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。

熔盐法制备Mn-Ce/FA吸附剂及其脱除SO2的研究

采用熔盐法制备吸附剂Mn-Ce/FA,将其用于脱除模拟烟气中的SO2,借助固定床评价系统对其脱硫行为进行测试,利用BET,XRD,SEM,XPS表征手段检测其物理化学特性。结果表明:Mn-Ce/FA吸附剂的最佳制备条件为Mn(NO3)240 mL,Ce(NO3)36 g,NaNO318 g,两步焙烧温度分别为375℃和400℃。最优吸附剂硫容为17.45 mg/g。NaNO3起熔剂作用使锰铈组分在液相熔融盐充分混合,块状钠锰双金属氧化物Na2Mn3O7对吸附剂脱除SO2有利,其形成经历开始沉淀到继续生长2个阶段;少量Ce(NO3)3的添加可促进Na2Mn3O7晶粒成块状,更利于脱除SO2;飞灰在吸附剂中起载体作用使锰铈组分负载均匀,其高温液态排列方式的硅铝结构可以和NaNO3熔融在一起为Na2Mn3O7和CeO2提供易于均匀形成和生长的空间。

聚苯硫醚滤料协同飞灰-CaCO_3配方型吸附剂脱除烟气中Hg^0的实验研究

通过固定床实验系统模拟烟气脱除Hg0的实验,研究了布袋常用的聚苯硫醚(polyphenylene sulfide,PPS)滤料协同飞灰-CaCO3配方型吸附剂对模拟烟气中Hg0的脱除效率,以及不同温度、气体成分对Hg0氧化及吸附的影响,分析了其影响机理。结果表明,在温度为120℃,N2+4%O2的条件下,质量比为3∶1的飞灰-CaCO3配方型吸附剂对Hg0的脱除效率最高,虽低于纯飞灰条件下的28%,但其吸附催化寿命较长;温度越高,Hg0的脱除效率越低,PPS滤料协同飞灰-CaCO3配方型吸附剂对Hg0的吸附主要表现为物理吸附;HCl对脱除Hg0的促进作用较为明显;SO2条件下其附加产物对Hg0的脱除表现出一定的抑制作用;NO对Hg0的脱除具有一定的促进作用,但与HCl相比,其促进效果较弱。

移动床吸附脱除火电厂烟气中汞的试验研究

为寻求火电厂吸附脱汞工艺条件,在有工业化前景的移动床吸附装置上,采用以火电厂飞灰为原料制备的2种吸附剂,模拟火电厂烟气汞浓度、温度开展试验研究。利用组合多功能X射线衍射仪、能量色散型X射线荧光光谱仪、全自动比表面积测定仪、扫描电子显微镜对样品的物理化学性质进行研究。结果表明:在60~100℃,主要为物理吸附脱汞,随着温度升高,脱汞率降低;随着吸附时间的延长,脱汞率呈下降趋势。移动床吸附装置的脱汞率高于固定床吸附装置。由于吸附剂A的比表面积、孔隙结构优于吸附剂B,含碳量高,因此脱汞率较高。

飞灰-氢氧化钙/聚苯硫醚(PPS)滤料对烟气中单质汞的脱除

在汞固定床实验台上进行了飞灰-氢氧化钙和PPS滤料负载飞灰-氢氧化钙吸附单质汞,以及不同温度、气体成分对滤料负载吸附剂脱除汞影响的实验研究。实验结果表明,质量配比为2∶1的飞灰-Ca(OH)2吸附剂对Hg0的脱除效果最好,最高可达到34.5%左右,比纯飞灰条件下的脱除效率提高了近10%。120℃条件下,PPS滤料负载飞灰-Ca(OH)2吸附剂对汞的脱除率最高达72%,远高于滤纸薄膜上吸附剂的脱除率。随着温度升高,PPS滤料负载吸附剂的脱除效率降低。HCl、SO2和NO对PPS负载吸附剂脱除汞表现出不同程度的促进作用,HCl具有很强的促进作用,少量HCl足以大幅度提高脱除效果,SO2有一定的促进作用,NO的促进效果并不明显。

电厂烟气汞脱除技术

随着电厂烟气粉尘、SO_2、NO_x和Hg等污染物的排放控制限值越来越严格,电厂烟气的净化研究已成为最热门的研究问题之一。汞的剧毒性使得烟气汞的脱除日益引起重视,烟气脱汞技术的关键是元素汞的高效转化与脱除。在烟气脱汞技术中,活性炭喷射是较为成熟的技术,但其成本高昂;烟气飞灰对汞有一定的吸附作用,通过改性可提高其吸附性能;高级氧化,特别是光催化技术日益引起重视,钛基、铋基等光催化剂在低温条件下有良好的脱汞效率,成为烟气汞氧化减排的重要方向。成本适宜、不额外增加实施场地要求,结合现有烟气净化设备的优化运行,实现SO_2、NO_x、Hg等多种污染物联合脱除技术是电厂烟气汞净化的研究和工业化应用的方向,其中的科学问题是推动烟气净化技术研究发展和应用的源泉。