CaO对汞的选择性吸附及SO_2毒化特性

利用Ca(NO_3)_2作为前体,SiO_2为载体,制备了一种担载型CaO吸附剂,在固定床实验装置上分别研究了该吸附剂对元素汞(Hg0)和氯化汞(HgCl_2)等不同形态汞的选择性吸附性能,以及SiO_2对CaO吸附剂汞形态吸附过程的影响,同时结合程序升温脱附和原位红外漫反射表征技术,深入探究了CaO的选择性吸附机理及SiO_2毒化机制。汞形态吸附实验结果表明,在纯N2气氛和掺杂SiO_2气氛下,CaO对Hg0均保持了接近100%的穿透率,而对HgCl_2在两种气氛下则分别表现出66.0%和60.3%的吸附效率,说明SiO_2与HgCl_2在CaO表面存在竞争吸附关系;吸附实验前后CaO的表征结果显示,与Hg0相比,HgCl_2更易与CaO表面各碱性位形成单配位、双配位等多种吸附构型,SiO_2与HgCl_2在易形成单配位的活性位上形成竞争吸附关系,进而在一定程度上降低了CaO对HgCl_2的吸附效率。     

改性橙皮对汞的吸附研究

为了了解改性橙皮对废水中Hg2＋的吸附作用,通过静态吸附实验,考察了离子初始浓度、吸附时间等因素对Hg2＋吸附的影响。试验结果表明,化学改性的橙皮对废水中的Hg2＋有一定的吸附能力。在温度50℃,初始浓度为10μg.L-1、搅拌30 min、投加量为20 mg/L的条件下,Hg2＋的去除率可达到96.66%。     

CaO含量对纳米CaO/Al2O3吸附剂性能的影响

研究了纳米CaO含量对CO2吸附剂微观结构和吸附性能的影响。以纳米CaCO3和铝溶胶为前驱体配制混合浆料,采用挤条方法制备CaO含量为6%～100%的CO2吸附剂颗粒,微观结构性能测试结果表明:CaO含量从6%提高到46%,比表面积从151.3 m2.g.1下降到8.1 m2.g.1,孔容从0.41 cm3.g.1下降到0.07 cm3.g.1,孔径从6.05 nm提高到12.39 nm。提高到CaO含量46%以上,吸附剂比表面积和孔结构没有变化,接近纯纳米CaO。当CaO含量超过27%后,氧化铝呈非晶形。吸附性能测试结果表明:随着CaO含量从12%提高到83%,吸附容量从1.02 mol CO2.kg.1增加到7.05 mol CO2.kg.1,吸附速率提高。研究结果还表明:CaO含量对纳米CaO基CO2吸附剂的微观结构和吸附性能的影响呈非线性关系。与纯CaO相比,加入少量氧化铝能提高吸附剂对CO2的吸附容量稳定性和吸附速率。     

负载型离子液体溴代正丁基吡啶/活性炭吸附SO2

离子液体溴代正丁基吡啶通过等体积浸渍法负载到活性炭(AC)上([BPy]Br/AC),对N2/SO2组成的模拟烟气(SO2浓度为3300 mg/m3)进行吸附,对SO2的吸附容量达49.5 mg/g. [BPy]Br/AC再生后的二次吸附率达96.83%,可重复利用. 孔结构特征测定结果显示,负载使AC总孔容的增加主要发生在4 nm以下,特别是0.5~3 nm的微孔范围内;吸附后,[BPy]Br/AC吸附剂的微孔孔容减少了29.5%,表面积减少了47.5%.     

胺基CO2固体吸附剂脱碳特性及SO2的影响

燃煤电厂烟气中存在的微量SO₂对胺基CO₂固体吸附剂的碳酸化反应及循环特性有不利影响。利用固定床反应器,针对采用溶胶凝胶法制备的胺基CO₂固体吸附剂的碳酸化特性及其在含SO₂气氛下的失效规律进行了实验研究,并结合红外光谱、有机元素分析、BET等测试手段,研究其失效机理。结果表明,所制备的胺基CO₂固体吸附剂在反应温度50℃时具有较好的碳酸化反应特性和循环特性。当反应气氛中存在SO₂时,由于生成了不可再生的亚硫酸/硫酸盐类物质而导致胺基活性位损失,孔隙结构发生变化,影响了吸附剂的脱碳性能,但适当提高反应温度可提高吸附剂的碳酸化反应竞争性。     

改性蛭石对HgCl2吸附性能研究

采用H2O2和微波联合技术对蛭石进行膨胀,并利用改性剂进行改性,以提高蛭石对HgCl2的吸附性能。分别用单因素试验和正交试验讨论了改性蛭石吸附HgCl2的最优条件,并对改性蛭石吸附HgCl2的吸附热力学进行研究。结果表明,蛭石经H2O2微波高火膨胀改性后膨胀率达46.78倍,经1.5 mol/L的Na2S进一步改性,在蛭石用量为0.2 g,溶液pH为6,吸附时间为30 min,室温条件下对HgCl2最大吸附量可达到6.31 mg/g。吸附热力学结果表明,改性蛭石吸附HgCl2的吸附等温线符合Freundlich吸附等温方程。膨胀改性蛭石是一种廉价、性能好的HgCl2吸附剂,这对环境保护技术具有重要意义,同时丰富了吸附理论。     

