烟气成分对燃煤飞灰汞吸附的影响

在小型固定床试验台上开展了烟气成分对燃煤飞灰汞吸附影响的试验研究。结果表明：在CO2-O2-N2的体系中,单独加入SO2,飞灰的汞吸附能力表现出与SO2的浓度有密切的关系;单独加入0~100′10-6 HCl,随着HCl浓度的增加,飞灰的汞吸附能力逐渐增加,在50′10-6左右达到最佳吸附效果,而后飞灰的汞吸附能力有所降低,但影响不大;单独加入NO,大大促进了飞灰对汞的吸附。HCl和SO2共同作用时,飞灰对汞的吸附效果要好于SO2单独存在时,但比HCl单独存在时要差一些;再加入NO后飞灰的汞吸附效率与吸附量都得到很大的提高。飞灰对Hg0的吸附是物理吸附与化学吸附双重作用的结果。     

新型吸附剂脱除烟气中气态汞的试验研究

用恒温水浴中汞渗透管的汞蒸气发生装置以及烟气主要气体成分模拟烟气条件，在小型固定床试验台上开展天然沸石、膨润土和蛭石及其化学改性剂作为吸附剂脱除气态汞的试验研究。经NaCl溶液改性后的钠型沸石对汞的吸附能力有所提高，但与活性炭相比，还有一定差距。随Hg0入口浓度增加，钠型沸石吸附量增加；吸附温度升高，其吸附量显著降低，呈现典型的物理吸附特征。对膨润土和蛭石利用表面活性剂改性后，其单位吸附量均有所增加，对单质汞的吸附均呈现明显非线性，主要靠表面物理吸附作用。用MnO2、FeCl3金属氧化物对矿石样品进行化学改性后，吸附时间大为延长，原因在于吸附过程不再是单纯的物理吸附，而在吸附剂表面发生了化学反应，化学吸附过程有效增加了吸附能力。因此，可进一步通过改变化学浸渍试剂，继续提高改性吸附剂的吸附能力。     

燃煤飞灰的物化性质及其吸附汞影响因素的试验研究

采用X射线荧光光谱仪、扫描电子显微镜、粒度分析仪等分析了燃煤飞灰的物化性质.利用汞渗透管产生汞蒸气,将其与N2、O2、CO2组成的基本气体混合,在小型固定床试验台上进行了燃煤飞灰吸附气态汞影响因素的试验研究.研究结果表明:随着入口汞浓度的增大,飞灰对汞的吸附率先降低,再升高(仍低于汞入口浓度较低时),然后会再次降低;汞入口浓度增加,飞灰对汞的绝对吸附量随之增加,但吸附率不一定增加;在40～120℃范围内,飞灰对汞的吸附主要是物理吸附,飞灰对汞的吸附效率随着温度的上升而下降;试验所用飞灰在其粒径介于50 μm和74 μm之间时,可达到最佳的汞吸附效果.     

活性碳吸附烟气中气态汞的试验研究

该文利用汞渗透管的汞蒸气发生装置和其它烟气主要气体成分模拟烟气条件，在小型固定床试验台上开展活性碳脱除单质汞的试验研究。结果表明：随着Hg^0的入口含量的增加，活性碳的吸附量增加，初始吸附量与Hg^0的含量成正比例增加；活性碳对Hg^0的吸附受到HCl和SO2等气体成分和含量的影响，SO2气体会导致吸附效率的下降，HCl气体的存在使活性碳的吸附量增加；HCl和SO2共同作用时，活性碳对Hg^0的吸附性能要好于SO2单独存在时，但与HCl单独存在时比较要差。吸附随着反应温度的升高，活性碳的吸附能力降低；对活性碳注氯后，其吸附单质汞的过程是受物理吸附和化学吸附双重因素影响的，使其吸附量有所增加，并且含氯量越高，吸附量增加的幅度也越大。     

