湿法脱硫浆液中石膏与汞的结合特性模拟研究

燃煤烟气湿法脱硫石膏中汞的大量富集限制了其应用范围且容易产生汞的二次逃逸问题.因此,本文对脱硫浆液中的汞在固相石膏的迁移转化规律进行了模拟研究,考察了不同操作条件和离子浓度的影响,探求汞进入石膏的量和形态的变化趋势.同时考察了温度、p H、石膏老化时间和结晶方式等对汞与石膏结合特性的影响,并对机理进行了探讨.结果表明,当液相汞浓度从0.16 mg·L-1增加到2.67 mg·L-1时,进入石膏的汞含量相应从0.38 mg·kg-1增加到4.17 mg·kg-1,但其占液相总汞的比例却呈先下降后不变的趋势.当石膏浆液浓度从1%增加到20%时,由液相进入石膏中的汞比例不断上升,但石膏汞含量却不断下降.基于实验结果推测汞与石膏结合的两种方式:石膏的内部包裹作用和石膏的表面吸附作用.另外,酸根离子浓度会改变浆液中游离汞的含量,从而影响石膏中汞的富集量:Cl-和NO-3对汞进入石膏有抑制作用,而SO2-4的存在会起到促进作用;铁、铝阳离子的存在会促进汞进入石膏,钙、镁阳离子对汞的富集基本无影响.     

零价汞在MnOx/α-Al2O3-氯气体系中的催化氧化

为强化烟气中零价汞向二价汞的转化,利用模拟含汞烟气研究了以MnOx/α-Al2O3作为催化剂、利用氯气作为氧化剂催化氧化零价汞的方法.着重考察了氯气浓度、温度、空速和SO2对催化氧化零价汞性能的影响,并与HCl作为氧化剂的结果进行了对比.同时,对催化剂进行表征,探讨了催化剂表面吸附态汞的形态.研究结果表明,Cl2较HCl更易活化且活性温度区间更广,在100～300℃范围内,Cl2体积分数为2.0×10-6时的催化氧化效率即可达80%以上;在1.6×104-6.4×104 h-1空速范围内,零价汞氧化率保持在90%以上.空速继续提高到1.92×105h-1时,零价汞氧化率呈现线性下降趋势;烟气中的SO2与Cl2:反应会消耗Cl2,Cl2体积分数低时对催化氧化反应抑制作用显著,但Cl2体积分数增至5.0×10-6时对催化氧化反应的抑制效果较弱,仅为10%左右.     

玻璃减薄蚀刻液中氟硅酸的选择性脱除方法

光电玻璃减薄蚀刻液中氟硅酸(H2SiF6)的累积,是导致蚀刻液无法连续使用而转化为废液的主要原因。尝试对蚀刻废液中氟硅酸进行选择性脱除工艺,探索刻蚀液循环利用的有效处理方法。鉴于氟硅酸的碱金属盐具有溶解度较低的特点,研究考察了利用钠盐或钾盐为沉淀剂,将废液中的H2SiF6以氟硅酸盐的形式沉淀去除,为实现蚀刻液的循环利用提供可能。结果表明,KCl相比NaCl对H2SiF6处理效果更好,但生成的K2SiF6的结晶颗粒过细,难以自然沉降,过滤效果较差;而Na2SiF6结晶沉降特性较好,且使用NaCl为沉淀剂具有价廉易得等特点,可作为氟硅酸的理想沉淀剂。H2SiF6去除率与碱金属盐H2SiF6摩尔计量比正相关,当摩尔计量比NaCl/H2SiF6=2,H2SiF6含量10%的模拟废液,其H2SiF6去除率可达到90%以上。     

过渡金属元素掺杂改性SCR对零价汞的催化氧化性能

为提高商用SCR催化剂对Hg0(零价汞)的催化氧化活性,研究了过渡金属对其进行掺杂改性的方法,并利用固定床反应平台考察了不同试验条件下改性催化剂对Hg0的氧化效率. 结果表明:Y、Zn、Ni和Zr等过渡金属的掺杂可明显抑制SCR催化剂的催化活性,而Fe、Cu掺杂改性SCR催化剂对Hg0的催化氧化性能有显著提升. 在反应温度为350 ℃、空速比为370 000 h-1、φ(HCl)为1×10-5的条件下,Fe、Cu掺杂改性的SCR催化剂对Hg0的氧化效率均能达到90%以上,并且Fe掺杂改性后的SCR催化剂的脱硝性能也未受到明显影响. 借助XRD和XPS等表征手段,对反应前后Fe掺杂改性SCR催化剂进行了研究,表明Fe改性SCR催化剂遵循Mars-Maessen和Langmuir-Hinshelwood机制,可明显提高对Hg0的催化氧化效率,因此,应用前景较好.      

