模擬煙氣吸附劑噴射脫汞協(xié)同脫硫脫硝實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、燃煤電站排放的SO2、 NO和Hg所造成的污染已引起世界范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的煙氣凈化技術(shù)中脫硫、脫硝與脫汞往往是在多個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)中分別完成，因此，多種污染物聯(lián)合高效脫除技術(shù)的開(kāi)發(fā)具有實(shí)際意義?；钚蕴?活性焦具有良好的吸附性能，能夠有效脫除煙氣中的SO2、 NO和Hg。但其成本高，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。尋找價(jià)廉高效的吸附劑成為各國(guó)學(xué)者努力的方向?；谏镔|(zhì)與天然礦物資源化利用的目的，本文提出利用椰殼與凹凸棒代替活性炭/活性焦作為

2、脫汞協(xié)同脫硫脫硝的吸附劑。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、胚x用生物質(zhì)廢棄物椰殼為原料制備椰殼活性炭，并在不同溫度下對(duì)其進(jìn)行載硫改性，以提高其化學(xué)活性。采用N2吸附/脫附、熱重質(zhì)譜聯(lián)用(TG-MS)、X射線近邊吸收結(jié)構(gòu)（XANES）等方法對(duì)吸附劑進(jìn)行孔隙結(jié)構(gòu)、硫的存在形態(tài)和分布定性定量分析。在固定床反應(yīng)器上進(jìn)行汞吸附實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明，原始椰殼活性炭基本不具備汞吸附脫除能力，經(jīng)載硫改性后，汞脫除效率顯著提高，其中載硫溫度500℃下制備的

3、椰殼活性炭(CSAC-500S)表現(xiàn)出高效的汞吸附脫除能力。載硫椰殼活性炭汞吸附脫除能力由其孔隙結(jié)構(gòu)、硫含量與存在形態(tài)共同決定。硫含量隨著載硫溫度的提高而降低，孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)得到優(yōu)化。元素硫、噻吩與硫酸鹽為載硫椰殼活性炭中硫的主要存在形態(tài)，噻吩為有機(jī)硫的主要形態(tài)。三者均有利于汞吸附脫除，其中元素硫效果最優(yōu)，噻吩次之。載硫溫度的提高將會(huì)促進(jìn)元素硫向有機(jī)硫的轉(zhuǎn)換。元素硫在低溫下以長(zhǎng)鏈硫?yàn)橹?，高溫下易生成短鏈硫。其中長(zhǎng)鏈硫(S7-S8)對(duì)孔結(jié)構(gòu)

4、造成破壞，不利于汞吸附脫除;高活性短鏈硫(S2-S6)促進(jìn)汞化學(xué)吸附。
　?、七x用天然礦物質(zhì)凹凸棒為原料制備非碳基脫汞吸附劑，通過(guò)不同濃度KI溶液對(duì)其進(jìn)行浸漬改性，提高其表面化學(xué)活性。采用N2吸附/脫附、掃描電鏡/X射線能譜儀(SEM/EDS)以及X-射線衍射（XRD）對(duì)吸附劑進(jìn)行物理化學(xué)性質(zhì)表征。在固定床反應(yīng)器上進(jìn)行吸附劑汞吸附實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明，原始凹凸棒具有較高的比表面積，但微孔缺乏，不利于汞吸附脫除。改性前后凹凸棒孔徑均呈

5、現(xiàn)多峰分布，主要集中在2-10nm之間的中孔區(qū)域，改性劑多負(fù)載于中孔孔道造成孔容降低。但KI改性對(duì)凹凸棒的晶體結(jié)構(gòu)破壞較少。改性后，凹凸棒表面形成了有利于汞吸附的含碘官能團(tuán)，汞吸附脫除能力顯著提高。單質(zhì)碘通過(guò)搭載于凹凸棒表面的KI氧化而生成，較高的碘含量有利于凹凸棒吸附劑脫汞效率的提高。經(jīng)濃度為2.5％ KI溶液改性后的凹凸棒吸附劑(ATP-I-2.5)可達(dá)到平均96％的脫汞效率。
　　⑶鑒于CSAC-500S和ATP-I-2.5

6、在固定床中較高的汞吸附脫除性能，在模擬煙氣管道吸附劑噴射實(shí)驗(yàn)裝置中，考察了兩種吸附劑在模擬煙氣管道噴射條件下的流動(dòng)狀態(tài)吸附汞的性能，研究吸附劑噴射量、停留時(shí)間、煙氣成分等因素對(duì)吸附劑脫汞性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明，空氣氣氛下，CSAC-500S、ATP-I-2.5仍表現(xiàn)出良好的汞吸附脫除能力。停留時(shí)間的增加有利于脫汞效率的提高。在較短停留時(shí)間下汞吸附過(guò)程受動(dòng)力學(xué)限制，過(guò)多的吸附劑噴射量不會(huì)引起脫汞效率的進(jìn)一步增加。SO2的加入對(duì)CSAC-

7、500S吸附轉(zhuǎn)化汞具有促進(jìn)作用;但對(duì)ATP-I-2.5則體現(xiàn)出先促進(jìn)后抑制的作用，隨著SO2濃度升高抑制作用變強(qiáng)。NO對(duì)ATP-I-2.5脫汞效率影響不大，對(duì)CSAC-500S吸附轉(zhuǎn)化汞具有促進(jìn)作用。HCl顯著提高了兩種吸附劑的脫汞效率，同時(shí)也促進(jìn)煙氣中Hg0向Hg2+的均相氧化。
　　⑷通過(guò)模擬煙氣氣氛考察吸附劑聯(lián)合脫除SO2、NO和Hg的性能。結(jié)果表明，實(shí)際煙氣組分的加入有利于吸附劑脫汞效率的提高，吸附劑能夠有效脫除煙氣中Hg