溴素改性ESP飞灰脱汞机理的实验研究

燃煤飞灰因含有残炭(UBC)及少量过渡金属元素而被认为是一种具有工业应用前景的价廉高效脱汞吸附剂。然而由于飞灰的成分、结构及性质复杂,在烟道中与汞的反应机理尚不统一清晰。文中在固定床上对4种燃煤电厂静电除尘器(ESP)飞灰(FA)及1%NH4Br改性后的ESP飞灰(NBFA)进行了汞吸附实验,分别考查了N2及模拟烟气气氛对吸附剂汞吸附的影响,利用X射线荧光光谱法(X-ray fluorescence spectrometry,XRF)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)对其汞吸附能力的影响因素进行了分析。利用程序升温脱附(temperature programmed desorption,TPD)探讨了改性飞灰对汞的吸附机理。结果表明溴化铵改性可显著增加NBFA的汞吸附性能,且在模拟烟气下汞吸附能力大大增强;烟气中酸性气体的存在能极大的促进Hg~0的氧化,其中75%的Hg~0被氧化,只有25%Hg~0被吸附在飞灰表面。溴素改性飞灰对Hg~0的作用机制主要遵循Langmuir-Hinshelwood和Eley-Rideal机理,而飞灰含有的无机组分对Hg~0的氧化作用遵循Mars-Masessen机理;在飞灰表面主要生成的是HgB r2和HgO,UBC含量高的飞灰表面还会生成HgS和Hg_2(NO_3)_2。根据实验结果,飞灰对汞吸附氧化主要以Langmuir-Hinshelwood和Eley-Rideal机理为主,伴随有微弱的Mars-Masessen机理。     

烟气组分对脱硫灰吸附及催化氧化汞的影响

半干法脱硫工艺协同控制燃煤汞排放的技术中,脱硫灰将作为汞脱除的吸附剂。选取2种典型半干法脱硫工艺的脱硫灰样品,使用固定床反应器,在模拟烟气条件下研究了烟气组分对半干法脱硫灰吸附和催化氧化汞的影响。汞的吸附率在总体上均随汞氧化率升高而增加;HCl和NO2在脱硫灰的催化作用下能有效氧化Hg0,从而使气态汞吸附在脱硫灰表面;HCl、NO2不能进一步促进Cl2对Hg0的氧化;SO2与氧化性气体竞争脱硫灰活性位,可能是导致其抑制汞氧化和吸附的主要原因;NO在不同气氛条件下对Hg0吸附与氧化的影响存在差异;半干法脱硫灰对汞的吸附能力与飞灰接近,而在脱硫塔内通常具有更高的浓度,这使得半干法脱硫系统具备了较好的脱汞效果。     

改性钙基吸附剂的汞吸附特性实验研究

利用汞渗透管产生的气态单质汞和其他烟气主要气体成分模拟烟气条件,在固定床实验台上进行了以消石灰、飞灰和由两者混合物改性的3种物质作为吸附剂吸附单质汞的实验研究。实验结果表明,Ca(OH)2吸附Hg0效果较差,SO2的存在对Ca(OH)2吸附Hg0有促进作用;经改性的普通高活性钙基吸附剂对Hg0吸附效果比消石灰稍强,SO2的存在促进了普通高活性钙基吸附剂对Hg0的吸附;有添加剂的高活性钙基吸附剂对Hg0的吸附效率比普通高活性钙基吸附剂增加约30%,当有SO2存在时,有添加剂的高活性钙基吸附剂对Hg0的吸附效率略低,而穿透时间延长。利用改性钙基吸附剂可以实现烟气中SO2和Hg0以相对较低的成本同时脱除。     

污泥与煤混烧中飞灰对汞的吸附特性

为了解飞灰对汞的吸附特性,用氮气吸附等温线分析了4个飞灰样品的比表面积和孔隙分布;应用基于(Frenkel- Halsey-Hill,FHH)模型的方法计算了它们的分形维数,分析了飞灰样品的化学组分对汞吸附的影响。结果表明,飞灰残碳量与汞含量呈正相关关系。飞灰颗粒比表面积增大,飞灰的汞吸附趋于增加。孔分布越宽越有利于汞的吸附, 其中微孔在汞吸附过程中发挥更为重要的作用。飞灰样品的分形维数处于2.1~2.6之间,且分形维数能较好地反映飞灰对汞的物理吸附性能。烟气成分与飞灰化学组成可能对汞存在一定的催化氧化作用。     

