天然气中汞的脱除技术

鉴于环保、设备安全以及人身健康的要求,有效脱除天然气中汞的应用技术日渐受到重视。简述了物理吸附、化学吸附、溶液吸收和低温分离等具有代表性的天然气脱汞的工艺进展。对活性炭汞吸附剂、负载金属吸附剂、卤化或载硫活性炭和其他类型汞吸附剂在天然气中汞脱除的应用进展进行了阐述。研究了入口天然气的温度和湿度对脱汞效果的影响,较低的温度和湿度有利于汞的脱除。     

固定床吸附脱汞工艺在克拉2第二天然气处理厂的应用

汞是地球上含量很大、分布极广的重金属元素,天然气中存在汞会对环境、设备和人员产生很大危害,因此,如何高效、经济的脱除天然气中的汞成为安全开发和利用含汞天然气的关键。本文介绍了克拉2第二天然气处理厂固定床吸附脱汞工艺及运行情况,分析了克拉2天然气处理厂吸附脱汞存在的问题,并介绍了相应的解决方法。克拉2第二天然气处理厂采用该方法能够取得较为理想的应用效果。     

分子筛在天然气处理领域中的应用研究进展

分子筛脱水工艺是广泛应用于国内外,技术较成熟的技术。对于高含硫天然气脱水也有很好的效果。天然气处理厂、液化天然气设施和注氮装置的介质中通常都含有不同程度的汞。采用可再生分子筛、不可再生的固定床吸附剂等脱汞技术,可有效脱除天然气中的汞。在煤层气的开发中,分子筛对于富集CH4,分离CH4/N2也有一定效果。     

天然气中汞的危害及脱汞方法探讨

汞属于地壳深源产物,是天然气中普遍存在的一种有害物质。据初步调查,各类气田天然气中大多都含有痕量金属元素及其化合物。天然气从地面开采出来后经过集输管道送至处理厂处理加工,这一过程中复杂的温度和压力条件,使得各个处理装置及其分离物中汞的含量不尽相同,这些分离物中的汞进入环境中,将对大气和环境产生污染。随着我国天然气行业的快速发展,国家对天然气工业的质量、安全、健康、环境(QSHE)要求也越来越高。主要讲述了含汞天然气的危害,天然气脱除汞的方法以及适应性探讨分析,为今后研究含汞天然气脱汞工艺方案选择、含汞气田的安全开发和利用提供一定的参考依据。     

天然气和烃油脱汞技术研究进展

综述了天然气和烃油中汞的含量、汞形态和汞的危害以及天然气和烃油中吸附脱汞方面的技术进展。此外,对一些吸附剂的优缺点、吸附机理和影响因素进行了对比分析,对相关的最新研究成果进行了综述。     

煤中汞的脱除技术研究进展

综述了煤炭在利用过程中汞的脱除技术,以及国内外在脱汞方面的研究现状,根据目前的一些技术现状,提出脱汞技术的研究和发展方向,加强脱汞技术的研究对社会发展、环境保护和人类健康有重要意义。     

褐煤活性焦烟气脱汞的实验研究

燃煤电厂汞污染越来越受到关注,目前具有应用前景的脱汞方法为吸附脱汞,因此研发高效低成本的脱汞吸附剂被广泛研究。在搭建的固定床吸附反应系统上对自制的褐煤活性焦脱汞性能进行了实验研究,研究了汞污染物的入口浓度,吸附剂的量、烟气成分及吸附剂的种类对吸附汞的影响。结果表明:活性焦吸附剂对烟气中的气态汞均有一定的吸附能力,其吸附效果随着入口汞浓度和吸附剂量的增加而增加;烟气中的SO2、NO气体对活性焦吸附汞有一定的促进作用。活性焦脱汞效率与载硫活性炭、脱汞专用活性炭相比还存在一定差距,但可通过改进活性焦的活化方式提高脱汞性能。     

