【正文】 效果的影響。隨著KMnO4含量進一步增加，Atp的負(fù)載量增加，對于表面活性中心增加不利，因為其減少了其比表面積，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，實驗表明在1:20比例時最佳。其中1:20，1:10相對于1:50比例脫汞效率較穩(wěn)定，其效率也比較高。 改性Atp脫汞效率曲線 改性試劑濃度對脫汞性能的影響不同濃度的KMnO4改性凹凸棒石會使得凹凸棒石的負(fù)載量不同，負(fù)載量通過改變活性中心的數(shù)量來影響吸附劑去除汞的效率，負(fù)載量越大活性中心的數(shù)量越多，但是當(dāng)吸附劑負(fù)載在凹凸棒石時，會減少其比表面積，對于吸附產(chǎn)生不利影響，因此理論上存在一個最佳負(fù)載量。加入KMnO4改性的凹凸棒石脫汞效率增加，原因是改性后，KMnO4附著在凹凸棒石上，經(jīng)烘干煅燒后產(chǎn)生MnO2，MnO2可將Hg0氧化Hg+，Hg+易于被吸附，進而提升其脫汞效率。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，可達到72%左右。3 實驗數(shù)據(jù)與分析。一般來講，汞穿透率越低說明其吸附效果越好，吸附時間越長說明其飽和性也就越好，持久性也就越好。 判斷一種吸附劑脫汞性能的好壞主要是從以下三個方面，即汞穿透率（含穿透時間）、脫汞效率和單位吸附劑的汞容積量。 （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。If=kC 光電原理圖 實驗方法： 1：N2瓶，2：玻璃轉(zhuǎn)子流量計1，3：玻璃轉(zhuǎn)子流量計2，4：U型管1，5：數(shù)控恒溫水槽，6：汞滲透管，7：緩沖瓶，8：油浴，9：U型管2，10：吸附劑，11：測汞儀，12：尾氣吸收瓶，13~16：三通閥1~4圖 試驗裝置圖 具體的操作步驟如下： （1）根據(jù)實驗裝置圖，將各裝置依次連接起來，檢查各個接口—石英管與聚四氟乙烯管、三通閥，尤其是裝有汞滲透管的石英管（汞泄露會帶來很嚴(yán)重危害）的氣密性。氣流進入儀器的熒光箱，在低壓汞燈（GP2Hg），此熒光經(jīng)聚光鏡會聚在光電倍増管的光陰極上而被轉(zhuǎn)換為電信號，該信號經(jīng)放大后顯示測量結(jié)果。 QM201型原子熒光測汞儀 在常溫下，汞原子會被純金吸附形成金汞劑；而在高溫下，汞原子重新被釋放，并形成汞蒸氣。 實驗裝置介紹及操作步驟 如圖3所示，在本實驗過程中，利用QM201型原子熒光測汞儀(蘇州市青安儀器有限公司)來檢測溶液中汞的含量。（4）KMnO4 ，NH4Br改性凹凸棒石(1:1:20)改性方法為：用分析天平稱取原料吸附劑凹凸棒石（160目以上）10g于50ml的燒杯中， KMnO4加入燒杯， NH4Br于攪拌混合均勻。（3）KMnO4改性凹凸棒石（1:50） 改性方法為：用分析天平稱取原料吸附劑凹凸棒石（160目以上）10g于50ml的燒杯中，攪拌混合均勻。 （2）KMnO4改性凹凸棒石（1:20）改性方法為：用分析天平稱取原料吸附劑凹凸棒石（160目以上）10g于50ml的燒杯中， KMnO4加入燒杯，攪拌混合均勻。把燒杯放入烘箱內(nèi)烘干，干燥溫度設(shè)置在100℃。（1）KMnO4改性凹凸棒石（比例1:10） 改性方法為：用分析天平稱取原料吸附劑凹凸棒石（160目以上）10g于50ml燒杯中，然后準(zhǔn)確稱取1g KMnO4加入燒杯中，攪拌混合均勻。說明了凹凸棒石的一系列的改性方法，對實驗中用到的實驗裝置QM201型原子熒光測汞儀做了介紹，包括其原理，操作步驟等，同時也對實驗中脫汞效率的表示方法做了介紹。其次，研究采用不同量的KMnO4去改性凹凸棒石，通過實驗，測試改性劑濃度對吸附劑脫汞效率影響，對不同的脫汞效率結(jié)合表征數(shù)據(jù)進行分析；最后，研究不同吸附劑溫度下的脫汞效率，選擇出比較適宜的溫度，結(jié)合相關(guān)文獻進行分析。在實驗中采用的主要改性試劑為KMnO4，NH4Br。論文旨在研究將天然礦石材料凹凸棒石進行一系列的化學(xué)改性，以增強它的化學(xué)吸附能力，在不同的條件下檢測其脫汞性能，探討脫汞效率最佳的條件。 論文研究目的及意義在當(dāng)前，還沒有一項成熟、可應(yīng)用的脫汞技術(shù)，最接近應(yīng)用的技術(shù)是煙氣中噴入活性炭顆粒脫汞，但該技術(shù)費用過高，成本太大。由于凹凸棒石獨特的晶體結(jié)構(gòu)，使之具有許多特殊的物化及工藝性能。凹凸棒石莫氏硬度23，加熱到700～800℃，硬度5。濕時具粘性和可塑性，干燥后收縮小，不大顯裂紋，水浸泡崩散。通常呈土狀、致密塊狀產(chǎn)于沉積巖和風(fēng)化殼中，顏色呈白色，灰白色，青灰色，灰綠色或弱絲絹光澤。凹凸棒石具有獨特的分散、耐高溫、抗鹽堿等良好的膠體性質(zhì)和較高的吸附脫色能力。 凹凸棒石其理想的化學(xué)分子式為：Mg5Si8O20(OH)2(OH2)4在四面體條帶間形成與鏈平行的通道，*176。其結(jié)構(gòu)屬2：1型粘土礦物。在本文中，主要利用了KI、KBr 兩種鹽溶液以及硫酸對高嶺土、沸石、膨潤土進行了相關(guān)的改性實驗，并利用其進行了模擬煙氣下的脫汞實驗。同時由于層間溶劑作用，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的吸附性。黃琳[42] 利用微波改性膨潤土對廢水中的Pb進行了吸附實驗發(fā)現(xiàn)，經(jīng)微波改性后其去除率比鈉化土的去除率有較大增加，有機微波土的去除效率最高，其對鉛的吸附能力比原樣提高了近30%。在電磁波的波譜中，波長介于1mm到lm之間（頻率300300000MHz）的電磁波我們稱之為微波，它是位于紅外與無線電波之間，是一種電磁能，利用微波可改變物質(zhì)中離子遷移和偶極子轉(zhuǎn)動，但是它不能改變分子結(jié)構(gòu)，是非離子化的輻射能。