钙基及其改性吸附剂脱除燃煤烟气中汞的试验研究

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1、摘要摘要煤炭燃烧不仅是烟尘和s02等常规大气污染物的最大来源，也是大气中人为汞排放的最主要来源。随着越来越严格的环保标准，国内外对燃煤汞排放的控制日趋得到重视。目前对燃煤电厂脱汞吸附剂的研究主要集中在新型、高效、廉价的吸附剂的寻找与开发。钙基吸附剂储量丰富，且被广泛用于燃煤电厂烟气中s02的脱除，如果能在汞污染控制上有所突破，将会在燃煤多种污染物联合脱除方面取得重要进展。目前，将钙基吸附剂用于燃煤烟气中汞的脱除，尚没有较多的研究报道。本文在小型模拟烟气固定床汞吸附试验台上系统地进行了钙基和改性钙基吸附剂吸附

2、脱除模拟烟气中汞的实验研究。内容包括：酸性气体对单质汞的均相氧化、低温烟气中钙基吸附剂对单质汞的吸附脱除和影响因素、改性钙基吸附剂对汞形态转化的影响和吸附性能等。首先探讨了HCl、S02和NO对模拟烟气中单质汞形态转化的影响，结果表明：烟气中的酸性气体对单质汞有一定的氧化能力，其中起主要作用的是HCl，S02次之，NO的氧化能力最低，烟气中单质汞的转化率取决于烟气中nCl的浓度和反应温度。通过改变温度、Ca／Hg比、烟气成分等参数研究了钙基吸附剂对烟气汞的吸附特性。结果表明：Ca(OHh对单质汞的吸附主要是

3、物理吸附，温度升高不利于Ca(On)2对Hg的吸附。CaO对汞的吸附是物理吸附和化学吸附共同作用的结果，吸附效率随温度的升高而升高。N2．02．C02．s02烟气体系中，S02不仅可以氧化一部分Hg，而且可以同钙基物质发生化学反应，并在钙基物质的微孔表面生成活性位，从而提高了钙基物质对汞的吸附效率，其中化学吸附起到了决定性的作用。N2．02．C02-HCl烟气体系中，较低浓度的HCI(50ppm)可促进钙基吸附剂对汞的吸附，并大幅提高吸附效率；但HCI浓度过高时，促进作用受到一定的限制。N2．02．C02一

4、S02．HCl-NO烟气体系中，钙基吸附剂对汞的吸附能力主要取决于ncl的浓度和反应温度，温度升高对汞的吸附更有利。为有效改善钙基吸附剂对烟气中总汞的控制效果，本文从提高氧化汞的转化率和提高单质汞捕捉效率两方面出发，首次利用高锰酸钾和硝酸银对钙基吸附剂进行了改性并进行了汞吸附试验。结果表明：高锰酸钾煅烧改性后的产物Mn02可以将烟气中的大部分单质汞催化氧化成HgO。在N2-02-C02烟气体系中，高锰酸钾改性吸附剂对总汞的最高吸附效率可以达到35％，当S02或HCl存在时，高锰酸钾改性后的钙基吸附剂汞吸附效

5、率可提高到50％以上，原冈是s02或HCl可以与HgO反应生成HgS04和HgCl2，而改性后的吸附剂对HgS04和HgCl2的吸附能力要高T-HgO。硝酸银改性后钙基吸附剂由于发生了银汞齐反应，能够直接高效捕捉烟气中的单质汞，吸附效率可达90％以上，单位吸附量提高了一个数量级，并且吸附能力基本不受烟气成分和反应温度的影响。利用汞齐反应的逆反应将吸附的汞释放出来并设法回收，可以实现脱汞吸附剂的再生和汞污染物的资源化利用。关键词：钙基吸附剂，改性，汞，吸附，脱除，烟气ABSTRACTABSTI认CTCoalc

6、ombustionisnotonlythelargestsourcesofdustandS02，butalsothemostmajorsourcesoftheanthropogenicmercuryemissionintheatmosphere．Astheenvironmentalstandardsbecomemoreandmorestrict，thecoal-firedmercuryemissioncontrolbecomesmoreandmorepopular．Atpresent，thestudieso

7、fmc埴'ourysorbentsaremainlyfocusedonthedevelopmentofthenovel，effectiveandcheapadsorbents．TheCa-basedsorbentsareabundantandwidelyusedintheremovalofS02fromcoal—firedfluegas．IftheCa-basedmaterialscouldgetsomebreakthroughintheaspectoffluegasmercuryemissioncontr

8、ol，itwouldgettheimportantadvanceintheaspectofco-removaloftheairpollutantsincoal-firedfluegas．However,itisfewreportedforittobeusedinmercuryconre01．TheexperimentsonfluegasmercuryadsorptionandremovalontheCa-base