颗粒活性炭对汞的吸附实验研究

煤中含有少量汞元素，在锅炉燃烧过程中会排放到大气给环境和人类健康带来危害。对汞的排放控制进行了实验研究，通过采用氮化锌溶液对GAC(活性炭)颗粒进行浸泡，研究它在低温下对气态汞的吸附特性。结果表明，GAC对汞的吸附取决于浸泡浓度、反应时间、实验温度、GAC特性等因素的影响。     

喷射点位及温度对超低排放电厂活性炭吸附脱汞的影响

针对活性炭对燃煤电厂烟气中汞污染控制的影响,在实验室和超低排放电厂开展了烟气脱汞研究,考察了活性炭吸附反应温度、停留时间对吸附效果的影响。结果表明,在固定床中获得了适用于燃煤电厂喷射吸附的优化吸附温度,120℃反应条件下,活性炭的吸附能力最强。在300MW超低排放燃煤机组开展了活性炭喷射吸附脱汞实验,未实施活性炭喷射前湿式静电除尘器(wet electrostatic precipitator,WESP)后排放浓度在0.50～0.58mg/m~3之间;在选择性催化还原装置(selective catalytic reduction device,SCR)后空预器(airpreheater,APH)前(350℃)和APH后低温省煤器(low temperature economizer,LTE)前(121℃) 2个点位进行了活性炭喷射实验,其中在APH后LTE前喷射活性炭后,WESP后浓度最低可达到0.11mg/m~3。实验同时表明,温度对活性炭吸附脱汞的影响要强于停留时间的影响,相比SCR后喷射脱汞,在LTE前进行活性炭的喷射对烟气中汞的脱除效率更高。     

超级电容器用高性能中孔活性炭的研究

以工业活性炭为原料,采用化学活化法以KOH为活化剂进行二次活化改性来提高活性炭的比表面积及吸附性能。研究了KOH用量、活化温度、停留时间等工艺参数对活性炭性能(包括比表面积、收率、亚甲基蓝吸附性能及双电层电容)的影响。实验结果表明,KOH二次活化显著提高了活性炭的BET比表面积,从原来的759 m2/g提高到2 200 m2/g,中孔率达到51.4%,亚甲基蓝的吸附量由245 mg/g提高到566 mg/g。随着热处理温度提高、KOH用量及停留时间的增加,活性炭的收率下降,比表面积增大,亚甲基蓝吸附能力及双电层电容提高。     

载溴高硫石油焦活性炭脱汞实验研究

以石化工业副产物高硫石油焦制备的活性炭为脱汞吸附剂,对其进行NH4Br溶液浸渍改性成为载溴富硫活性炭。采用N2吸附/脱附、扫描电子显微镜/X射线能谱仪(scanning electron microscopy/X-ray energy dispersive spectroscope,SEM/EDS)等方法对吸附剂进行孔隙结构和微观形貌表征。分别在固定床反应器和管道喷射实验装置上进行汞吸附脱除实验研究。与煤制活性炭相比,高硫石油焦活性炭具有更高的汞吸附能力,经过质量分数为1%的NH4Br溶液改性后,石油焦活性炭固定床120 min内汞脱除率接近100%;在120℃、2 s停留时间、碳汞比约为90 000条件下,喷射脱汞效率亦超过90%。实验结果表明,溴化铵改性高硫石油焦活性炭可作为燃煤电厂烟气喷射脱汞的高效吸附剂。     

汞在活性焦脱硫工艺中的迁移规律

搭建了固定床试验系统,对比分析了活性焦与商用脱汞活性炭的汞吸附性能,并在10000m~3/h(标态)的活性焦脱硫中试试验系统上对活性焦的脱汞性能进行验证,同时结合固定床吸附试验系统分析了活性焦解析工艺中汞的释放规律。研究表明:活性焦的饱和汞吸附容量仅为脱汞活性炭的1/123,活性焦脱硫工艺对汞的脱除效率接近100%,出口活性焦汞吸附量为活性焦饱和汞吸附量的1/24,在解析工艺中,汞的释放率达到76.6%~98.4%,可以实现循环利用。     

改性活性炭对模拟燃煤烟气中汞吸附的实验研究

为了获得消耗量小、性能高效的燃煤烟气脱汞吸附剂，采用活性MnO2浸渍、FeCl3浸渍和不同温度下渗硫等方法，对活性炭进行了改性，制得一系列改性活性炭吸附剂。采用固定床吸附的方式，对吸附剂在不同条件下的吸附效果进行了测试，筛选出3种高效、廉价的吸附剂，分别为活性MnO2浸渍活性炭、FeCl3浸渍活性炭和600℃渗硫活性炭。和原活性炭吸附剂相比，改性活性炭吸附剂对汞蒸气的吸附能力有较大提高，有效吸附时间大大增加，在有效吸附时间内，穿透率大大降低。改性后的活性炭吸附能力大大提高的原因在于，其吸附过程中，除了物理吸附，还发生了化学吸附。     

燃煤电厂烟气汞减排技术研究与实践

为掌握燃煤电厂烟气汞排放的控制技术,三河电厂在300 MW燃煤机组上开展了烟气汞减排技术的研究,开展炉前煤中添加溴化钙脱汞、静电除尘器前喷射活性炭脱汞、溴化钙添加与普通活性炭协同脱汞和静电除尘器前喷射改性飞灰脱汞等4种脱汞技术研究。研究结果显示,各种脱汞技术都有较好的脱汞效率;入炉煤添加溴化钙脱汞效率达到77.5%,运行费用最低;静电除尘器前喷射溴化活性炭脱汞技术脱汞效率可达到92.6%,运行成本最高。     

高汞煤循环流化床锅炉汞的迁移转化及飞灰吸附特性研究

为研究我国西南地区燃用高汞煤工业循环流化床（CFB）锅炉中汞的迁移转化特性以及飞灰对汞的吸附特性,使用LumexRA-915M汞在线分析仪对锅炉烟道不同位置烟气进行在线监测,同时对入炉煤、底渣、飞灰、脱硫浆液、脱硫废水等进行取样分析。结果表明:除尘器前烟气中的汞超过87%富集于飞灰中,底渣中汞仅占0.07%,飞灰对汞的富集主要归因于其未燃尽碳（UBC）含量、矿物组成及孔隙结构;锅炉所配备的布袋除尘器和湿法脱硫设备的除汞效率分别为91.19%和51.49%,最终排往大气的烟气汞质量浓度仅为3.43 μg/m3,高汞煤在CFB内燃烧汞排放达到了国家排放要求。此外,发现不同粒径下飞灰汞含量与UBC含量有相同趋势,而且飞灰中汞主要富集在飞灰表面并主要是以HgO和Hg0的形式存在。     

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。     

炭基类吸附剂脱汞吸附的研究进展

从3类吸附剂入手介绍炭基类吸附剂脱汞吸附的研究现状。活性炭脱汞是目前的研究热点;飞灰的脱汞性能不及活性炭,但具有显著的价格优势;活性炭纤维是第三代活性炭产品[1],与粒状活性炭相比有其特有的物性优势。