Cu/SAPO-34对模拟烟气中零价汞的脱除性能

采用离子交换法将不同比例的Cu负载于SAPO-34分子筛,通过固定床反应器考察其对模拟烟气中零价汞(Hg~0)的催化去除效果,并使用BET、XRD、SEM等方法对材料性能进行分析表征。结果发现:在脱汞效率测试中,1.5×10~(-5)HCl能显著提升Cu/SAPO-34对Hg~0的去除效率。在100~250℃范围内,Hg~0去除率均能达到80%以上,最大去除效率达到97%。在抗水抗硫实验中,H_2O对Cu/SAPO-34-10%脱汞效率影响很小;通入2×10~(-3)SO_2450 min后,Hg~0去除率仍有85%,停止通入SO_2后材料的脱汞效率能够恢复。     

沿海城市大气汞的数值模拟研究

通过建立箱式模型对大气汞浓度进行模拟,对气象因子(如温度、相对湿度、压强)和化学因子(如某些氧化剂)进行敏感性测试,研究它们对大气汞浓度变化的定性和定量影响,并计算大气元素态汞的转换率。结果表明,大气元素汞浓度随着温度和相对湿度的增加而增加,季节变化会对模拟结果产生较大影响,而压强及氧化剂对模拟结果影响并不显著。此外,采用三维CMAQ-Hg模型对典型沿海城市大气汞的空间分布特征进行模拟,发现元素态汞是大气汞中的主要存在形态,并且春季大气元素态汞的模拟浓度要低于秋季,主要是因为温度、相对湿度、季节的影响,进一步验证了箱式模型的结果。     

CuBr2分解缓释-膜催化对零价汞的氧化性能研究

以置于多孔陶瓷膜中的CuBr2受热分解所释放的Br2为氧化剂,利用膜催化装置对Hg0氧化效率进行研究,并设计反应-就地检测一体化装置,避免下游气体管壁效应对实验结果带来的影响.结果表明,MnO x/α-Al2O3催化膜对CuBr2分解所产生Br2的释放有较好的"缓释"作用.Hg0和Br2在催化膜表面的吸附和反应可用Langmuir-Hinshelwood机制描述.Hg0氧化效率随Br2浓度增大而升高,但在达到一定浓度后,Hg0和Br2的吸附速率及两者在催化膜表面的反应速率成为限速因素.473~573 K时Hg0氧化效率变化较稳定.烟气中SO2对Hg0氧化有一定抑制作用,NO无明显影响.     

污泥深度机械脱水的优化研究

降低污泥含水率是污泥处置的关键点。论文自制了高压恒压污泥过滤脱水装置,在2 MPa压力条件下10 min可快速将污泥含水率降低至75.30%;添加3%氯化铁化学调理后,可进一步降低至63.38%。添加氯化铝调理也可降至71.98%;生物质添加剂也有较好的效果,污泥分别与木屑和秸秆按质量比2∶1调理后,压滤后污泥的含水率分别为60.22%和63.75%,木屑的效果优于秸秆;生物质还具有极强的吸水性,生物质与污泥混合泥饼压滤后表观含水率仅分别为43.83%与45.90%;此外,生物质调理后有助于提升污泥热值,可用于制备生物质污泥燃料。化学调理与生物质调理具有协同作用,优化后的污泥实际含水率及泥饼表观含水率低至55.23%与39.16%,污泥减量效果相当明显。     

燃煤烟气中零价汞控制技术研究进展

我国燃煤过程中汞的排放越来越引起国际社会的广泛关注。燃煤烟气中排放汞的形态主要以零价汞为主,将气态零价汞转化为易于脱除的二价汞是控制零价汞排放的有效途径。为此,文章对燃煤烟气中零价汞的转化机理以及控制技术现状进行了概括和总结,对不同零价汞控制技术的特点进行比较分析,并初步探讨了其发展趋势。结论得出应充分利用现有的烟气净化设备,经济有效地发挥其在烟气除汞方面的作用。