飞灰基吸附剂在携带床反应器上对汞的吸附性能分析

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1、万方数据摘要摘要燃煤电站是人为汞排放污染的主要来源，对人类的健康和生态环境都造成了极大的危害。使用飞灰对烟气中汞的脱除技术已经成为目前研究的热点，但是对其吸附反应机理的探索和认识还不够深入。本文首先详述了汞的污染危害及国内外汞污染现状，对现有汞污染控制技术及飞灰对烟气中汞的吸附理论进行了综述，就飞灰对烟气中汞的吸附性能进行实验研究，为燃煤电站汞污染控制技术的发展提供理论支持。在综合国内外现有的研究成果上，本文决定使用化学试剂对燃煤电站飞灰进行改性，然后在实验室级携带床反应器评价平台上模拟电站烟道对改性前后飞灰的汞吸附特性进行实验研

2、究，研究主要包括飞灰种类、停留时间、粒径、改性试剂以及烟气成分等在内的因素对飞灰吸附烟气中汞的影响，以期得到一种工业上可行的高效汞吸附剂，并对吸附剂评价体系的完善提供经验。本论文基于中心差分法对喷射飞灰后烟气汞浓度的变化速率进行了计算，通过烟气汞浓度变化率可以体现飞灰吸附剂对烟气中汞的吸附速率的快慢，能够更有效的对飞灰吸附效果进行评价。本文首先选择A、B两燃煤电站的静电除尘器飞灰做为实验对象，对飞狄进行简单筛分，分别使用CaCh、CaBr2、HBr三种化学溶液对其进行化学浸渍后得到改性样品。并且对改性前后飞灰样品进行表征，得到不同

3、样品的比表面积、孔径、孔容积、化学组成、扫描电镜图像及TGA失重曲线等信息。在自主设计开发的携带床反应器评价平台上进行飞灰喷射吸附实验。结果表明，两个电厂的原样飞灰对烟气汞的吸附效率都在10％以下，其中A飞灰汞吸附效率要略强于B飞灰，这是由于比表面积越大、孔径越小、微孔越多的飞灰的物理吸附性能越强。同时发现，由于飞灰与烟气中汞原子的接触受动力学限制，其吸附作用并不能完全发挥，如果提高飞灰喷射量，总吸附率略微提高了，但单位飞灰的绝对吸附值却降低了；而提高烟气入口汞浓度后，单位飞灰的吸附量无法同比例提高，飞灰吸附效率与原入口浓度时相比

4、仅降低不到10％。经过改性后的飞灰对烟气中汞的吸附性能有了显著的提高，改性后飞灰的表面结构变化并不大，其中比表面积及平均孔径等有少量的增长。实验发现改性飞灰对汞的吸附过程主要以化学吸附为主，其中由于H+和Br-的共同作用，使得HBr改性飞灰的吸附特性最优；在比表面积及平均孔径等物理条件相差不大的情况下，改性A飞灰吸附性能依然强于改性B飞灰，这是由于B飞灰表面几乎没有微孔存在，且B飞灰存在大量的ca元素，在改性过程中与HBr中的Br结合为CaBr2结晶体，极万方数据搦要大的降低了B飞灰的化学吸附性能：尽管HBr改性后的薅种飞灰吸附速

5、率明显加快，但与改性活性炭相比，分别只能达到其吸附速率的1／5和1／8。温度对改性飞灰汞吸附性能的影响比较复杂，实验表明在飞灰对汞的吸附过程中同时存在着物理吸附和化学吸附，较低的温度可以促进物理吸附的进行，而在较高的温度下，化学吸附的程度会有效的提高；化学吸附过程的吸附速率比物理吸附略慢，但总体吸附能力却比物理吸附高。同时发现温度对飞灰吸附剂的汞吸附性能的影响总体不大，并非主要影响因素，而停留时间的长短对吸附过程有着直观的影响。随着停留时间的增加，其吸附效果越来越好，但单位时问内飞灰吸附效率的增加比例越来越小。在模拟烟气中配入不同

6、浓度的S02进行实验，发现S02的还原气氛抑制HBr改性飞灰对烟气汞的吸附，吸附效率随着S02浓度的增大而不断越低，同时S02阻碍飞灰与Hg的接触，使得反应初期改性飞灰的吸附速率急剧下降；而在烟气中加入NO后，刚开始飞灰吸附剂对烟气中汞的吸附速率也略有降低，但总体上随着NO浓度的升高，A0一HBr飞灰的吸附速率及吸附效率都在升高。使用不同粒径的飞灰进行喷射实验，同时对同一喷射过程不同灰斗收集到的不同粒径飞狄进行了分析，研究发现：在本文实验条件下，飞灰粒径是影响其吸附效果的主要因素之一，小粒径的飞灰吸附性能高于大粒径飞灰。这是由于小

7、粒径飞灰的比表面积要比大粒径飞灰的大，改性效果较好且与汞原子的接触反应几率较大；小粒径飞灰平均孔径较小，可以使得被吸附下来的汞不易被脱除。本文在针对烟气中形态非常稳定且不易脱除的Hgo进行的实验研究过程中，同时对三组具有代表性的实验过程中的H孑+含量进行了测试，发现Hf+的含量在所有反应过程中一直很少，说明在烟道内短暂的停留时间下，该匕灰有足够的吸附位吸附被其氧化的汞。关键词：汞：飞灰基吸附剂：吸附性能：烟气；改性II万方数据AbstractCoal．firedpowerstationshavebecomethemainsourc

8、eofanthropogenicmercuryemissionspollution，andhavecausedgreatharmtohumanhealthandecologicalenvironment．Thetechnologyofusingfl