Na2CO3/γ-Al2O3吸附剂对SO2吸附性能的研究

用浸渍法制备了 Na2 CO3 /γ- Al2 O3 吸附剂 ,考察了 Na2 CO3 含量、焙烧温度和吸附温度对 Na2 CO3 /γ- Al2 O3 吸附剂 SO2 吸附性能的影响 .结果表明 :Na2 CO3 含量从 4%增加到 2 0 %时 ,穿透时间和硫容在 1 6%时出现峰值 .未经焙烧的吸附剂穿透时间和硫容都比较低 ,较理想的焙烧温度为 30 0℃～ 40 0℃ .吸附温度对 SO2 吸附性能的影响明显 ,在室温下吸附时 ,穿透时间和硫容都较小 ,适宜的吸附温度为 1 2 0℃～ 1 60℃ .     

硫脲改性磁性壳聚糖微球对Hg2+的吸附特性

利用悬浮分散以及化学交联技术制备磁性壳聚糖微球,并经硫脲改性(SMCS),用于吸附水溶液中Hg2+。用光学显微图、红外、热重分析等对微球进行了表征;考察了pH值、Hg2+初始浓度、吸附时间以及振荡速率对Hg2+吸附的影响。结果表明,SMCS为球形,粒径50—80μm。SMCS对Hg2+有良好的吸附性能,饱和吸附容量(1.2—6.5 mmol/g)随pH值升高而增加,pH值为5.0时饱和吸附容量约为2.9 mmol/g。等温吸附线可用Freundlich等式拟合。吸附动力学结果表明,振荡速率为150—200 r/min时,为内扩散控制;50—150 r/min时,由外扩散和内扩散同时控制;振荡速率<<50 r/min时,为外扩散控制。吸附动力学可用拟二级模型拟合,初始吸附速率为0.22—1.77 mmol/(g.h),随振荡速率加快而增加。     

SO2活化改性石油焦吸附剂的汞吸附特性

利用SO₂气体对石化工业副产物石油焦进行活化改性以制成富硫高活性脱汞吸附剂（SAPC）。在固定床实验装置上进行SAPC吸附脱除汞的实验研究,考察吸附温度、入口Hg⁰浓度、烟气成分以及热再生等因素对脱汞特性的影响规律,同时结合比表面积及孔隙度分析、元素分析和X射线光电子能谱（XPS）等表征手段深入分析SAPC的汞吸附机理。结果表明,SO₂活化改性石油焦的物理和化学特性得到极大改善,羰基、酯基以及非氧化态硫是Hg⁰的主要活性吸附位。吸附温度的升高会抑制对Hg⁰的吸附脱除,烟气中较高的Hg⁰浓度会降低汞脱除效率,但对其汞吸附速率有促进作用。SO₂对SAPC的脱汞性能影响较小,O₂易将Hg⁰氧化成为更容易与含氧、含硫官能团结合的氧化态汞,从而促进对Hg⁰的脱除。热再生时吸附态汞化合物受热分解的过程伴随着吸附剂表面化学活性位的损失,导致再生后汞吸附性能大幅下降。     

改性桑树枝焦对模拟烟气中汞的吸附性能

采用固定床热解、蒸汽活化和改性剂(H₂O₂、ZnCl₂和NaCl)浸渍等方法制得不同的桑树枝焦。在固定床吸附实验台上,研究了蒸汽活化、改性剂、吸附温度和烟气组分等对改性桑树枝焦汞吸附性能的影响。结果表明:蒸汽活化显著提高了桑树枝热解焦的比表面积,H₂O₂改性可进一步提高桑树枝蒸汽活化焦比表面积并改善其孔隙结构参数,ZnCl₂和NaCl改性则降低了桑树枝蒸汽活化焦的比表面积、D-R微孔容积和总孔容。10%H₂O₂和30%H₂O₂浸渍改性桑树枝焦的单位汞吸附量分别是蒸汽活化焦的2.02倍和1.77倍;相同改性剂浓度下,ZnCl₂改性焦的单位汞吸附量比NaCl改性焦稍好;随着ZnCl₂浓度增大,改性桑树枝焦的汞吸附性能增强,MT600-A-ZnCl₂(5%)桑树枝焦的单位汞吸附量达到29.55 μg·g^-1,是蒸汽活化焦的3.37倍。在吸附温度为60～120℃范围内,H₂O₂改性焦的汞吸附效率及单位汞吸附量随着吸附温度的升高而下降,而ZnCl₂改性焦的单位汞吸附量则随着吸附温度提高呈现先增大后减小的趋势,最佳吸附温度为90℃。烟气中SO₂和NO组分对汞吸附性能有一定的抑制作用,随着SO₂和NO浓度的增加,汞吸附效率和单位汞吸附量均稍有下降。     