煤基吸附剂脱除燃煤电厂烟气中汞的研究进展

燃煤电厂产生的烟气是汞排放的主要来源之一。概述了目前电厂烟气中汞污染情况和主要脱汞方法,介绍了煤基吸附剂在汞污染控制中的应用。煤基吸附剂应用于烟气脱汞时其吸附活性与多种因素有关,总结了烟气中SO2,CO2,CO,HCl等成分对活性炭吸附剂脱汞性能的影响,讨论了不同吸附温度和炭汞比例下活性炭的吸附效率,分析了不同改性方法对活性炭脱汞效率的影响机理。针对活性炭脱汞成本较高的问题,介绍了飞灰吸附剂的脱汞性能及吸附温度和入口汞含量对其的影响。此外,褐煤活性焦成本低廉,具有丰富的比表面积和孔径结构,化学活性高,吸附性能好,是一种很有前景的电厂烟气脱汞用吸附剂。     

煤基吸附剂脱除烟气中气态汞的研究现状

综述了现阶段煤基吸附剂脱除烟气中汞的基本情况,重点介绍了飞灰炭与改性活性炭的研究现状。飞灰炭脱汞效果要比活性炭差,较高的飞灰烧失率、大量的中孔结构、表面有大量的含氧官能团和无机成分(S、Cl)对飞灰炭吸附汞有利;改性活性炭主要由含Cl或S的物质进行改性,并且分别介绍了它们各自脱汞的特征。还分析了烟气中极性气体对脱汞的影响。     

燃煤电厂汞排放与控制技术研究进展

燃煤锅炉排放的汞已成为我国最大的人为汞排放污染源。汞具有神经剧毒性、大气迁移性和生物累积性等特征,对自然环境和人类健康构成严重危害,已在全球范围内引起广泛关注。目前我国燃煤电厂汞排放控制主要采用现有污染物控制装置(APCDs)的协同脱汞技术。随着我国燃煤电厂"近零排放"目标的实施,烟气汞排放浓度、灰渣和废水汞含量的排放限值将日趋严格。笔者首先概述了当前我国燃煤电厂汞污染物大气排放标准快速更新的现状,指出应对日趋严格的汞排放限值需要对燃煤锅炉系统进行深度脱汞。然后介绍了烟气汞浓度检测技术的发展,以应对大气汞排放浓度的监测和监管。第三,综述了燃煤脱汞技术,详述了APCDs协同脱汞、烟气喷射吸附剂脱汞技术的研究进展,指出了新型脱汞吸附剂的研发趋势。第四,论述了我国燃煤电厂正在实施的超低排放改造对汞减排的效果。最后,针对目前燃煤电厂脱汞技术存在的问题,提出前瞻性的脱汞研究课题,以期对燃煤电厂实现"汞零排放"和副产物中汞的稳定化提供科学参考。     

烟气脱汞过程中活性炭喷射量的影响因素

在模拟燃煤烟气流动反应试验台上,对喷射吸附脱汞过程中影响活性炭喷射量的汞浓度、停留时间、温度、除尘设备等因素进行了试验研究.结果表明获得相同脱汞效率,在较低烟气汞浓度下活性炭的喷射量较大.停留时间对活性炭喷射量的影响最大,在较长停留时间下活性炭能够进行充分的吸附,相应的活性炭喷射量较少;在较短停留时间下受动力学限制,过多的活性炭喷射量不会引起脱汞效率相应增加.随着温度升高,活性炭的喷射量也随之增加;通过化学改性能提高活性炭在较高烟气温度下的吸附能力,从而减少喷射量.布袋除尘设备的使用能在较大程度上降低活性炭的喷射量.     

天然气脱汞吸附剂的制备及其性能评价

天然气中含汞会对天然气的开发及使用带来危害，实验采用固定床吸附法脱除天然气中的汞。实验以Al₂O₃和活性炭复合颗粒为载体，通过浸渍法负载S、CuS和CuS _x 多组分活性物，制备了天然气脱汞吸附剂，考察了制备工艺条件的影响。采用X射线衍射检测（XRD）与扫描电镜（SEM）对活性物负载情况进行了表征。结果表明，在载体上成功负载了CuS和S，其中CuS质量分数为12.80%，总S质量分数为8.32%。以含汞空气模拟含汞天然气，考察了进气口汞含量、停留时间对脱汞吸附剂脱汞效果的影响。结果表明，脱汞剂处理汞含量为300μg/m³的天然气，停留时间为1s时，出口汞含量为24.99μg/m³，已达到工业天然气要求。当停留时间为2s、进气口汞含量达到600μg/m³时，经脱汞剂脱汞后，出口汞含量为18.92μg/m³，达到小于28μg/m³要求。脱汞吸附剂的汞容量达到6.36%。     

