银改性壳聚糖/膨润土吸附剂表征及气态汞脱除特性

应用 VM3000在线测汞仪为检测手段,在固定床实验台架上以银(Ag)改性壳聚糖(chitosan,CTS)/膨润土(bentonite,B)为吸附剂开展了单质汞(Hg0)的脱除研究。采用 N2吸附/脱附、傅里叶变换红外(Fourier transform infra-red spectroscopy,FTIR)和X-射线衍射(X-ray diffraction, XRD)等方法对吸附剂进行结构表征。研究发现,改性后活性银成功负载在吸附剂上,致使壳聚糖及其负载膨润土吸附剂的比表面积发生不同程度的减小;FTIR分析表明CTS和Ag进入膨润土的层状结构,并与膨润土的羟基官能团和Si-O-Si伸缩振动峰发生反应;负载Ag后,吸附剂在2θ=38°处出现了银的特征衍射峰。由于集合了壳聚糖和膨润土两者的优点,壳聚糖的添加可以提高银改性膨润土的脱汞效率。脱汞实验表明 SO2和 HCl 对吸附剂的脱汞效率影响不大,而 NO 和H2O可较大地促进吸附剂的脱汞能力。     

改性钙基吸附剂的汞吸附特性实验研究

利用汞渗透管产生的气态单质汞和其他烟气主要气体成分模拟烟气条件,在固定床实验台上进行了以消石灰、飞灰和由两者混合物改性的3种物质作为吸附剂吸附单质汞的实验研究。实验结果表明,Ca(OH)2吸附Hg0效果较差,SO2的存在对Ca(OH)2吸附Hg0有促进作用;经改性的普通高活性钙基吸附剂对Hg0吸附效果比消石灰稍强,SO2的存在促进了普通高活性钙基吸附剂对Hg0的吸附;有添加剂的高活性钙基吸附剂对Hg0的吸附效率比普通高活性钙基吸附剂增加约30%,当有SO2存在时,有添加剂的高活性钙基吸附剂对Hg0的吸附效率略低,而穿透时间延长。利用改性钙基吸附剂可以实现烟气中SO2和Hg0以相对较低的成本同时脱除。     

低温等离子改性复合钙基吸附剂烟气脱汞脱硫实验研究

为提高复合钙基吸附剂对Hg和SO_2的脱除效率,提出通过低温等离子技术改性复合钙基吸附剂,借助N2吸附和傅里叶红外光谱技术对吸附剂进行表征,分析低温等离子改性对复合钙基吸附剂表面理化特性的影响。在固定床吸附实验台上进行脱汞脱硫实验,探究了AC与Ca O质量比、水合条件对汞吸附效果的影响;在优化的实验条件下,探究了低温等离子改性时间和改性功率对复合钙基吸附剂脱汞脱硫的影响规律。实验结果表明:最佳实验条件下制备的复合钙基吸附剂具有良好的比表面积和孔隙结构,可以有效脱除烟气中的Hg和SO_2;低温等离子改性能够增加复合钙基吸附剂表面含氧官能团的数量,对吸附剂脱汞脱硫性能具有重要的影响,低温等离子改性复合钙基吸附剂可以明显提高吸附剂脱汞脱硫的效率;经40W低温等离子改性10 min后的单位质量复合钙基吸附剂对Hg和SO_2的吸附量相对于未改性的分别提高了33.10%和34.71%,低温等离子改性具有明显的优势,是一种具有较大发展潜力的污染物脱除方法。     

煅烧温度对MnOx-CoOy/TiO2吸附剂结构及脱汞活性的影响

以沉积?沉淀法制备的MnOx-CoOy/TiO2(MCT)为吸附剂,在固定床实验台架上研究了制备过程中煅烧温度(200-800℃)对MCT脱除单质汞(Hg0)的影响;采用N2吸附/脱附、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、H2-程序升温还原(TPR)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等手段表征了吸附剂的理化特征。研究表明,MCT吸附剂的脱汞效率与煅烧温度密切相关,400℃煅烧时,吸附剂的脱汞效率最高。吸附剂的煅烧过程包含吸附态水的蒸发、锰钴碳酸盐或氢氧化物的分解、MnOx和 CoOy的形成及MnOx、CoOy和TiO2晶相的转变。随着煅烧温度的增加, MCT 吸附剂的比表面积和总孔容积逐渐减小,平均孔径逐渐变大,且吸附剂发生团聚,颗粒尺寸增大;MnO2和Co3O4向Mn2O3和CoO的转变,吸附态氧含量的降低,致使吸附剂的脱汞活性下降。     

