模拟煤气中铁基吸附剂脱汞实验研究

在固定床吸附机理研究试验台上,利用汞在线分析仪研究了铁基吸附剂在氮气和模拟煤气气氛下对单质汞的吸附作用。实验结果表明,N2气氛下,铁基吸附剂的煅烧抑制了吸附剂对单质汞的脱除;铁基吸附剂在模拟煤气气氛下有着较高的脱汞效率,脱汞效率能够长时间维持在90%以上;吸附床温度会影响Fe2O3吸附剂对单质汞的吸附,随着吸附床温度升高,Fe2O3吸附剂的脱汞效率先升高后下降。     

吸附剂脱除燃煤烟气中单质汞的研究现状与展望

燃煤电厂汞排放控制是目前国际上研究的热点,而控制的难点就在于单质汞。综述国内外有关此方面的研究,比较烟气中单质汞(Hg0)污染控制技术的优缺点,概述烟气中单质汞脱除的方法,并进行简要的分析总结。对未来燃煤电厂烟气汞污染控制技术的发展方向进行了展望。     

吸附剂脱除燃煤炯气中单质汞的研究现状与展望

燃煤电厂汞排放控制是目前图际上研究的热点,而控制的难点就在于单质汞。综述国内外有关此方面的研究,比较烟气中单质汞（Hg^0）污染控制技术的优缺点,概述烟气中单质汞脱除的方法,并进行简要的分析总结。对未来燃煤电厂烟气汞污染控制技术的发展方向进行了展望．     

温度和改性浓度对改性飞灰汞吸附性能的影响

采用机械力耦合NaBr的方法对燃煤飞灰进行机械化学改性。在固定床反应装置上研究了NaBr质量浓度及吸附温度对改性飞灰脱汞性能的影响。结果表明：改性飞灰的脱汞效率受NaBr溶液质量浓度和吸附温度的影响较为明显,脱汞效率随NaBr溶液质量浓度的增加而增加,同时吸附温度越高汞吸附性能越好;在350 ℃的吸附温度下,机械力耦合0.5%浓度的NaBr对汞几乎完全吸附;在机械力与NaBr的协同改性过程中,随着NaBr溶液质量浓度的增加,原始飞灰中粒径占比发生改变,飞灰表面破碎程度增大,飞灰部分表面官能团发生改变,产生了活性位点与新的活性官能团,从而增强了对汞的吸附性能,促进了对汞的吸附脱除。     

超低排放燃煤电厂低低温电除尘器协同脱汞研究

通过调整某660 MW超低排放燃煤电厂低低温省煤器烟气温度,测试了煤中汞质量分数和电除尘器出入口烟气中各形态汞的质量浓度,分析了不同烟气温度下汞形态的变化特征。结果表明:低低温省煤器烟气温度会影响汞的形态分布,烟气温度降低时Hg~0向Hg~(2+)或Hg_p转变;低低温电除尘对Hg~0和Hg~(2+)具有协同脱除作用;低低温省煤器出口烟气温度为90℃时,低低温电除尘器入口Hg~(2+)和Hg_p的质量分数最高,低低温电除尘器总汞脱除率为84.4%,出口烟气中Hg~0和Hg~(2+)的质量浓度最低,此工况下低低温电除尘器对汞的协同脱除效果最佳;低低温省煤器停运时,低低温电除尘器出口烟气Hg~0和Hg~(2+)的质量浓度高于其他工况。     

快速热解条件下生物焦的微观特性及其单质汞吸附性能研究

利用滴管炉对快速热解方式下制备所得生物焦进行了研究,并通过氮气吸附脱附仪和傅里叶变换红外光谱仪研究了生物焦的热解特性及微观特性,结合吸附动力学过程,进一步探究了生物焦对单质汞的吸附特性及机理。结果表明:生物焦对单质汞的吸附既取决于其孔隙结构又与表面化学性质有关,由于生物质在沉降过程中因范德华力及液桥力的作用发生颗粒团聚现象,随热解温度的升高,所形成生物焦的单质汞吸附能力增强,BET比表面积增大,而表面官能团含量却下降;较低热解温区所制备的生物焦单质汞吸附过程中,化学吸附占主导地位,随热解温度的升高,化学吸附作用逐渐减弱,物理吸附是主要控速步骤。     

LaMnO3钙钛矿型复合氧化物催化氧化燃煤烟气单质汞的性能研究

为充分利用锰氧化物在低温下的高活性以及钙钛矿结构较强的表面活性氧流动能力,采用合成的LaMnO₃来处理燃煤烟气中的汞,并对合成的LaMnO₃进行一系列的物理化学特征表征。结果表明：催化剂比表面积较小,但其表面的氧浓度高于理论值,且锰离子呈+3价与+4价的混合价态;催化剂表面可参与汞氧化过程的的活性氧较少,但流动性较强,体积分数3%的O₂足够使催化剂维持高氧化率;HCl可以显著增强催化剂对单质汞的催化氧化活性,说明催化剂表面的大部分氧物种均可与HCl反应生成有利于单质汞氧化的活性氯。     

N2气氛下活性炭的汞吸附性能

为研究活性炭吸收烟气中单质汞的吸附机理和提高其吸附能力的方法,对3种原始活性炭和载硫改性后的活性炭在氮气气氛下进行了汞吸附性能试验.结果表明:经水蒸气活化法制备的椰壳活性炭和杏壳活性炭对单质汞的吸收主要为物理吸附,吸附效果较差;而经氯化锌化学法制备的木质活性炭由于表面残存Cl元素,对单质汞的吸收表现出化学吸附的特性,吸附性能较好;经200℃和600℃渗硫改性后的活性炭,其汞脱除效率均得到提高,且渗硫的温度越高,其吸附能力越好.     