MnO2/NaY复合材料的制备及其对SO2脱除性能

以NaY分子筛为载体，MnO₂为活性组分，采用沉淀法制备MnO₂/NaY复合脱硫材料；通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、氮气吸附脱附法（N₂-吸附脱附）、X射线光电子能谱（XPS）、热重分析（TG）等手段进行材料的物理化学结构表征；使用容量法装置测试复合材料的脱硫性能；考察MnO₂不同负载量及不同反应温度对MnO₂/NaY复合材料脱硫性能的影响。结果表明：MnO₂/NaY复合材料的孔容越大，其脱硫性能越好；多孔珊瑚状MnO₂脱硫性能优于棒状MnO₂；随着MnO₂负载量及反应温度的增加，MnO₂/NaY的脱硫性能先增加后降低，MnO₂/NaY-41%在400℃时的脱硫性能最好，第1h脱硫量达到114.56mg {{}_{\mathrm{S}\mathrm{O}}}_{{}_2} /g_材料；500℃时复合材料脱硫性能下降，是由于脱硫反应过程中MnO₂分解生成Mn₃O₄；MnO₂/NaY比纯MnO₂拥有更好的脱硫性能，反应温度为300℃和400℃时，MnO₂/NaY-41%较纯MnO₂的第1h脱硫量分别提高28.3%和56.1%。MnO₂/NaY-41%复合材料在中低温下的高效脱硫性能有望应用于船舶尾气的深度脱硫。     

Mercury oxidation and adsorption characteristics of chemically promoted activated carbon sorbents

Previous entrained-flow tests conducted under elemental mercury (Hg⁰)-laden air found that significant amounts of oxidized mercury (Hg²⁺) are not adsorbed onto cupric chloride-impregnated carbon (CuCl₂-AC) and brominated activated carbon (DARCO Hg-LH), but entrained to the gas phase. In this study, these sorbents were tested in a fixed-bed system and a filter-added entrained-flow system to further investigate Hg⁰ oxidation and adsorption characteristics of CuCl₂-AC and DARCO Hg-LH. These test results suggested that CuCl₂-AC has different sites available for Hg⁰ oxidation and Hg adsorption, and the resultant oxidized mercury generated from the reaction between Hg⁰ and CuCl₂ is re-adsorbed at the site of CuCl₂-AC available for adsorption. The resultant oxidized mercury was also found to be easily re-adsorbed onto CuCl₂-AC and DARCO Hg-LH in the filter connected to the entrained-flow reactor.     

Ethylene recovery from low grade gas stream by adsorption on zeolites and controlled desorption

Carbon dioxide was partially removed from a nitrogen stream, which also contained some ethylene, by adsorption on a 4A (Na-A) zeolite. The treated nitrogen stream was then passed over a 13X (Na-X) zeolite bed upon which ethylene and any remaining carbon dioxide were adsorbed. Ethylene was recovered by desorption at 68 Pa pressure into a slow flow of nitrogen as stripping gas. The ethylene concentration in the extracted gas was extremely dependent on the nitrogen flow-rate, whereas the concentration of carbon dioxide remained practically constant. Thus, it was possible to obtain a gas mixture greatly enriched in ethylene with a reasonably low content of carbon dioxide.     

SO2改性高硫石油焦脱汞实验研究

以SO₂为活性气体对3种不同的原始高硫石油焦进行活化形成高硫石油焦样品。采用比表面积及孔隙度分析仪、X射线光电子能谱分析和元素分析等仪器和方法研究样品的物理化学性质,在固定床实验装置上对样品的脱汞能力进行实验研究。结果表明,用SO₂气体改性石油焦的过程是一个有效的载硫过程;经过SO₂改性后的高硫石油焦表面负载有大量有机硫（噻吩）,具有较强的脱汞能力;高硫石油焦表面的含硫量和硫形态对其吸附脱汞能力有很大影响,高硫石油焦表面的微孔结构和微观形貌也在一定程度上影响其脱汞能力;在一定温度范围内随着吸附温度的降低,改性高硫石油焦的Hg⁰穿透率呈下降趋势,即汞脱除性能不断增强。     

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%。     

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。     

以类水滑石为前驱体制备的复合氧化物同时吸附烟道气中SO2和NO研究

采用共沉淀法制备NiMgAlO、CuMgAlO、ZnMgAlO和FeMgAlO类水滑石复合氧化物，并用于常压下同时氧化吸附模拟烟道气中的SO2和NO。模拟烟道气中SO₂的摩尔分数为1%, NO的摩尔分数为0.2%，O₂以及He作为载气。研究结果表明，这四种催化剂对烟道气中的SO₂和NO具有良好的同时氧化吸附效果。比较四种催化剂的吸附效果发现，NiMgAlO和CuMgAlO要优于ZnMgAlO和FeMgAlO，且NiMgAlO对SO₂和NO的吸附效果最佳。