改性活性炭對煙氣中氣態(tài)汞的吸附研究.pdf

1、汞是煤中的痕量元素之一，其隨著煤的燃燒釋放到大氣中。由于汞污染物具有較強(qiáng)的生理毒性和生物累積性，所以其污染控制受到了人們的普遍關(guān)注。我國作為以煤為主要能源結(jié)構(gòu)的國家，對燃煤電站汞的排放控制研究刻不容緩。 本研究以目前燃煤煙氣汞污染控制的主流吸附劑--活性炭為對象，從活性炭表面官能團(tuán)出發(fā)，采用高溫惰性氛圍加熱法去除活性炭表面所有酸性含氧官能團(tuán)，繼而通過化學(xué)浸漬法制備改性樣品。通過吸附實(shí)驗(yàn)，研究改性前后樣品的物理化學(xué)性質(zhì)對Hg0吸附

2、的影響，并建立了活性炭固定床吸附Hg0的簡單數(shù)學(xué)模型。研究的主要內(nèi)容和結(jié)果如下： (1)改性樣品的制備 通過惰性氛圍高溫?zé)崽幚砣コ钚蕴勘砻娴墓倌軋F(tuán)，在此基礎(chǔ)上采用化學(xué)浸漬法制備了不同負(fù)載量的酚羥基和羧基改性樣品。為了考察活性炭表面水分對氣態(tài)汞吸附的影響，對原材料(BPL)進(jìn)行加濕處理，得到表面含有不同水分的樣品。 (2)常溫活性炭固定床吸附Hg0實(shí)驗(yàn) 在常溫下考察活性炭的物理化學(xué)性質(zhì)對Hg0吸附的影響。

3、結(jié)果表明，在常溫下，活性炭對Hg0的吸附是物理和化學(xué)作用的結(jié)果。在吸附過程的最初階段，物理吸附比化學(xué)吸附更具競爭力?？讖綄g0吸附影響實(shí)驗(yàn)證實(shí)：相對于中孔來說，微孔更有利于Hg0的吸附。酚羥基和羧基改性樣品對Hg0吸附實(shí)驗(yàn)表明，酚羥基對Hg0的吸附不起促進(jìn)作用，而羧基有利于其對Hg0的吸附，且當(dāng)羧基負(fù)載量為28.89㎎/g時(shí)，活性炭的吸附性能達(dá)到最佳?；钚蕴勘砻娲嬖谶m量水分有利于Hg0的吸附。在本研究中，當(dāng)活性炭表面含水率為14.49

4、％時(shí)，樣品吸附性能達(dá)到最佳。 (3)高溫活性炭固定床吸附Hg0實(shí)驗(yàn) 在140℃下考察改性樣品對Hg0的吸附性能，在此基礎(chǔ)上，篩選出對Hg0有較好吸附效果的樣品，繼而考察溫度和進(jìn)口汞濃度等因素對其吸附性能的影響。結(jié)果表明，活性炭對Hg0的吸附過程既有物理作用也有化學(xué)作用，隨著吸附溫度的升高，物理作用減弱，而化學(xué)作用增強(qiáng)。酚羥基對Hg0的吸附起抑制作用，而羧基對Hg0的吸附起促進(jìn)作用，且當(dāng)羧基負(fù)載量為28.89㎎/g時(shí)，活性

5、炭的吸附性能達(dá)到最佳。隨著反應(yīng)溫度的升高，羧基改性樣品對Hg0的吸附量降低，而且反應(yīng)溫度越高，下降的幅度越大。在一定范圍內(nèi)，進(jìn)口汞濃度對羧基改性樣品吸附Hg0具有正效應(yīng)，但過大的進(jìn)口汞濃度，其負(fù)效應(yīng)遠(yuǎn)大于正效應(yīng)。對于BPL樣品，當(dāng)進(jìn)口汞濃度為48μg/m3時(shí)，其對Hg0的吸附能力達(dá)到最佳，而對于羧基負(fù)載量為28.89㎎/g樣品(BPL-s4)，當(dāng)進(jìn)口汞濃度為60μg/m3時(shí)，其對Hg0的吸附能力達(dá)到最佳。 (4)活性炭吸附Hg0