活性炭汞吸附动力学及吸附机制研究

在固定床吸附反应器内对一种商业活性炭进行了汞吸附实验,考察了入口汞浓度和吸附温度对活性炭吸附汞的影响。采用4个简化的吸附动力学模型,即内扩散模型、准一阶和准二阶动力学模型,耶洛维奇(Elovich)模型从动力学的角度探讨了入口汞浓度和吸附温度对汞吸附的影响机制。分析了汞吸附过程的机制和控制过程。结果表明：入口汞浓度的增加,或者吸附温度的降低,均有利于活性炭对汞的吸附,其主要原因是提高了颗粒内扩散速率、初始吸附速率以及准一级反应速率。汞吸附过程主要由化学吸附控制,主要分为表面吸附和内扩散吸附2个阶段,初始吸附阶段呈现较快吸附速率,该阶段和表面吸附有关;随着表面活性位被占据,颗粒内扩散起主要控制作用,吸附速率下降。     

混煤燃烧对飞灰吸附汞的影响

采用DMA80直接测汞仪对加热前后的样品进行汞含量分析,并利用沉降炉实验系统,对不同配比下由煤矸石、煤泥和煤粉掺混得到的混煤燃烧中飞灰对烟气中汞吸附的影响进行了实验研究。研究表明:随着给风量的增大,煤矸石和煤泥燃烧后飞灰对汞的吸附量和吸附比例都有所下降。在混煤燃烧中,煤矸石与煤粉掺烧后飞灰中的汞吸附量随煤粉比例的增大而降低。煤泥与煤粉掺烧中,随着煤粉掺混比例的增加,飞灰中的汞含量也随着增加。通过实验分析得出了混煤燃烧的飞灰中汞的吸附规律,为混煤燃烧减少汞排放的进一步推广应用提供了依据。     

湿法烟气脱硫装置和静电除尘器联合脱除烟气中汞的试验研究

采用国际上通用的安大略方法(Ontario hydro method,OHM)对某燃煤电站静电除尘器(electrostatic precipitator,ESP)和湿法烟气脱硫装置(wet flue gas desulphurization,WFGD)前、后的烟气进行采样,应用美国环境总署(enviroment protection agency,EPA)标准方法测定了烟气中Hg0、Hg2+和HgP的浓度,应用全自动汞分析仪DMA80测定固体样品(煤、底灰、ESP飞灰、脱硫产物)中的汞浓度。由汞平衡得出各个环节中的汞所占的份额,分析了ESP和WFGD对烟气中汞的脱除性能。实验结果表明：此燃煤电站烟气中的汞主要以Hg0形态存在,所占份额均大于80%,Hg2+的份额小于20%,ESP可以有效脱除HgP且部分Hg0被氧化为Hg2+。WFGD装置对总汞的脱除率和Hg2+的吸附率均为零,研究发现烟气中大于50%的Hg2+经过WFGD装置后被还原为Hg0。电厂底渣和飞灰中汞的富集因子均小于1,脱硫产物中汞的富集因子均大于1,表明在此电厂中汞在底渣和飞灰中是耗尽的,在脱硫产物中是富集的。     

循环流化床锅炉汞排放和吸附实验研究

选取一台有代表性的440 t/h循环流化床锅炉,运用美国环保署推荐的安大略法,现场测定了入炉煤、底渣、飞灰和烟气中的各种汞形态浓度,获得了循环流化床锅炉汞排放特性。结果表明,循环流化床锅炉烟气中主要是颗粒汞,静电除尘装置的脱汞效率达98%,烟气汞排放浓度为0.062 mg/m3,底渣中汞小于总汞的1%。飞灰对汞强烈的吸附作用主要归因于其较高的含碳量,其次与飞灰中碳的结构形式和烟气温度有关。大幅度提高飞灰含碳量并不能提高其汞吸附量。     

