Mn-Ce高铁灰脱除SO_(2)机理

采用水合浸渍法制备Mn-Ce高铁灰脱硫剂,并将其用于脱除模拟烟气中的SO_(2),系统研究了金属组分在脱硫中的作用,以及脱硫温度和脱硫气氛对Mn-Ce/5FACa脱除SO_(2)性能的影响。结果表明:在300℃模拟烟气(5%O_(2)、500 mg/m^(3)SO_(2)、167 mg/m^(3)NO和N_(2)平衡气)中,Mn-Ce/5FACa对SO_(2)具有较好的脱除性能,穿透时间和硫容分别为_(2)41 min和108.45 mg/g。Mn-Ce/5FACa脱除SO_(2)是吸附脱除和化学反应共同作用的结果,其中吸附脱除占比为30%,化学反应占比为70%。吸附反应动力学结果揭示化学吸附在Mn-Ce/5FACa吸附脱除SO_(2)过程中起主导作用,吸附反应动力学遵循准二级动力学方程模型;添加Mn、Ce提升了Mn-Ce/5FACa的储氧能力和氧化还原能力,在与高铁灰联合作用下,利于形成K_(2)FeO_(4)和MnAl_(2)O_(5),K_(2)FeO_(4)中的Fe(VI)为Mn-Ce/5FACa表面提供氧化位点,促进SO_(2)发生氧化反应。其中,化学吸附主要受脱硫温度的影响,Mn-Ce/5FACa对SO_(2)的脱除能力随脱硫温度的升高先增强后减弱;O_(2)在脱硫的化学反应过程中起关键作用,脱硫剂中的K_(2)FeO_(4)等金属氧化物的氧化能力与O_(2)含量有关;NO对Mn-Ce/5FACa与SO_(2)的化学反应起促进作用,且脱硫能力随NO浓度增加而增加。

赤泥水合粉煤灰脱硫性能

利用RM(赤泥)水合FA(粉煤灰)制备FARM(粉煤灰-赤泥吸附剂),并用于烟气中SO_(2)的脱除,研究了脱除温度、O_(2)体积分数和NO对FARM脱除SO_(2)性能的影响,并揭示了FARM脱硫的作用机理。结果表明:RM水合FA可提升其脱硫能力;脱硫过程主要是化学反应与化学吸附共同作用的结果,FARM中的(CaO)_(12)·(Al_(2)O_(3))_(7)和2MgO·SiO_(2)是脱除SO_(2)的活性物质,脱硫产物以SO_(4)^(2-)的形式存在;合适的脱除温度和O_(2)体积分数有利于脱硫性能的提升,NO的存在可在一定时限内改善脱硫效果,在500℃、5%O_(2)、500 mg/m^(3)SO_(2)和N 2(平衡气)条件下FARM脱硫效率大于90%的穿透时间和硫容分别可达66 min和106.92 mg/g。

载体对加压浸渍法制备的锌基脱硫剂的影响分析

以4A分子筛(4A),γ-Al2O3(AL),活性炭(AC)和半焦(SC)4种物质作为载体,硝酸锌为活性组分前驱体,采用加压浸渍法制备了系列负载型氧化锌精脱硫剂。借助XRD、BET和固定床脱硫性能测试等手段对负载型氧化锌精脱硫剂的物性参数及其脱硫性能进行了系统的研究。结果显示,载体的种类影响吸附剂中活性组分的成分,进而影响到吸附剂的硫化行为(HZ20/AC>HZ20/SC>HZ20/4A>HZ20/AL)、吸附剂的机械强度和热稳定性(HZ20/SC>HZ20/AC>HZ20/AL>HZ20/4A);加压浸渍法可在将组分浸渍到载体上的同时改变载体的孔隙结构,其中HZ20/SC的孔隙结构得到明显的改善(比表面积和孔容分别增大为原料半焦的13.78和5.17倍),而其它3种吸附剂孔隙结构都较载体本身变差,半焦是实验用4种载体中最适合于加压浸渍法制备脱硫剂用的载体;利用半焦做载体制备出的脱硫剂具有高的脱硫精度和硫容,且具有很好的抗粉化性能,其最佳脱硫效率、硫容和穿透时间分别可达99.97%,4.46 g和23 h。