孫德文等[39]在文獻中指出，在升溫活化過程中高嶺土化學(xué)成分與晶體結(jié)構(gòu)變化因不同溫度階段而不同，在200℃以前主要是表面吸附水的脫出；200~400℃溫度段是插層水的脫嵌不僅有結(jié)構(gòu)水的脫出還有高嶺土的相變，生成偏高嶺石；540℃以后完全是高嶺土的相變。李光輝等[38]研究高嶺土發(fā)現(xiàn)，在溫度較低時（450℃左右）熱活化主要是脫除吸附水、層間水和一些有機雜質(zhì)。熱活化法是硅酸鹽類礦石改性中應(yīng)用較為普遍、比較基礎(chǔ)的一種方法?？梢婋m然硅酸鹽礦物類吸附劑表現(xiàn)出了一定的脫汞能力，但與活性炭吸附劑相比，硅酸鹽礦物吸附劑的脫汞研究還處在起歩階段，其對汞的吸附特性及相關(guān)的脫汞機理都不明確，相關(guān)的吸附劑研發(fā)也很薄弱，有大量的問題有待解決。C時其脫汞效果則可忽略不計。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。C下活化2h，實驗過程中選用AC和煤焦作對比實驗，考慮了溫度、吸附劑用量、Hg入口濃度和酸性氣體(NO和S02)影響，結(jié)果表明三種吸附劑具有類似的汞吸附率，其范圍在3000~3900 ng/h，增加進口汞濃度會提高三種吸附劑的吸附速率，對絲光沸石最明顯。C時硫改性海泡石對汞的吸附容量達603mg/g。Kwon等[32]的研究也表明酸化和滲硫都能夠提高膨潤土的脫汞能力，但是效果有限。C)的影響[30]。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(yīng)用于煙氣脫汞的研究則較少。C加熱后吸附劑可以釋放出汞而重復(fù)使用。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(jié)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。與活性炭及金屬等材料相比，天然礦物材料價格低廉、來源廣泛且不污染環(huán)境，并且在脫汞的同時并不會影響到電廠飛灰的商業(yè)價值，是一種很有潛力的汞吸附劑材料。2H2O，CaSO4文獻［26］采用第2種方法嘗試改善石灰（CaO）和硅酸鹽物質(zhì)（CaSiO3）的吸附性能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)改性后吸附效率有所增加。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(jié)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。研究結(jié)果表明，鈣基類物質(zhì)如Ca（OH）2對HgCl2的吸附效率可達到85%，CaO同樣也可以很好地吸附HgCl2，但對于單質(zhì)汞的吸附效率卻很低。 鈣基吸附劑美國EPA采用鈣基類物質(zhì)（CaO，Ca（OH）2，CaCO3，CaSO4但是炭含量過高（大于1%）會限制飛灰作為混凝土添加劑的商業(yè)應(yīng)用，這一點不利于飛灰再注入技術(shù)的發(fā)展。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(guān)系[25]。煙氣成分對燃煤飛灰汞吸附的影響也被報道[24]發(fā)現(xiàn)飛灰對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汞的吸附容量。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。將飛灰重新注入煙氣中可進一步捕集汞。 由煤粉爐產(chǎn)生的飛灰炭具有細(xì)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。結(jié)果表明，載溴可使活性炭對單質(zhì)汞的吸附量顯著增加，并加快對單質(zhì)汞的吸附速率。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(xué)吸附。周勁松等[20]用活性MnO2浸漬、FeCl3浸漬和不同溫度下滲硫等方法對活性炭進行改性預(yù)處理。Radisav等人研究發(fā)現(xiàn)，顆?；钚蕴拷?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%。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。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(xì)會引起較大的壓降，下面介紹了幾種常用的吸附劑。本文重點介紹吸附劑吸附的方法。 煙氣脫汞技術(shù)研究進展汞排放控制技術(shù)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。Galbreath等人[16]研究了煤中其它元素對煙氣中汞存在形態(tài)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)煤中的氯會與汞反應(yīng)生成易于脫除的HgCl2，硫的存在會提高煙氣中元素態(tài)Hg0的含量，鐵會對元素態(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。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(guān)，溫度在750℃以上時，煙氣中的汞以元素態(tài)Hg0存在，當(dāng)溫度降低到450℃以下時，煙氣中元素態(tài)Hg0應(yīng)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(yīng)動力學(xué)的限制，實際煙氣中會存在一定比例的元素態(tài)Hg0。其中氧化態(tài)Hg2+可溶于水，大部分可以在煙氣濕法