)；（3）煙氣中存在氯元素時(shí)，氯化汞則為煙氣中汞的主要存在方式，而其生成的反應(yīng)途徑主要為以下幾種方式：Hg (g)+2HCl(g) →HgCl2(g)+H2(g)HgO(g)+2HCl(g) →HgCl2(g)+H2O(g)4Hg(g)+4HCl(g) +O2(g) → 2Hg2Cl2(g)+2H2O(g)Hg(g)+Cl2(g) →Hg2Cl(g)2Hg(g)+Cl2(g) →HgCl(g)HgCl2(g) →Hg(g)+HgCl2(g)Hall 等通過研究汞在燃煤燃燒時(shí)的化學(xué)反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)元素態(tài)的汞可以與煙氣中的OHCl、Cl2等快速發(fā)生反應(yīng)而生成 HgO和HgCl2；Hg0與 NO2也會(huì)發(fā)生反應(yīng)，但是反應(yīng)速率緩慢；未發(fā)現(xiàn) Hg0與NHSO2和 H2S 三種氣體發(fā)生反應(yīng)。 在燃煤過程中，煤中汞在高溫條件下以單質(zhì)汞（Hg0）蒸氣的形式存在于煙氣中。以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)模式在相當(dāng)長一段時(shí)期內(nèi)無法改變，導(dǎo)致由于煤炭燃燒所產(chǎn)生的汞污染問題也將日益嚴(yán)重。 煤作為一次性能源的主要利用方式是燃燒，其燃燒產(chǎn)物會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞。凹凸棒石與KMnO4比例在1:20，吸附劑溫度在140℃表現(xiàn)出最佳的脫汞效率，經(jīng)KMnO4改性的凹凸棒石加入溴化銨后，脫汞效率沒有明顯上升，表明溴化銨對(duì)改性凹凸棒石的脫汞效率沒有促進(jìn)作用。傳統(tǒng)的活性炭吸附劑價(jià)格昂貴，不能再生利用，無法達(dá)到理想的工業(yè)脫汞效果。本文用廉價(jià)的天然礦物作為活性炭的替代品，主要研究凹凸棒石及其改性凹凸棒石對(duì)燃煤煙氣中汞脫除的影響。關(guān)鍵詞 燃煤煙氣； 汞控制； 凹凸棒石；KMnO4AbstractCoal is still and will be the mainly energy source in a long time for China. Huge amount of coal consumption will result in serious environmental problem， this cause more and more people39。煤燃燒過程中生成的污染物除SONOx和CO2以外，還有各種形態(tài)的汞。因此近年來對(duì)于我國汞污染現(xiàn)狀的調(diào)查研究工作受到重視。Hall等[6]指出，燃煤煙氣中氣相汞濃度較低。除了HCl、Cl2和 SO2，與汞可能發(fā)生反應(yīng)的還包括 O2和 NO2。煙氣中生成氧化態(tài)汞的數(shù)量與煤種有一定關(guān)系。Galbreath等人[16]研究了煤中其它元素對(duì)煙氣中汞存在形態(tài)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)煤中的氯會(huì)與汞反應(yīng)生成易于脫除的HgCl2，硫的存在會(huì)提高煙氣中元素態(tài)Hg0的含量，鐵會(huì)對(duì)元素態(tài)Hg0的氧化產(chǎn)生催化作用從而提高煙氣中氧化態(tài)Hg2+的含量，鈣在燃煤過程中會(huì)與氯元素發(fā)生反應(yīng)抑制元素態(tài)Hg0的氧化，使煙氣中氧化態(tài)Hg2+的含量降低。由于活性炭的非選擇性吸附特性，煙氣中的其他成分易于搶占活性中心，大大降低了活性炭的利用率。結(jié)果表明，載溴可使活性炭對(duì)單質(zhì)汞的吸附量顯著增加，并加快對(duì)單質(zhì)汞的吸附速率。