改性半焦脱除烟气中SO_2的研究

对内蒙工业副产褐煤半焦(比表面积49.187m2/g,孔容0.0351cm3/g),采用加压水热化学活化法,HNO3活化法和高温煅烧相结合的方法制备出半焦烟气脱硫剂,并对脱硫剂的脱硫性能进行固定床活性评价。分析表明,其脱硫效果比较好,转化率维持在50%以上的累计硫容可达24.30%,脱硫时间长达35h,远远高于原料半焦的脱硫效果(硫容为0.68%,时间为1.5h);同时采用水洗法对脱硫剂进行再生,其再生液可用来制备浓度为9.01%的稀硫酸。

活性半焦脱除烟道气中SO_2的研究

对工业副产品半焦 ,采用加压水热化学活化法、HNO3活化法和高温煅烧等方法制备出半焦烟气脱硫剂。通过对脱硫剂的脱硫性能进行评价分析得出 ,由此法制得的烟气脱硫剂的脱硫效果较好 ;半焦经高温处理后 ,脱硫剂活性与其烧失率有关 ,烧失率越大硫容越大 。

多环芳烃及可吸入颗粒物的实时测量与分析

采用一组新型便携式检测设备 (光电带电和激光散射 ) ,对两个炼焦厂工人的工作环境和生活环境中大气中亚微米颗粒物携带的多环芳烃 (PPAHs)及可吸入颗粒物 (PM1 0 )的质量浓度进行了实时监测。初步结果表明 :两炼焦厂的气悬颗粒物污染都很严重 ,PM1 0 厂内比家中高 ,但PPAHs厂内与家中在一个数量级上 ;厂内污染主要来源是点火 ,漏烟和小型柴油车尾气 ;焦炉炉型的不同对环境也有明显的影响 ;家庭污染主要来源是燃煤和抽烟 ;人体日均吸入量相当吸烟 6～ 1 0支 。

半焦负载锌锰铜吸附剂中温煤气脱硫行为研究

为了解决煤气中的H2S对其在后续利用中造成的设备腐蚀和催化剂失效等问题,必须在煤气利用之前将其中的H2S脱除。以半焦为载体,硝酸锌及其与不同比例硝酸锰、硝酸铜混合的双组分或三组分溶液为前驱体,采用加压浸渍法制备了热煤气中H2S精脱除用吸附剂。在固定床硫化装置上对各吸附剂的中温精脱硫性能进行了系统的测试,并借助XRD分析了含不同活性组分的吸附剂硫化行为的主要影响因素。固定床硫化测试结果显示,加压浸渍法制备出的吸附剂在500℃时可将煤气中的H2S从500×10-6脱除到0.1×10-6以下(H2S脱除率大于99.98%);复合锌锰铜吸附剂Z20M4C6SC的穿透时间最长达到56 h,此时最大穿透硫容为13.84%。XRD结果显示,将Cu O添加到锌锰双组分吸附剂中,可以生成锌锰复合物Zn Mn O3,结合固定床硫化测试结果,说明Zn Mn O3的出现对脱硫反应有较大的促进作用。

