活性焦配方型吸附剂脱除模拟烟气中Hg~0

通过固定床实验系统进行模拟烟气脱除Hg~0的实验,研究了(V_2O_5-WO_3/TiO_2)SCR催化剂、活性焦、磁性载银沸石(MagZ-Ag~0)在不同温度下对模拟烟气中Hg~0的脱除效果,并对比研究了活性焦-磁性载银沸石配方型吸附剂及负载SCR催化剂配方型吸附剂对模拟烟气中Hg~0的脱除性能。结果表明,纯N_2气氛下,单一吸附剂随着温度升高,Hg~0的脱除效率降低,温度由25℃上升到200℃,最高脱除效率由60%下降到40%;质量配比为3∶1的负载SCR催化剂的配方型吸附剂对Hg~0的脱除效率最高,虽没有明显提高Hg~0的最高脱除效率,但其达到75%的穿透率的穿透时间比单一吸附剂时间更长,提高了Hg~0的脱除效率。     

滤料负载粉尘层对气态汞脱除性能的实验研究

通过不同性能纤维滤料负载燃煤飞灰粉尘层,来模拟袋式除尘器滤袋表面粉尘附着层,进而研究袋滤器用不同性能纤维滤料和粉尘附着层对燃煤烟气中Hg0的联合脱除性能。在固定床实验系统上分别进行了不同纤维滤料和燃煤飞灰粉尘层,以及经实验优选得到的华博特滤料负载燃煤飞灰粉尘层脱除燃煤烟气中Hg0的实验研究。结果表明,燃煤飞灰粉尘层和华博特滤料对Hg0分别有一定的脱除作用,脱除效率可达35%和42.5%,它们对Hg0的脱除是物理吸附和化学吸附共同作用的结果;同时,华博特滤料负载燃煤飞灰粉尘层对Hg0的联合脱除效率受到吸附反应温度、入口汞浓度和烟气停留时间等因素的影响,最佳脱汞率可达64.4%;吸附反应温度越高,脱除效率越低;烟气停留时间越大,脱除效率越高;入口汞浓度的提高并不一定提高华博特滤料负载飞灰粉尘层的脱汞效果。     

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。     

基于响应曲面法优化H_2O_2/Fe~(3+)脱除烧结烟气中的Hg~0

烧结烟气中重金属汞的含量较高,湿法氧化脱除零价汞(Hg~0)是当前最受关注的技术之一,但该氧化脱除技术的操作条件仍需优化。为此,以响应曲面法对H_2O_2/Fe~(3+)氧化脱除Hg~0进行了研究和优化。首先参照单因素实验结果,利用Box-Behnken设计(BBD)的3因素3水平实验研究了溶液温度、H_2O_2浓度和Fe~(3+)浓度3个条件的交互作用并进行分析和优化,发现以H_2O_2/Fe~(3+)氧化脱除Hg~0的最佳条件为溶液温度41.78℃、H_2O_2浓度0.55mol·L~(-1)和Fe~(3+)浓度0.007mol·L~(-1),在此最佳条件下Hg~0的脱除效率可高达87.28%。最后,在该条件下进行了验证研究,实验结果表明最优条件下Hg~0的脱除效率为87.93%±0.87%,与模型预测值基本吻合,表明基于响应曲面分析法所得出的最佳工艺参数准确可靠,对利用H_2O_2/Fe~(3+)脱除钢铁行业烧结烟气中Hg~0的条件优化具有较好的指导作用。     

氯化铜改性石墨相氮化碳吸附剂的脱汞性能

针对燃煤电厂汞污染物排放控制的问题,以尿素为前驱体,通过直接热聚合法制得绒毛状石墨相氮化碳(gC_3N_4),并用于低温条件下吸附脱除单质汞(Hg~0)。利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附、X射线光电子能谱(XPS)等手段对吸附剂进行表征。结果表明:未改性g-C_3N_4具有良好的低温脱汞活性,在120°C时其脱汞效率可达84.7%;CuCl_2改性可以有效提高g-C_3N_4的脱汞性能,其脱汞效率在40～200°C范围内均可达到97%以上;温度对吸附剂脱汞效率的影响较小。XPS表征测试结果表明,铜离子和共价态氯原子均参与了单质汞的吸附脱除反应,Hg~0被Cu~(2+)离子和共价态Cl原子氧化成了Hg~(2+)离子,再吸附于g-C_3N_4表面而脱除。CO_2、SO_2和水蒸气对吸附剂脱汞效率影响较小,但水蒸气可提高汞吸附量。     

SO2、NO对汞在湿法电除尘器中脱除的影响

湿法电除尘器(WESP)作为一种控制烟气中超细颗粒物的有效手段被应用于燃煤电厂的超低排放改造中,然而烟气中的Hg~0受电场、水膜、烟气组分等因素的影响在WESP中的协同脱除机理尚不明确。为了深入了解该机理,探讨了WESP电场和水膜对Hg~0的控制机理,并进一步研究了烟气中SO_2、NO对Hg~0在WESP中脱除的影响。结果表明:电场静电作用对烟气中Hg~0脱除贡献较小,O_2电离产物?O对Hg~0的氧化作用是O_2促进Hg~0脱除的主要途径,水蒸气通过电离产生?OH促进Hg~0氧化以及通过黏附作用促进Hg~0脱除;水膜的裹挟作用对WESP系统Hg~0的脱除贡献较小,溶于水中的汞不稳定且容易再释放;SO_2、NO均通过在电场中电离产生?O促进Hg~0氧化脱除,其中,SO_2及其电离产物溶于水膜后可以与Hg~(2+)形成稳定配合物抑制汞的再释放,而NO的电离产物在水膜中对汞再释放的抑制作用较小。     