烟气中NO分子对碳基吸附单质铅的影响机理

采用量子化学密度泛函理论中B3PW91和B2PLYP方法,研究了NO分子对碳基吸附单质铅的影响.选定五环锯齿形苯环簇为碳基表面模型,在不同活性位点进行结构优化计算,得到2种NO分子在碳基表面的吸附构型、4种单质铅在含NO分子的碳基表面的吸附构型.计算并分析了键长、键级、电荷以及吸附能等重要参数.结果表明:NO分子比单质铅更容易吸附在碳基表面,会与单质铅竞争碳基表面的活性位;NO分子的加入会显著增强碳基表面对单质铅的吸附作用,吸附性能的提升主要缘于NO分子提高了其邻位活性位点的活性,而不是NO分子直接吸附单质铅;键级与吸附能呈现正相关趋势,键级越大,对应构型的吸附能也越大;Pb原子所带电荷量与吸附能呈明显的线性关系,Pb原子所带电荷量越多,对应吸附构型的吸附能越大.     

湿法烟气脱硫系统的脱汞性能研究

通过测量湿法烟气脱硫(WFGD)系统进出口烟气中汞的浓度,考察了采用NH3·H2O、NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2、CaCO3等5种脱硫荆时系统的脱汞性能,并在脱硫液中添加KMnO4,Fenton试荆、K2S2O8/CuSO4、Na2S进行试验.结果发现:燃煤烟气中气态总汞主要成分是单质汞,二价汞所占比例不超过40%;常规WFGD系统能高效脱除烟气中的气态二价汞(Hg2+),脱除效率高达81. %～92.60%,而对气态总汞的脱除效率仅为13.27%～18.26%,经WFGD系统后单质汞略有增加;脱硫剂种类对脱汞效果影响不明显,提高液气比有利于提高WFGD系统的脱汞效率;KMnO4、Fenton试剂、K2SzO8/CuSO4和Na2S等添加剂均可提高脱汞效率,但不同添加剂的效果有所不同,其中Na:S效果最为显著,脱汞效率最高可达67%.     

煤种及热解条件对煤焦脱除烟气汞的影响

在固定床汞吸附机理研究试验台上,利用X射线光电子能谱仪和Autosorb-1-C吸附仪研究了煤种、热解温度及热解时间对煤焦汞吸附特性的影响.结果表明：煤种是影响煤焦吸附气态汞的重要因素,在相同制取条件下,褐煤焦的汞脱除效率达90%以上,明显高于烟煤焦不到40%的汞脱除效率.在热解时间不变的条件下,随着热解终温的升高,汞脱除效率明显提高,穿透率下降;在热解终温不变的条件下,随着热解时间的延长,汞脱除效率先提高后降低,当热解时间为30min时,汞脱除效率最高.     

烟气脱汞技术中磁珠射流的混合研究

对某1 000 MW机组进行磁珠脱汞改造,采用热一次风输送磁珠并与烟气混合.在ANSYS软件中用数值模拟的方法研究了磁珠射流高度、射流数量在受限空间内与烟气混合的效果.结果表明:射流高度在Z=5.9 m及以上,射流数量为4个及以上时,磁珠覆盖率可达95％以上,最大浓度与平均浓度之比小于5.0,混合效果较好,满足工程使用...     

燃煤烟气脱汞吸附剂研究进展

概述了目前当今世界燃煤烟气中脱汞吸附剂的研究现状,介绍了碳基吸附剂、钙基吸附剂、石油焦、飞灰,以及一些新型吸附剂对汞的脱除效果。指出活性炭对汞的脱除效率高,但成本也高;飞灰吸附剂对汞脱除的成本低,但脱除效率也低。用于燃煤电厂汞吸附的吸附剂研究处于实验室研究阶段,因此开发价廉和高效脱汞吸附剂和吸附剂的再生等是吸附剂发展过程中的一个重要研究课题。     

Removal of elemental mercury from simulated flue gas by a novel composite sulfurized activated carbon

Gas-phase elemental mercury (Hg°) removal by composite sulfurized activated carbon (CSAC) was studied under simulated flue gas conditions. The results showed that the CSAC, which was impregnated activated carbon (AC) with aqueous-phase sodium sulfide (Na₂S) and followed with vapor-phase elemental sulfur (S°), had 1.5 times higher removal capacity than AC impregnated with single S°. This study further investigated the effect of individual flue gas components on the performance of CSAC. Fixed-bed experiments showed that SO₂ and NO had no obvious impact on Hg° removal by CSAC, while the presence of O₂ (up to 9%) increased the removal capacity up by 25%.     