改性粉煤灰吸收剂对单质汞的脱除研究

利用粉煤灰、石灰和少量氧化性添加剂制备了不含添加剂和含有不同添加剂的高活性吸收剂A、M和N,含氧化性添加剂的吸收剂外覆一层氧化性活性物质,具有催化氧化性能。利用汞蒸气发生器产生的单质汞和其他烟气主要气体成分模拟烟气条件,在固定床实验台上进行了同时脱硫脱硝脱汞的实验研究。实验结果表明,吸收剂A的脱硫脱硝和脱汞效率分别为84%,0%和18%;吸收剂M对3种污染物脱除效率分别为86%,64%和39%;吸收剂N对3种污染物脱除效率分别为100%,98%和43%。改性后的粉煤灰吸收剂M和N具有较好的同时脱硫脱硝和脱汞性能,其中N更为理想。     

新式整体半干法烟气脱硫技术的脱汞实验研究

选取某石化热电厂100 MW燃煤锅炉的新式整体脱硫工艺(novel integrated desulfurization,NID)半干法烟气脱硫装置为研究对象,对其入炉煤样、底渣、预除尘器灰、新鲜脱硫剂、循环脱硫混合灰和烟气等进行了取样分析研究,获得了汞排放浓度数据,得到了NID系统的汞平衡。实验结果表明NID半干法脱硫装置可以脱除高达86.6%~92.2%的汞,对燃煤电厂汞排放的控制效果明显。还采用激光粒度分析仪LS200对烟气中的飞灰、进入NID系统的新鲜脱硫剂和循环脱硫灰进行粒径分析,并初步解释了NID反应器的催化氧化和吸附脱汞机理。     

改性氢氧化钙吸附脱除模拟烟气中汞的试验研究

对氢氧化钙进行了2种改性,并在小型模拟燃煤烟气Hg吸附和形态转化试验台上研究其对模拟烟气中Hg的脱除效果。结果表明：Ca(OH)2对单质汞的吸附主要是物理吸附,低温有利于汞的吸附;SO2和HCl均可以促进Ca(OH)2对汞的吸附,HCl对汞的氧化能力强于SO2,促进作用更明显;KMnO4改性后的Ca(OH)2在基本气体中可以将大部分的Hg0氧化为Hg2+,在有SO2或HCl存在的条件下可以脱除烟气中50%以上的Hg,改性后的吸附以化学吸附为主;利用AgNO3改性后的Ca(OH)2对汞的吸附能力极大增强,脱除效率可达90%,主要原因是银汞齐反应的发生,该法可望实现吸附剂的再生和Hg的回收利用,具有实际应用的前景。     

高分子化合物壳聚糖脱除燃煤烟气中汞的实验研究

在一维炉燃烧实验中采用安大略法和原子吸收光谱法分析测定了燃煤烟气中汞的形态分布和质量，发现烟气中单质汞占多数，与二价汞比为3:2。首次利用自制的壳聚糖类(Chitosan，简称CS)吸附剂对燃煤烟气中的汞进行吸附脱除，效果良好，在80℃吸附率达96.34%，同时对SOx和NOx有一定的脱除效果，并且能有效脱除单质汞，从而提出了干法脱除燃煤烟气重金属的新方法。     

燃煤烟气中脱汞吸附剂的性能实验研究

利用制备的壳聚糖吸附剂在一维煤粉炉进行烟气除汞实验,实验发现：壳聚糖类吸附剂可以有效脱除燃煤烟气中的汞,最高效率可达到96％;并利用红外光谱分析了其微观结构,揭示了壳聚糖类吸附剂吸附螯舍痕量重金属汞汞机理为4个游离氨基螯合1个汞或2个游离氨基和2个羟基协同螯合一个汞。其中氨基是主要反应活性基。     

载银稻壳基吸附剂的制备与表征及其脱除Hg~0的实验研究

采用3种方式(直接煅烧,水煮和酸洗)制成稻壳基吸附剂载体,利用吸附相技术将纳米银负载到载体上,采用X外光谱和透射电镜等分析仪对吸附剂进行表征,在固定床装置上进行脱除Hg0实验。分析发现酸洗的稻壳基吸附剂具有高纯度无定形SiO2、高活性、高比表面、高OH的特征,是负载银的最佳载体;吸附相技术可以制得较小的单质银粒子(约8 nm),且银粒子均匀分散在载体表面。汞吸附实验表明,负载纳米银的吸附剂在150℃和模拟烟气条件下具有90%的吸附效率,具有实际应用前景,其吸附机制是纳米银颗粒与汞蒸汽发生汞齐反应。