载银稻壳基吸附剂的制备与表征及其脱除Hg~0的实验研究

采用3种方式(直接煅烧,水煮和酸洗)制成稻壳基吸附剂载体,利用吸附相技术将纳米银负载到载体上,采用X外光谱和透射电镜等分析仪对吸附剂进行表征,在固定床装置上进行脱除Hg0实验。分析发现酸洗的稻壳基吸附剂具有高纯度无定形SiO2、高活性、高比表面、高OH的特征,是负载银的最佳载体;吸附相技术可以制得较小的单质银粒子(约8 nm),且银粒子均匀分散在载体表面。汞吸附实验表明,负载纳米银的吸附剂在150℃和模拟烟气条件下具有90%的吸附效率,具有实际应用前景,其吸附机制是纳米银颗粒与汞蒸汽发生汞齐反应。     

不同性能掺炭纤维脱除燃煤烟气中Hg0的试验研究

通过固定床实验系统的烟气脱除零价汞实验,研究了活性炭纤维协同滤袋用聚酰亚胺、芳纶1313、聚苯硫醚、玻璃纤维、芳砜纶以及聚四氟乙烯等常用纤维,对烟气中零价汞的脱除效果。研究了改性前不同性能掺炭纤维,以及用质量分数分别为5％、10％、15％的溴化钾、碘化钾溶液改性后的活性炭纤维（activatedcarbonfiber,ACF）和聚苯硫醚（polyphenylenesulfide,PPS）形成的掺炭纤维,对模拟燃煤烟气中零价汞（Hg0）的吸附性能。结果表明：在汞蒸气入口浓度为30μg／m^3,吸附温度为160℃时,不同性能掺炭纤维脱Hg0率在39％71％范围之间变化,区别较大。经过溴化钾和碘化钾改性后的ACF＋PPS掺炭纤维对Hg0的吸附效率分别能达到80％、90％以上,未改性ACF＋PPS掺炭纤维的吸附效率最高也只有70％左右;相同质量分数时,碘化钾溶液改性后的ACF＋PPS掺炭纤维对Hg0的吸附效果要优于溴化钾溶液改性后的ACF＋PPS掺炭纤维,并且碘化钾溶液浓度越大,改性后的ACF＋PPS掺炭纤维对Hg0的吸附效果越好,当用质量分数为15％的碘化钾溶液改性后的ACF＋PPS掺炭纤维吸附Hg0一定时间后,对Hg0的脱除率可以达到98％以上,因此,经过改性后的掺炭纤维能保持较高的烟气脱Hg0率。     

活性炭纤维脱除烟气中气态汞的试验研究

选用活性炭纤维样品ACF-1,分别进行了浓硝酸湿氧化、部分脱附和空气氧化处理,获得样品ACF-N、ACF-N-D和ACF-A。对ACFs样品进行了表面特性的表征,包括氮分子吸附(77.4K)和X射线光电子能谱分析。以ACFs为吸附剂分别在氮气气氛和模拟烟气组分2种条件下,进行了气态Hg0吸附实验。改性后的ACFs其吸附性能均得到不同程度提升。从ACF孔径分布、表面含氧官能团的种类及数量考察其与ACFs吸附活性之间的关系。由于C=O、COOH基团具有较强氧化性,可作为氧化吸附汞的活化中心;而ACF表面的微孔结构可能作为接收电子的电极参与到Hg0的氧化过程中。因此,微孔容积的增加,ACF表面C=O和COOH含量增加,都将有助于提高ACF的汞吸附能力。     