温度和氧含量对NH4Br改性稻壳焦汞氧化吸附特性的影响

采用10 g·L^-1 NH₄Br溶液对原始稻壳焦进行浸渍改性制备了脱汞吸附剂。利用比表面积及孔隙度分析仪、扫描电子显微镜/X射线能谱分析仪对改性前后稻壳焦吸附剂物理化学性质进行表征。在固定床汞吸附实验台上对吸附剂床层出口元素汞(Hg⁰)和二价汞(Hg²⁺)进行同步检测,研究了不同温度下N₂气氛和N₂+6.4 %(体积)O₂气氛中改性稻壳焦的汞氧化吸附特性。50℃下N₂气氛、N₂+6.4%(体积)O₂气氛以及150℃下N₂气氛中固定床出口均未明显检测到Hg²⁺,50℃和150℃时脱汞率均可达90%。温度为150℃时,在N₂+6.4%(体积)O₂气氛中吸附剂的总汞(Hg^T)脱除效率为98.2%,其中82.2%的Hg⁰被吸附脱除,其余则被O₂非均相氧化为Hg²⁺而氧化脱除。通过对程序升温管式炉出口Hg^T进行检测研究了吸附剂表面吸附态汞的脱附特性。汞脱附峰值温度300℃表明吸附态汞可能以Hg-Br化合物的形式赋存于改性稻壳焦表面,220~350℃的脱附温度说明吸附态汞有较高的热稳定性。100.14%~118.62%的汞平衡率验证了实验结果的准确性。     

KBr和KI改性黏土脱除模拟烟气中的单质汞

黏土是一种非常廉价的天然矿物,为了考察溴和碘改性黏土（膨润土）脱除烟气中单质汞的特性,采用浸渍法分别制备了KBr和KI改性黏土（KBr-clay和KI-clay）。在固定床吸附实验台上进行了脱除Hg⁰的实验研究,考察不同的负载量、吸附温度以及烟气中SO₂和水蒸气等对KI-clay和KBr-clay脱除单质汞的影响。研究结果表明：改性后黏土的比表面积、孔隙结构未发生显著的改变,表面官能团也没有发生本质的变化。KI-clay和KBr-clay脱汞能力大大提高,在同等实验条件下,KI-clay脱汞性能优于KBr-clay。研究表明单质汞在改性黏土表面产生了化学吸附,烟气中低浓度SO₂的存在对汞脱除有一定的促进作用,在相同的实验条件下,SO₂ 对KBr-clay促进作用更加明显,但水蒸气在低温下对脱汞具有很强的抑制作用,提高吸附温度可以消弱水蒸气的负面影响。     

0.3MW CFB燃煤烟气喷射NH4Br改性稻壳焦脱汞试验研究

为研究燃煤烟气条件下,喷射烟气温度和吸附剂喷射量对汞脱除效率的影响,采用1%的NH_4Br溶液对稻壳焦浸渍改性,制备NH_4Br改性稻壳焦(Br-RHC)脱汞吸附剂,并通过比表面积及孔隙率分析仪对改性前后吸附剂的孔隙结构进行表征;在0. 3 MW燃煤循环流化床中试装置上进行了吸附剂烟道喷射脱汞试验。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;喷射脱汞效率随喷射量的增大而增加并趋于稳定,喷射量由0. 3 kg/h升高为0. 5 kg/h时,脱汞效率从69. 36%升至79. 44%。喷射脱汞效率随烟气温度的升高而升高,由142℃的57. 74%升高为200℃的79. 48%。生物质稻壳焦经化学改性后可代替活性炭用于燃煤锅炉烟气喷射脱汞技术。     

