高比表面積生物質(zhì)焦的制備及吸附單質(zhì)汞特性研究.pdf

1、燃煤電站汞排放是主要的人為汞排放來(lái)源，其減排技術(shù)是繼SO2和NO控制排放后的又一研究熱點(diǎn)。活性炭噴射技術(shù)是當(dāng)前較為成熟的脫汞技術(shù)，但因?yàn)槠涿摴实停絼┯昧看?，成本較高，因此，研究和開(kāi)發(fā)脫汞效率高，成本低的脫汞吸附劑是該技術(shù)能夠?qū)嶋H應(yīng)用的關(guān)鍵點(diǎn)。生物質(zhì)資源來(lái)源廣泛，成本低廉，其所含的主要成分為碳，是一種具有較大潛力的脫汞吸附劑原材料。
　　選用核桃殼、麥稈、玉米稈和玉米芯四種生物質(zhì)為原料，利用生物質(zhì)熱解活化試驗(yàn)臺(tái)，分別制備了生

2、物質(zhì)熱解焦、KOH活化焦、鹵素浸漬改性焦。通過(guò)固定床單質(zhì)汞吸附試驗(yàn)臺(tái)以及比表面積分析儀、掃描電鏡（SEM）、傅里葉紅外光譜分析儀（FTIR）、X射線衍射分析儀（XRD）等手段來(lái)研究所制備生物質(zhì)焦的孔隙結(jié)構(gòu)、內(nèi)部官能團(tuán)以及單質(zhì)汞吸附特性等內(nèi)容。
　　通過(guò)分析表征數(shù)據(jù)可以得出：（1）生物質(zhì)熱解焦比表面積較小，活化后焦樣的比表面積大幅提升，且隨著活化溫度、活化時(shí)間、堿炭比的增大，活化焦的比表面積先增大后減小，最佳的制備條件為活化溫度80

3、0℃，活化時(shí)間60min，堿炭比3:1。鹵素改性后會(huì)使活化焦的比表面積減小。（2）SEM結(jié)果顯示：活化后生物質(zhì)焦的表面更為平整，鹵素浸漬改性并沒(méi)有破壞其表面結(jié)構(gòu)。（3）生物質(zhì)焦中含有來(lái)自羧基和酚羥基的O-H官能團(tuán)、C=C官能團(tuán)，以及來(lái)自內(nèi)酯基的C-O-C官能團(tuán)，同時(shí)還可能存在 C-N官能團(tuán)。鹵素改性后的活化焦官能團(tuán)的含量有所增加。（4）XRD結(jié)果顯示，活化后，生物質(zhì)焦中的無(wú)規(guī)則石墨微晶逐步規(guī)則化，并有部分轉(zhuǎn)為氧化石墨。而鹵素改性后活化焦

4、樣內(nèi)部結(jié)構(gòu)被重新打破，降低石墨化程度。
　　固定床脫汞實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：（1）隨吸附溫度和入口汞濃度的升高，活化焦的脫汞效率逐漸減小。（2）生物質(zhì)熱解焦脫汞吸附容量較小，最大僅為5.42μg/g。KOH活化后活化焦脫汞效果明顯改善，以最佳制備條件制備的生物質(zhì)活化焦一小時(shí)的汞吸附容量最大達(dá)109.34μg/g，脫汞容量大小依次為麥稈活化焦〉玉米稈活化焦〉核桃殼活化焦〉玉米芯活化焦。生物質(zhì)中所含灰分中的一些金屬元素以及殘留的鉀可能會(huì)對(duì)脫汞