改性氢氧化钙吸附脱除模拟烟气中汞的试验研究

对氢氧化钙进行了2种改性,并在小型模拟燃煤烟气Hg吸附和形态转化试验台上研究其对模拟烟气中Hg的脱除效果。结果表明：Ca(OH)2对单质汞的吸附主要是物理吸附,低温有利于汞的吸附;SO2和HCl均可以促进Ca(OH)2对汞的吸附,HCl对汞的氧化能力强于SO2,促进作用更明显;KMnO4改性后的Ca(OH)2在基本气体中可以将大部分的Hg0氧化为Hg2+,在有SO2或HCl存在的条件下可以脱除烟气中50%以上的Hg,改性后的吸附以化学吸附为主;利用AgNO3改性后的Ca(OH)2对汞的吸附能力极大增强,脱除效率可达90%,主要原因是银汞齐反应的发生,该法可望实现吸附剂的再生和Hg的回收利用,具有实际应用的前景。     

烟气脱汞技术研究进展

烟气脱汞技术包括吸附剂法、化学氧化法和利用现有设备与技术控制汞排放法3种.吸附剂法是目前最成熟的一种烟气脱汞技术,常用的脱汞吸附剂有活性炭类吸附剂、飞灰、钙基吸附剂、矿物类吸附剂以及各种新型吸附剂;化学氧化法主要包括光催化氧化、金属及金属氧化物催化氧化和选择性催化还原法等,是利用氧化剂或催化剂将烟气中的Hg0氧化成Hg2+后,再进行脱除;利用现有的袋式除尘设备能除去烟气中的Hgp,静电除尘器不但能除去Hgp,还能有效氧化吸附Hg0;湿法脱硫技术可去除Hg2+.     

0.3MW(th)CFB锅炉烟道喷射生物质活性炭脱汞试验研究

活性炭喷射(activated carbon injection,ACI)是燃煤电厂烟气高效脱汞技术。采用1%NH_4Br溶液对稻壳活性炭浸渍改性,制备NH_4Br改性稻壳活性炭(Br-RHC)脱汞吸附剂。利用比表面积分析仪(Brunauer-Emmet-Teller,BET)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)等表征手段对吸附剂的理化性质进行了表征。在0.3MW(th)燃煤循环流化床锅炉中试装置上,进行了改性稻壳活性炭吸附剂烟气喷射脱汞试验研究。结果表明:吸附剂改性后的比表面积、微孔容积与总孔容积均有一定程度的增加;改性后吸附剂孔隙结构发达,石墨化程度较高,NH_4Br以非晶体形态担载在吸附剂表面。喷射脱汞效率随着喷射量的增大先增加后稳定,在碳汞比为16000时脱汞效率为79.44%。喷射脱汞效率随着喷射温度的升高而升高,由142℃的57.74%升高为200oC的79.48%。烟气中SO_2对喷射脱汞效率有抑制作用,NO对喷射脱汞效率有促进作用。汞排放浓度为0.35mg/m~3,污染物控制装置(air pollution control devices,APCDs)对烟气中Hg~0、Hg~(2+)与Hg~p的协同脱除率分别为98.83%、88.00%与100%。     

高分子化合物壳聚糖脱除燃煤烟气中汞的实验研究

在一维炉燃烧实验中采用安大略法和原子吸收光谱法分析测定了燃煤烟气中汞的形态分布和质量，发现烟气中单质汞占多数，与二价汞比为3:2。首次利用自制的壳聚糖类(Chitosan，简称CS)吸附剂对燃煤烟气中的汞进行吸附脱除，效果良好，在80℃吸附率达96.34%，同时对SOx和NOx有一定的脱除效果，并且能有效脱除单质汞，从而提出了干法脱除燃煤烟气重金属的新方法。     

碱性锌锰电池中微量汞的测定

采用分光光度法对电池中微量汞进行测定。在聚乙烯醇存在下,汞与硫氰酸盐和丁基罗丹明Ｂ形成多元离子缔合物,在 ５８０ｎｍ处有最大吸收波长,０～６μｇ／２５ｍｌ范围内服从比尔定律,表观摩尔吸光系数为 ７．０８×１０５ Ｌ／ｍｏｌ·ｃｍ。本方法具有操作简便,快速,选择性和重现性好的特点。测定中除铁（Ⅲ）,锌（Ⅱ）外,电池中存在的其它元素均不干扰测定。     