高铁灰对钙基脱硫剂脱除SO_(2)行为的影响

燃煤释放的大量SO_(2)气体给人类的生活和生产活动带来极大的危害。与此同时,燃煤排出的固体废弃物粉煤灰大量堆积也易造成粉尘污染。降低燃煤SO_(2)排放和消减粉煤灰已成为主要研究课题。粉煤灰的主要成分为SiO_(2),Al_(2)O_(3),Fe_(2)O_(3)和CaO,其中Fe_(2)O_(3)和CaO对烟气中的SO_(2)具有一定脱除作用。CaO烟气脱硫效率高,但钙利用率较低,可以通过合适的改性方法提高其利用率。基于以废治废原则,通过湿式磁选将粉煤灰中的铁氧化物富集,获得高铁灰,将高铁灰与氧化钙水合制备钙基脱硫剂,并在固定床评价系统上进行SO_(2)脱除试验,结合XRD,BET和FTIR等揭示高铁灰对钙基脱硫剂脱除SO_(2)行为的影响。结果显示,高铁灰钙基脱硫剂具有较好的脱硫性能,穿透时间和硫容分别为26 min和14.87 mg/g。其原因是在钙基脱硫剂中添加高铁灰后,可增加钙基脱硫剂内水化物和铁氧化物等活性组分,脱硫反应活性中心由CaO颗粒转移至Fe_(2)O_(3)颗粒;Fe_(2)O_(3)具备储氧释氧功能,同时附着于CaO颗粒表面,使高铁灰脱硫剂表面具有优良的孔隙结构,易于SO_(2)气体穿过孔隙进入脱硫剂内部,延长脱硫反应时间,进而提升脱硫剂的脱硫能力;另一方面,Fe_(2)O_(3)的存在促进了被吸附在脱硫剂表面的SO_(2)转化为SO3,最终脱除的SO_(2)以SO^(2-)_(4)形式存在。动力学分析结果显示化学吸附脱除在吸附脱硫中起主导作用,化学吸附动力学遵循准二级动力学模型,高铁灰有助于增强钙基脱硫剂对SO_(2)的化学脱除能力。

电站燃煤锅炉飞灰特性对其吸附汞能力的影响

为了获得电站燃煤锅炉飞灰对汞的吸附特性,对电站煤粉锅炉和循环流化床锅炉2种燃烧方式下的飞灰进行了研究.通过分析孔隙结构、粒径和碳质量分数对飞灰吸附汞的影响,进一步探究飞灰对汞的吸附机理.结果表明:循环流化床锅炉的飞灰汞质量分数约为煤粉锅炉的10倍;飞灰中碳质量分数对飞灰吸附汞能力起促进作用;飞灰对汞的吸附能力与粒径大小有直接关系,随着飞灰粒径在24.5~362.5μm范围内增大,飞灰中汞质量分数呈现先增大后减小的趋势,在粒径77.5~<106μm内出现峰值,约为560×10^(-9);汞质量分数较高的飞灰样品中4~6nm范围内的介孔含量较高,有利于飞灰对汞的吸附,且比表面积较比孔容积在汞吸附过程中发挥了更为重要的作用.

炭基锌锰铜煤气脱硫剂的硫化行为研究

对锌、锰、铜基单金属和复合金属氧化物脱硫剂的脱硫性能进行了讨论,并对炭材料作为脱硫剂和载体的研究现状进行了分析,同时对活化半焦作为脱硫剂载体的可行性进行了探讨。认为复合金属氧化物脱硫剂能够发挥单氧化物的优势,并克服其不足。将复合金属氧化物负载于炭材料上,可提高金属氧化物活性组分的利用率,改善脱硫剂的硫化性能,同时降低脱硫剂成本,使炭基锌锰铜复合金属氧化物煤气脱硫剂具有广阔的应用前景。

氧化锌精脱硫剂加压浸渍制备参数的优化

采用加压水热浸渍法制备氧化锌精脱硫剂,考察了浸渍时间、煅烧温度和煅烧时间对脱硫剂硫化性能的影响。对制备的脱硫剂在硫化温度500℃,空速2 000 h-1,气氛为H2(体积分数39%)、CO(体积分数33%)、H2S(体积分数1×10-3)和N2的条件下进行了固定床活性评价。结果显示,随着浸渍时间的延长,脱硫剂的脱硫能力增强,但硫化后脱硫剂粉化程度加剧。加压浸渍时间5 h、500℃煅烧5 h制备出的氧化锌脱硫剂的脱硫效果最佳。SEM结果表明,该条件下制备出的脱硫剂活性组分ZnO在载体表面分布均匀,且粒径较小。