新型一体化半干法脱硫系统同时脱汞的试验研究与微观机理分析

对某台安装有新型一体化烟气脱硫(NID)系统的燃煤电站锅炉的煤、底渣、飞灰进行取样,测定了样品中汞的含量.并采用Ontario-Hydro 方法测定了 NID 系统前后烟气中汞的形态.利用比表面积及孔隙度分析仪、X衍射仪、扫描电镜和能谱仪对 NID 系统中各种灰的物理化学特性进行了分析,揭示了 NID 半干法脱硫系统同时脱除烟气中Hg的微观机理.结果表明:在 NID 半干法脱硫系统中,消石灰与飞灰可以充分混合,脱硫塔内飞灰循环倍率高,混合灰表面始终有新鲜的脱硫剂 Ca(OH)z,而且脱硫塔内有水合硅酸钙形成,颗粒团聚严重,对脱除烟气中的SO2 和 Hg 非常有利.NID 半干法脱硫系统对烟气中总汞的脱除效率高达86.6%～92.2%,对燃煤电站汞排放的控制效果显著.     

富氧型高活性吸收剂同时脱硫脱硝脱汞的实验研究

以粉煤灰和消石灰为主要成分,分别添加了少量添加剂制备了2种富氧型高活性吸收剂M和N.在固定床实验台上,研究了富氧型高活性吸收剂同时脱硫脱硝脱汞的性能.结果表明:当温度升高时,2种富氧型高活性吸收剂脱汞效率均提高;SO2抑制了2种富氧型高活性吸收剂对汞的脱除效率,但延长了穿透时间;当NO浓度增加时,吸收剂M对单质汞的脱除率降低,而对吸收剂N的汞脱除效率影响很小;模拟烟气中汞浓度的变化对脱硫和脱硝效率几乎没有影响.     

燃煤烟气中汞氧化的动力池机理

建造了小型动力学反应实验台,并用模拟烟气在该实验台上研究了燃煤烟气中汞氧化的动力学机理.根据实验数据建立了燃煤烟气中汞形态转化的动力学模型,得到了有氯化氢存在情况下烟气中汞均相氧化的总反应速率方程和总反应速率常数.研究结果为开发烟气中汞的控制技术提供了有用的数据.     

350 MW超低排放燃煤电厂污染物控制装置对汞的协同脱除

在一台配置有选择性催化还原(SCR)脱硝装置、电袋复合除尘器(ESP+FF)和湿法烟气脱硫(WFGD)装置的350 MW超低排放燃煤电厂进行了满负荷下汞排放的现场测试研究。采用国际公认的Ontario Hydro Method (OHM)标准方法分别对SCR、ESP+FF和WFGD的进出口烟气汞进行同时取样,研究了现有污染控制装置（APCD）对汞的协同脱除作用,系统地讨论了汞在这些污染物控制装置中的迁移转化规律。实验结果表明：在各污染物控制装置的汞取样质量平衡率在 85.4%~122.9% 之间;机组排放的汞主要分布在烟气中,其次在ESP+FF灰、WFGD石膏及废水和炉渣中;炉膛出口烟气中氧化汞（Hg2+）与单质汞（Hg0）之和占烟气总汞(HgT,HgT=Hg0+Hg2++Hgp)的89.8%;SCR有利于气态Hg0向气态Hg2+或气态颗粒汞(Hgp)的转化,转化效率为46.92%;ESP+FF对气态Hgp的脱除效率达99.95%,对HgT 的脱除效率为43.7%;WFGD对气态Hg2+和气态Hg0脱除率分别为25%和-5.2%,表明部分Hg2+在WFGD中可能被还原成Hg0。SCR+(ESP+FF)+WFGD对烟气HgT的协同脱除率为60.13%;综合看,该机组在现有污染物控制装置SCR+(ESP+FF)+WFGD协同作用下具有联合脱汞能力,可以实现汞的超低排放;加强抑制WFGD中Hg2+的还原可进一步提高燃煤电厂的协同脱汞效率。     

燃煤PM10在磁场中聚并脱除理论与实验研究

提出了燃煤可吸入颗粒物在均匀磁场中的二元碰撞聚并模型,模型通过直接跟踪在磁偶极子力、气体曳力、布朗力和重力作用下做相对运动的粒子,根据粒子的相对运动轨迹确定燃煤细微飞灰粒子间的聚并系数。在数值计算获得聚并系数的基础上,应用求解粒子聚并动力学方程的区域算法,计算了东胜烟煤燃烧产生的飞灰细微粒子在均匀磁场中的聚并脱除效率,并与实验进行了比较。结果表明,在0.098～9.314μm粒径范围内,0.576～3.758μm粒径的飞灰粒子聚并脱除效率最高;总脱除效率随外磁场强度、颗粒质量浓度以及粒子在磁场中停留时间的增加而增大,粒子饱和磁化时,总脱除效率达到最大值;实验结果与数值模拟结果相一致。模型预测结果表明,当颗粒质量浓度为40 g/m3时,燃煤飞灰细微粒子的总脱除效率可达52%。