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。     

煤转化过程中汞的释放及其脱除

概述了燃煤烟气中汞的形态分布,重点介绍了吸附法、设备除汞法和化学氧化法等燃煤烟气中汞脱除技术;同时,对煤热解、气化过程中汞的释放量进行了分析。通过分析可知:活性炭吸附法是目前最为成熟的一种脱汞方法,包括活性炭法、改性活性炭法和活性炭纤维法等;在煤热转化过程中,产生的H_2S气体对氧化铁吸附剂的脱汞效率起着非常重要的作用。煤热解、气化过程中,将汞排放控制技术与硫化物的脱除技术相结合的脱汞方法,具有更好的应用前景。     

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%。     

燃煤烟气脱汞吸附剂最新研究进展

对燃煤烟气吸附脱汞法中碳基吸附剂,包括活性炭、活性炭纤维、飞灰、碳/油焦吸附剂的优缺点进行了对比分析,对相关的改进工作和最新研究成果进行了综述.此外,贵金属、金属氧化物和钙基吸附剂是良好的脱硝或脱硫材料,在对这些吸附剂的吸附机理和影响因素进行分析的基础上,对多种污染物同时脱除的可行性和相关研究成果进行了介绍;对许多用于提高其脱汞效率的方法进行了总结,最后对该领域今后的主要发展方向做了展望.     

燃煤电厂吸附剂喷射脱汞技术的研究进展

燃煤汞污染已引起广泛关注。燃煤电厂控制汞排放最成熟可行的技术是烟道活性炭喷射技术,但该技术在我国燃煤电厂的广泛应用还存在较多的科学问题,因为活性炭对烟气汞的脱除是包含吸附、扩散、传质及化学反应在内的多元化过程,因此,针对燃煤电厂吸附剂喷射脱汞技术的研究已成为当前的热点课题。本文从吸附剂喷射脱汞技术原理、脱汞吸附剂的评价方法、汞吸附机理研究以及吸附剂喷射脱汞数学模型方面评述了燃煤电厂吸附剂喷射脱汞技术近些年取得的研究进展,并在此基础上提出了开发廉价高效、可再生的脱汞吸附剂,全面深入研究吸附剂的脱汞机理以及开发简单、精确的吸附剂喷射脱汞数学模型等后续研究方向,可为我国燃煤电厂吸附剂喷射脱汞技术的开发提供一定指导。     

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。     

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。     

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。     

改性活性炭脱除模拟烟气中气态汞的实验研究

以椰壳活性炭为原料,经硝酸活化再采用NaCl或NaBr溶液化学浸渍改性制备燃煤烟气脱汞吸附剂。通过N_2吸附-脱附(BET),扫描电子显微镜(SEM),X射线光电子能谱(XPS)对制备的吸附剂进行表征,并且采用模拟烟气在管道喷射装置内考察汞吸附脱除性能。结果表明:与原始椰壳活性炭相比,经硝酸活化后的椰壳活性炭汞吸附能力得到提高;而采用NaBr改性后的椰壳活性炭脱汞效果最好。在管道喷射实验装置内,经过1 mol/L NaBr改性后的椰壳活性炭,在模拟烟气温度120℃,碳汞质量比8 000,停留时间2 s条件下,脱汞率达到92.7%。改性后的椰壳活性炭是一种具有潜在应用价值的优良脱汞吸附剂。     

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%。     

Optimization of Activated Carbon Sulfurization to Reach Adsorbent with the Highest Capacity for Mercury Adsorption

This work deals with the use of elemental sulfur immobilized on the activated carbon surface, as an active phase to enhance the sorbent's mercury adsorption capacity. The sulfurization procedure was optimized, and the influence of two factors (temperature and initial ratio of sulfur to carbon), on the final properties and mercury adsorption capacities of the adsorbents was investigated. The sulfurized adsorbents were characterized using CHNS/O elemental analysis, surface area and porosimetry, FT-IR spectroscopy, SEM-EDS, and pH_pzc measurement. A series of batch studies were also conducted to delineate the effect of contact time, initial pH, solution temperature, and initial mercury concentration on the adsorption capacity of the adsorbents. Furthermore, attempts were made to desorb mercury from the metal loaded adsorbents using various concentrations of KCl, KBr and KI solutions.     