热回收机焦炉颗粒物排放的监测与评价

使用三套新型便携式气悬颗粒物监测仪,对某焦化厂热回收机焦炉的可吸入颗粒物(PM10)、颗粒物上附着的多环芳烃(PPAHs)和颗粒物活化表面积(AS)的浓度进行了为期5 d的实时监测。初步结果表明,该焦炉的颗粒物排放相当低,PM10平均浓度远低于国家常规机焦炉颗粒污染物排放标准;PPAHs和AS的浓度值也很低,其大气颗粒物污染程度大大低于其他形式的炼焦技术;但在5 min的推焦和装煤过程中,浓度急剧升高,值得进一步改进。

镁渣应用于循环流化床锅炉脱硫的试验

研究镁渣的脱硫性能对于降低电厂脱硫成本、减轻环境污染、实现"以废治废"具有重要意义。本文采用XRD、TGA以及扫描电镜对镁渣的成分组成、实验室条件下的脱硫性能以及脱硫反应前后的形貌变化进行了试验研究。结果表明:镁渣经过自然冷却后,其主要成分为γ-硅酸二钙;在实验室条件下,脱硫过程钙转化率随反应温度的升高而增加;镁渣表面形貌的变化说明发生了脱硫反应。在某循环流化床(CFB)锅炉上的实际应用结果表明,当钙硫摩尔比为2.45时,镁渣脱硫效率达62.7%。

镁渣湿法脱硫性能的实验研究

为实现以废治废,将镁渣用作湿法烟气脱硫的脱硫剂,研究了其脱硫产物与机理,并考察了含氧量、反应温度、镁渣量对脱硫性能的影响。结果表明,镁渣中的主要脱硫成分为Ca_2SiO_4,主要脱硫产物为CaSO_4及其晶体和CaSiO_3,主要反应机理是Ca_2SiO_4水化生成(CaO)_3(SiO_2)_2(H_2O)_3和Ca(OH)_2。烟气含氧量增加对脱硫效率提升有一定的作用,但也促使了pH迅速下降;反应温度越高,脱硫效率越低;镁渣量增加有利于提高脱硫效率。含氧量为2%(质量分数)、反应温度为30℃、镁渣量为0.2g时,饱和脱硫时间为48min。

载锰飞灰吸附剂脱除SO2的实验研究

采用溶胶凝胶法制备脱除SO2用载锰飞灰吸附剂,并借助固定床评价系统对其脱硫性能进行测试。实验结果表明,吸附剂WNa(2)5Br Mn(3)100具有最高的脱硫能力,其本质原因是:NaBr在飞灰水化过程可以增强NaOH对飞灰表面玻璃体的破坏,生成水溶性胶体Na2SiO3,利用具有氧化性的Mn组分负载,Mn与Na2SiO3的共同作用可以显著增强吸附剂的脱硫性能,NaOH和Mn(NO3)2存在最佳添加量;溶胶温度会通过影响吸附剂的晶体结构来影响吸附剂的脱硫性能,溶胶温度越高其脱硫能力越强,最佳溶胶温度为100℃;飞灰吸附剂的粒径会通过影响其孔结构参数而影响对SO2的脱除能力,本实验中最佳粒径范围为270~150mm;根据载锰飞灰吸附剂自身特性,可用研磨溶胶的方法使其再生。