煙氣成分對(duì)燃煤飛灰汞吸附的影響也被報(bào)道[24]發(fā)現(xiàn)飛灰對(duì)Hg0的吸附受到HCl、SONO等氣體成分和含量的影響，上述氣體的存在可以提高飛灰對(duì)汞的吸附容量。研究結(jié)果表明，鈣基類物質(zhì)如Ca（OH）2對(duì)HgCl2的吸附效率可達(dá)到85%，CaO同樣也可以很好地吸附HgCl2，但對(duì)于單質(zhì)汞的吸附效率卻很低。與活性炭及金屬等材料相比，天然礦物材料價(jià)格低廉、來源廣泛且不污染環(huán)境，并且在脫汞的同時(shí)并不會(huì)影響到電廠飛灰的商業(yè)價(jià)值，是一種很有潛力的汞吸附劑材料。C)的影響[30]。Lee等[35]利用納米蒙脫石(MK10)作為材料合成了一系列的硫改性吸附劑，研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)不同方法滲硫后的MK10表現(xiàn)出截然不同的脫汞能力，其中一種硫化鈉改性MK10吸附劑在70176。李光輝等[38]研究高嶺土發(fā)現(xiàn)，在溫度較低時(shí)（450℃左右）熱活化主要是脫除吸附水、層間水和一些有機(jī)雜質(zhì)。同時(shí)由于層間溶劑作用，使其具有較大的內(nèi)表面積，因而使得改性之后的凹凸棒石具有很強(qiáng)的吸附性。 凹凸棒石其理想的化學(xué)分子式為：Mg5Si8O20(OH)2(OH2)4凹凸棒石莫氏硬度23，加熱到700～800℃，硬度5。在實(shí)驗(yàn)中采用的主要改性試劑為KMnO4，NH4Br。把燒杯放入烘箱內(nèi)烘干，干燥溫度設(shè)置在100℃。 實(shí)驗(yàn)裝置介紹及操作步驟 如圖3所示，在本實(shí)驗(yàn)過程中，利用QM201型原子熒光測(cè)汞儀(蘇州市青安儀器有限公司)來檢測(cè)溶液中汞的含量。 （3）調(diào)節(jié)閥門，打開不通吸附劑的管路，關(guān)閉吸附劑管路，打開氬氣，取樣分析不通吸附劑的載氣中的汞濃度，直到穩(wěn)定。第一種按照KMnO4與凹凸棒石1：20比例改性，第二種按照KMnO4，NH4Br，Atp比例為1:1:20改性，可以看出，加入KMnO4改性后，改性的凹凸棒石脫汞效率有大幅度上升，可達(dá)到72%左右。隨著KMnO4含量進(jìn)一步增加，Atp的負(fù)載量增加，對(duì)于表面活性中心增加不利，因?yàn)槠錅p少了其比表面積，因此理論上是存在最佳負(fù)載量即比較適宜的KMnO4濃度來改性，實(shí)驗(yàn)表明在1:20比例時(shí)最佳。(a) 不同溫度下的KMnO4改性Atp（1:10）脫汞曲線 (b) 不同溫度下改性Atp（1:20）脫汞曲線 因此，適度的提高吸附溫度有利于天然礦物吸附劑對(duì)HgO的脫除，而這一現(xiàn)象符合化學(xué)吸附的規(guī)律。表現(xiàn)出一個(gè)較窄滯后環(huán)，說明吸附質(zhì)在吸附劑孔內(nèi)發(fā)生了毛細(xì)管凝聚。在有O2存在的條件下，Hg+可以進(jìn)一步被氧化成 Hg2+，從而提高了Atp對(duì)總汞的捕獲效率。生物質(zhì)能開發(fā)利用對(duì)策[J].節(jié)能，2010，2:19~21. (1): 224～226.[22] 王娟，文華。中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2007(02).[38] 李光輝，艾玲鳳，姜濤，等. 熱活化過程中高嶺石中鋁的結(jié)構(gòu)變化及酸溶特性[J].硅酸鹽學(xué)報(bào). 2008(09).[39] 孫德文，李彥鋒，張博，[J].。作為他們的孩子，我秉承了他們樸實(shí)、堅(jiān)韌的性格，也因此我有足夠的信心和能力戰(zhàn)勝前進(jìn)路上的艱難險(xiǎn)阻；也因?yàn)樗麄兊娜找剐羷?，我才有機(jī)會(huì)如愿完成自己的大學(xué)學(xué)業(yè)，進(jìn)而取得進(jìn)一步發(fā)展的機(jī)會(huì)。另外，我必須感謝我的父母。DOWDWJ， HARGISR A，