燃煤烟气中单质汞吸附与氧化机理研究进展

燃煤电厂汞排放控制是当前的研究热点,实现燃煤烟气中汞的脱除涉及两个非常重要的过程：吸附与氧化。本文概述了汞在吸附剂表面吸附的相关理论和单质汞的催化氧化机理,结合碳基和非碳基吸附剂相关吸附特性的研究现状,对汞的吸附机理进行了讨论,回顾了SCR、碳基、以及金属和金属氧化物三种常见催化剂对单质汞的催化氧化性能并总结了其可能存在的机理。指出吸附剂表面活性位是决定其对汞吸附效果的关键因素,异相反应是单质汞氧化的重要途径,吸附和氧化是相辅相成的,不同催化剂不同气氛下氧化机理不同。并提出通过氯化物等物质改性能够提高吸附剂的吸附效果,深入研究汞的异相反应机理并开发经济有效的汞脱除方法是今后的研究方向。     

Mercury elimination from gaseous streams

The elimination of mercury vapours from gaseous streams has been studied using sulfurized silicates as adsorbents. A new method to sulfurize the materials based in hydrogen sulfide oxidation at low temperature is proposed. The sulfur produced in the reaction is deposited on the material, its dispersion depending on the process temperature and physico-chemical properties of the silicates used. The adsorbents were tested in static and dynamic systems for mercury depuration of gaseous streams. Commercial sulfurized active carbon was used as a reference. X-ray diffraction, atomic absorption spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, nitrogen adsorption-desorption and mercury intrusion porosimetry were used in raw materials and adsorbents characterization.     

Removal of mercury from natural gas by a new activated adsorbent from olive stones

This study was devoted to the valorization of a plant waste (olive stones): that is widely available in Mediterranean countries in order to remove mercury from natural gas. The raw material from olive stones was prepared by pyrolysis, chemical activation with phosphoric acid, and physical activation under steam. Two olive stone‐based granular activated carbons were prepared: one with the virgin stones, while the other was impregnated with sulphur. After treatment, the adsorbents obtained were characterized by determining the iodine number, the methylene blue index, and by estimating the porous properties by N₂ adsorption at 77 K. Thermogravimetric analysis and infrared spectroscopy analysis were carried out to determine the functional groups before and after mercury adsorption. An experimental study of vapour‐phase mercury adsorption by the activated carbons (virgin and sulphur‐impregnated) and a comparison with a commercial material (HGR) were performed. The comparison, made by analyzing the adsorption in a continuous mode, showed that the proportion of sulphur and the porosity were important for the removal of mercury. In the conditions used, the mercury adsorption on the ACs studied follows a physisorption mechanism. The results showed that granular activated carbon‐based olive stones (sulphur‐impregnated) are very efficient to remove mercury (with 2864 μg/g) and also less expensive than commercial activated carbon due to their local availability.     

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.     

活性焦脱汞实验研究

针对吸附剂对气态汞吸附效果的影响,比较了不同活性焦吸附剂对气态汞的吸附性能,对同种活性焦吸附剂不同吸附方式进行脱汞实验研究,分析了活性焦脱汞效率随时间的变化趋势;粒径和接触面积对吸附剂脱汞性能的影响。结果表明：样本活性焦最大吸附率出现在最开始,且随着吸附时间的增加,活性焦的吸附率逐渐减小,直到吸附量接近饱和,2种活性焦的饱和汞吸附量分别达到了1.137μg/g和0.792μg/g;随着活性焦质量的增加,最大吸附率及吸附饱和时间也随之增加;改变吸附方式可将最大吸附率由原来的20%左右提高至近40%,即增加吸附剂与汞的质量比可提高吸附剂的最大吸附率,增加吸附剂与含汞气体的接触面积可更好地提高吸附剂的脱汞效率。