低溫等離子體改性吸附劑煙氣脫汞脫硫?qū)嶒?yàn)研究.pdf

1、燃煤電廠是粉塵、NOx、SO2和汞的主要人為污染源，我國(guó)作為世界上最大的燃煤生產(chǎn)與消費(fèi)國(guó)，由此引發(fā)的環(huán)境污染問(wèn)題已引起社會(huì)的高度關(guān)注。活性炭噴射脫汞技術(shù)(ACI)是目前最為成熟的脫汞技術(shù)，但成本高、再生效果差。開發(fā)高效、經(jīng)濟(jì)的脫汞協(xié)同多種污染物聯(lián)合脫除技術(shù)具有重要的研究意義。低溫等離子體技術(shù)是國(guó)際上公認(rèn)的具有較大市場(chǎng)潛力和良好應(yīng)用前景的煙氣污染物處理新技術(shù)，具有效率高、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。本文以燃煤煙氣脫汞協(xié)同脫硫?yàn)槟康模ㄟ^(guò)低

2、溫等離子改性技術(shù)強(qiáng)化吸附劑的脫汞脫硫效果，探究低溫等離子體改性對(duì)復(fù)合鈣基吸附劑脫汞協(xié)同脫硫性能的影響。
　　在固定床吸附實(shí)驗(yàn)裝置上探討了原始活性炭(AC)的脫汞性能，搭建了低溫等離子體改性實(shí)驗(yàn)裝置并對(duì)活性炭進(jìn)行等離子體改性，探究等離子體改性條件對(duì)脫汞性能的影響，利用BET、SEM-EDS等表征手段探究其實(shí)驗(yàn)機(jī)理。結(jié)果表明:AC表面活性位點(diǎn)的化學(xué)吸附是汞吸附的控制步，經(jīng)低溫等離子體處理后具有較好的脫汞性能，功率30W，改性10 mi

3、n條件下吸附劑的脫汞效率最佳，改性后單位質(zhì)量汞吸附量提高了約80％。在N2氣氛下對(duì)AC進(jìn)行等離子改性效果一般，在空氣和O2氣氛下改性，含氧官能團(tuán)明顯增多，脫汞效率提高。在HCl氣氛下等離子改性形成了C-Cl鍵，提高了AC的氧化能力。
　　為制備良好的脫汞脫硫吸附劑，通過(guò)AC與氧化鈣水合制備一種復(fù)合鈣基吸附劑，通過(guò)等離子改性強(qiáng)化吸附劑的脫汞脫硫性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:AC與氧化鈣水合后，氧化鈣粘附在AC表面，當(dāng)AC與氧化鈣質(zhì)量比為1、水

4、合時(shí)間為1h、水合溫度為70℃時(shí)制備的復(fù)合鈣基吸附劑脫汞效果最佳。復(fù)合鈣基吸附劑經(jīng)低溫等離子體改性，其表面產(chǎn)生了明顯的蝕刻作用，低溫等離子體放電產(chǎn)生的高能電子、自由基等與吸附劑表面發(fā)生撞擊，增加了復(fù)合鈣基吸附劑表面的含氧官能團(tuán)數(shù)量，40W條件下低溫等離子改性10min的復(fù)合鈣基吸附劑脫汞效率及單位質(zhì)量吸附劑對(duì)汞的吸附量相對(duì)于未改性吸附劑分別提高40.7％和34.7％。O2促進(jìn)復(fù)合鈣基吸附劑的脫硫效果，NO與SO2存在較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)吸附，經(jīng)過(guò)

5、低溫等離子改性后，復(fù)合鈣基吸附劑脫除污染物向著有利于脫除SO2的方向發(fā)展。
　　在氧氣濃度6％的氣氛下，700 ppm的SO2促進(jìn)了AC、復(fù)合鈣基吸附劑和氧化鈣對(duì)汞的吸附，低溫等離子改性復(fù)合鈣基吸附劑脫汞效率由67.2％提高到91.2％，原因在于等離子改性增加了復(fù)合鈣基吸附劑表面的含氧官能團(tuán)，增加了吸附劑吸附零價(jià)汞的活性位點(diǎn)，提高脫汞效率。吸附溫度在120℃時(shí)，SO2在低濃度下對(duì)脫汞的促進(jìn)效果相對(duì)較弱，在700ppm和1000 p

6、pm時(shí)，脫汞效率較長(zhǎng)時(shí)間維持在90％以上，SO2對(duì)復(fù)合鈣基吸附劑脫汞有明顯促進(jìn)作用。在相對(duì)較高的濃度下，SO2對(duì)改性復(fù)合鈣基吸附劑的脫汞有較大抑制作用，這主要受到吸附劑表面含氧官能團(tuán)及SO2與Hg0的競(jìng)爭(zhēng)吸附等綜合作用的影響。O2在復(fù)合鈣基吸附劑協(xié)同脫除Hg0與SO2的實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮著重要的作用，加入O2后吸附劑脫汞效率由23.7％增加至91.2％，脫硫效率也有所增加，主要由于O2增加了吸附劑表面的羰基和內(nèi)酯基等官能團(tuán)的數(shù)量，同時(shí)促進(jìn)吸附劑