湿法烟气脱硫装置和静电除尘器联合脱除烟气中汞的试验研究

采用国际上通用的安大略方法(Ontario hydro method,OHM)对某燃煤电站静电除尘器(electrostatic precipitator,ESP)和湿法烟气脱硫装置(wet flue gas desulphurization,WFGD)前、后的烟气进行采样,应用美国环境总署(enviroment protection agency,EPA)标准方法测定了烟气中Hg0、Hg2+和HgP的浓度,应用全自动汞分析仪DMA80测定固体样品(煤、底灰、ESP飞灰、脱硫产物)中的汞浓度。由汞平衡得出各个环节中的汞所占的份额,分析了ESP和WFGD对烟气中汞的脱除性能。实验结果表明：此燃煤电站烟气中的汞主要以Hg0形态存在,所占份额均大于80%,Hg2+的份额小于20%,ESP可以有效脱除HgP且部分Hg0被氧化为Hg2+。WFGD装置对总汞的脱除率和Hg2+的吸附率均为零,研究发现烟气中大于50%的Hg2+经过WFGD装置后被还原为Hg0。电厂底渣和飞灰中汞的富集因子均小于1,脱硫产物中汞的富集因子均大于1,表明在此电厂中汞在底渣和飞灰中是耗尽的,在脱硫产物中是富集的。     

湿法烟气脱硫浆液中汞再释放特性研究

在湿法烟气脱硫系统中由于还原性物质如亚硫酸根离子的存在使得被捕集的Hg2+又以Hg0的形态排出,导致湿法烟气脱硫(wet flue gas desulfurization,WFGD)系统的脱汞效率降低。该文利用鼓泡反应器,研究了SO32-浓度、SO32-/HSO32-比值、浆液pH值、反应温度、Cl-浓度对湿法烟气脱硫浆液中Hg2+还原和Hg0再释放特性的影响。实验结果表明,Hg0再释放速率随着浆液中S(IV)浓度的降低、pH值降低、SO32-/HSO32-比值的增大、反应温度的升高而增大。通过提高浆液pH值、增加S(IV)浓度、降低SO32-/HSO32-比值、降低反应温度可以抑制或者减缓湿法烟气脱硫浆液中Hg0再释放,为WFGD同时控制煤燃烧过程中的汞奠定应用基础。     

燃煤烟气中脱汞吸附剂的性能实验研究

利用制备的壳聚糖吸附剂在一维煤粉炉进行烟气除汞实验,实验发现：壳聚糖类吸附剂可以有效脱除燃煤烟气中的汞,最高效率可达到96％;并利用红外光谱分析了其微观结构,揭示了壳聚糖类吸附剂吸附螯舍痕量重金属汞汞机理为4个游离氨基螯合1个汞或2个游离氨基和2个羟基协同螯合一个汞。其中氨基是主要反应活性基。     

改性活性焦脱除烟气中汞的实验研究

利用KClO3和KCl等5种改性剂对活性焦进行改性处理，并且对改性样品在固定床实验台架上进行了吸附脱汞实验研究，发现含Cl化合物改性样品极大地促进了脱汞能力，并对其化学吸附机理进行了深入的分析，表明C＝O官能团在吸附脱汞过程中起到非常重要的作用。随着吸附反应温度的升高，物理吸附降低而化学吸附上升，150 ℃时脱汞效率最高；水蒸气的存在使浸氯活性焦脱汞效率下降；随着改性剂中氯浓度的升高，脱汞效率升高；样品进行热处理后，随着热处理温度的升高脱汞效率下降。     

燃煤电站烟气中汞脱除与减排技术

对现有环保设施的脱汞效果进行评价,简介燃烧前脱汞处理方法、烟气脱汞方法和涉及脱汞的多污染物脱除技术。已有的测试数据表明,SCR系统可将烟气中的元素态汞氧化为氧化态汞,使下游设备的脱汞能力提高;静电除尘器和布袋除尘器均能捕集烟气中的颗粒态汞和氧化态汞,后者效果更好;飞灰中的碳含量对除尘器脱汞效率有很大影响,碳含量越高,除尘器脱汞效率越高;现有的湿法烟气脱硫系统能够捕集烟气中的氧化态汞,但也能将氧化态汞还原成元素态汞。采用燃煤中添加溴化物的方法可以有效提高烟气中氧化态汞的比率,因此可提升现有设施的脱汞效率;多污染物控制技术能够实现SO_x、NO_x和汞等多污染物的联合脱除,将具有广阔的发展前景。