钙基水合改性飞灰吸附剂脱除模拟烟气中SO_2的实验研究

对燃煤电厂废弃物飞灰进行水合改性制备飞灰吸附剂,并将其用于模拟烟气中进行SO_2的脱除。实验结果表明,飞灰经水合改性后,其脱硫能力得到极大提高。在水合过程中,水合时间、飞灰、CaO和CaSO_4所占比例对改性飞灰吸附剂的脱硫效率都有一定影响。其中影响最大的因素是水合时间,水合时间越长,其脱硫效果越好。CaO和CaSO_4的加入,可以有效改善飞灰吸附剂的表面结构,从而提高吸附剂脱硫能力;BET和FTIR结果表明,水合时间越长,其孔隙结构越好,脱硫能力也越强;SO_2的主要活性吸附位为C—O—C和—OH。该改性飞灰吸附剂脱除SO_2既包括物理吸附又包括化学吸附。在最佳制备条件下制得的水合改性飞灰吸附剂的最大硫容为1430.1μg/g。

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。

生物焦微观特性及分子结构研究

本文利用多种表征手段,研究了汞吸附剂核桃壳生物焦的热解特性、孔隙结构与官能团等微观特性,并基于所获得的化学结构利用ChemBioOffice构建了生物焦的分子结构单体模型.结果表明,生物质的热解过程分为三个阶段,所形成的生物焦孔隙发达,并含有丰富的表面官能团.生物焦的大分子结构中芳香碳是主要组成部分,而脂肪碳则起到联结芳香结构单元的作用.而且生物焦是一种短程有序的非晶态物质,结构中存在一定数量的石墨微晶结构.基于表征结果,所构建的分子模型以芳香结构为主,并含有1个甲基、4个羟基以及8个羰基,分子式为C_(55)H_(37)NO_(14),M_r=935.同时对模型进行了验证.另外,基于分子力学,在UFF、Dreiding和MM2,3种力场下对三维模型进行了结构优化,其中UFF力场优化后的三维结构的总势能最大,而MM2力场势能最小.利用量子化学半经验PM6方法对3种优化后构象的生成热进行了研究,其中Dreiding力场下优化的结构更稳定.

炭基材料干法脱除硫化氢的研究进展

炭基材料因其发达的孔隙结构和丰富的官能团而被广泛用于H2S的干法脱除,基于其在脱硫过程中所起作用的不同可分为两大类:一类是利用炭基材料本身的物化特性直接作为吸附剂脱除H2S;另一类是炭基材料作为载体负载金属氧化物制备成吸附剂,利用金属组分与硫的作用脱除H2S。本文详细综述了炭基材料干法脱除H2S的研究进展,具体分析了不同类型炭基吸附剂脱除H2S时的温度、气氛等条件对其脱硫行为的影响以及改性活化方法和制备工艺与其脱硫能力间的关系。由于炭基材料干法脱除H2S的过程相对湿法脱除省去换热过程,且炭基材料廉价易得,有很高的脱硫率,所以其比传统的脱硫工艺更具优势和研究前景。

炭基载体对超声加压浸渍法制备锌基脱硫剂中温硫化性能的影响

以活性炭(AC)、褐煤半焦(LSC)、烟煤半焦(BSC)和褐煤焦(LC)4种炭基材料作为载体,利用超声辅助加压浸渍法分别制备了氧化锌炭基系列中温煤气脱硫剂。借助固定床硫化反应测试装置、氮气吸附、XRD和SEM等手段对4种脱硫剂的脱硫性能、物相组成、比表面积和孔结构进行了测试和表征。结果表明,超声辅助加压浸渍法能够有效改善炭基材料的孔隙结构,加压水热处理后的褐煤半焦比表面积可增大为原来的11倍;炭基材料种类不会影响氧化锌炭基脱硫剂中活性组分的赋存形态,但直接影响活性组分的上载率及其在载体表面分散的均匀性,进而影响脱硫剂的中温硫化性能。褐煤半焦制备的脱硫剂Zn/LSC中较高的活性组分利用率和丰富的孔隙结构使其脱硫效果最佳,脱硫精度达到99.99%时的穿透时间和实际硫容分别达到11.0 h和5.17%。褐煤半焦孔结构最易于改性,是加压水热合成中温煤气脱硫剂的一种优良的载体材料,这也是资源相对丰富的褐煤有效利用的途径之一。