蒙脱土基复合除汞剂处理含汞废水研究

针对天然气生产中产生的废水具有含汞量高且汞浓度变化大难以处理的问题,文中研制了蒙脱土基复合除汞剂,可使处理后的废水达到污水外排国家标准,探讨了汞离子质量浓度、水中含油量及其他重金属离子存在时对除汞效果的影响。结果表明:蒙脱土对Na_2S的吸附量随其质量浓度的增加而增大,在粒径中值为0.065 mm时,对Na_2S的吸附量最高可达35.6 mg/g;当该除汞剂加量为10 g/L时,可使废水中汞离子质量浓度由600 mg/L降低到0.05 mg/L以下;加入适量的絮凝剂能提高处理效果;含汞废水中的含油量在200 mg/L以下以及其他重金属离子如Zn~(2+),Cu~(2+),Pb~(2+)的存在对除汞效果影响较小。     

CuCl2改性磁性凹凸棒土的脱汞性能

通过在凹凸棒土（Atp）表面负载铁氧化物进行磁改性而生成的磁性凹凸棒土（MAtp），相对于一般脱汞吸附剂而言，更易分离回收，具有实际应用的前景，但脱汞效率较低。本文选取磁质量分数为50%的MAtp，采用浸渍法对其进行CuCl₂改性，在利用固定床实验系统上探究了CuCl₂负载量、反应温度和烟气组分（O₂、SO₂、NO、HCl）对其脱汞性能的影响，结合多种表征结果分析其脱汞机理。结果表明：CuCl₂负载量的最佳值为5%；一定范围内反应温度与脱汞效率呈正相关，超过250℃时吸附剂的孔隙结构会遭到破坏，发生脱附现象；O₂和HCl对吸附剂脱汞性能有明显提升，NO影响较小，SO₂会与Hg⁰竞争吸附，抑制效果显著；CuCl₂改性后的MAtp脱汞性能优良，同时延续了较好的磁分离特性，为选择高效实用的脱汞吸附剂提供了研究方向。     

燃煤烟气脱汞吸附剂的研究进展

烟气脱汞主要是先将零价汞氧化为二价汞,再进行脱除。脱汞吸附剂主要包括活性炭、活性焦、飞灰、壳聚糖、粘土、SCR催化剂及其它金属催化荆等。介绍了近年来燃煤烟气脱汞吸附剂的研究进展,简述了不同种类脱汞吸附剂的脱汞效率,并对该领域的研究方向进行了展望。     

火电厂脱汞技术综述

火电厂烟气汞污染已受到高度重视,已成为科研机构当前重点研究内容之一。结合汞的形态特性,从煤燃烧前、燃烧中和燃烧后三方面综述了火电厂烟气脱汞技术最新进展。     

溴元素改性椰壳活性炭对实际燃煤烟气的脱汞性能

以椰壳活性炭（YAC）为原料,通过NH₄Br溶液浸渍改性,制备了溴素改性椰壳活性炭脱汞吸附剂（YAC-Br）。在固定床实验台上开展了YAC和YAC-Br的汞脱除实验,主要研究了入口汞（Hg⁰）浓度对YAC-Br脱汞性能的影响,并结合BET、SEM、XRF等表征手段分析了YAC-Br的脱汞原理。在0.3MW燃煤循环流化床锅炉上对YAC-Br进行了烟气管道喷射吸附剂脱汞（ACI）实验,验证了其在实际燃煤烟气中对汞的脱除效果。结果表明：改性过程不会破坏椰壳活性炭原有的孔隙结构和微孔容积,而会使活性炭表面更加平整;化学改性后活性炭表面Br负载量提高,成为Hg⁰的主要活性吸附位。固定床实验结果说明：改性后椰壳活性炭的初始汞吸附效率和单位累积汞吸附量分别提高了6.02倍和21.8倍,吸附效率随汞浓度增大而降低。0.3MW燃煤循环流化床实验结果表明：改性后椰壳活性炭对元素汞和氧化汞均有很好的脱除作用,脱汞效率随着吸附剂喷射量的增加而增加,当喷射量为0.7kg/h时,脱汞效率可达到76.38%。