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。     

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。     

聚丙烯腈基活性碳纤维用于烟气脱硫脱硝

应用聚丙烯腈基活性碳纤维(PAN-ACF)对模拟的工业烟气中的SO2和NO在烟气露点温度以上进行吸附脱除实验。通过改变固定床ACF装载量、反应温度、水蒸气体积分数和O2体积分数,研究了ACF脱硫效率和脱硝效率的变化规律,还研究了同时脱硫脱硝时入口SO2或NO浓度对脱除效率的影响。结果表明:PAN-ACF具有良好的脱硫性能和一定的脱硝能力,其脱硫效率和脱硝效率随着ACF装载量和O2体积分数的增大而升高,随着温度的升高而降低,随着水蒸气体积分数的增大先升高后降低;在同时脱硫脱硝时,SO2对ACF的脱硝反应有明显的抑制作用,而NO对ACF的脱硫反应影响不大。     

CuCl_2改性材料脱除燃煤烟气中的Hg~0

烟气的脱汞治理已迫在眉睫。本研究以电厂燃煤锅炉废弃物飞灰和石灰为原料,丙酮溶液为分散剂制备了CuCl_2改性材料(CuCl_2-FS),并在固定床吸附评价装置上考察了CuCl_2改性对材料在模拟烟气中对Hg~0的脱除效果的影响。结果表明,经CuCl_2改性后对汞的脱除效率明显提高,并且温度的升高有利于提高其对烟气中Hg0的吸附性能。     

Fenton试剂氧化吸收脱除气相中Hg~0的工艺过程及传质动力学

为了考察Fenton试剂氧化吸收模拟烟气中气态元素汞Hg0的吸收行为,在鼓泡反应器中,通过改变各种影响因素,考察其对气态元素汞Hg0的吸收效果,系统研究了H2O2浓度、Fe2+浓度、p H值、反应温度等主要参数对Hg0脱除效率的影响,并确定了最佳吸收条件。实验结果表明,Fenton试剂对Hg0的脱除效率可达到87.83%,随着H2O2、Fe2+浓度、p H的增加,脱除效率存在最高值,反应温度的升高不利于Hg0的脱除。同时对鼓泡反应器的传质动力学参数传质系数和比相界面积进行了标绘测定。     

溶胶-凝胶法制备高比表面积CeO_2-TiO_2催化剂及其在模拟烟气中脱除Hg~0的性能

以CeO_2作为活性组分、TiO_2作为载体,并以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,采用溶胶-凝胶法制备出高比表面积CeO_2-TiO_2催化剂,通过XRD、BET、SEM和TEM对CeO_2-TiO_2催化剂进行表征,并研究了其在模拟燃煤烟气中Hg~0的氧化性能。结果表明:当反应温度为250℃时,通入4%O_2、0.001%HCl、0.03%NO以及0.04%SO_2后,CeO_2(0.4)-TiO_2催化剂的Hg~0氧化率最高为85%;烟气中的O_2、HCl和NO均能促进CeO_2(0.4)-TiO_2催化剂对Hg~0的氧化,当反应温度250℃时,通入4%O_2和0.001%~0.003%HCl,Hg~0氧化率稳定在98%左右,而通入4%O_2和0.03%NO后,Hg~0氧化率也能达到53%;在抗硫实验中,当仅通入0.04%SO_2,Hg~0氧化率仅有5%。当0.04%SO_2中添加4%O_2时,CeO_2(0.4)-TiO_2催化剂的Hg~0氧化率提高至62%。     

pH对预氧化沸石滤柱启动过程中除锰效率的影响

针对当前接触氧化除锰法启动期较长的问题,采用改性沸石滤料耦合次氯酸钠预氧化辅助滤柱启动,采用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)对滤料进行分析,探究了原水pH对滤柱启动中锰去除效率的影响,并对持续运行过程中次氯酸钠的投加量进行了优化,对改性沸石滤料进行静态吸附实验,并在进水pH分别为6.5、7.0、7.5时进行滤柱启动实验。结果表明,改性沸石滤料对Mn²⁺的吸附符合Langmuir模型与准二级动力学方程,当pH为5.5～8.0时,随pH升高改性沸石滤料对Mn²⁺的去除率上升。在3种pH条件下,滤柱的锰穿透期分别为5、8和9 d,并分别在第20、16和14天启动成功;次氯酸钠预氧化启动的3种滤柱次氯酸钠最低投加量分别为0.8、0.3与0.2 mg·L^-1。SEM与XRD表征结果证实了水钠锰矿在滤料表面的出现;而EDS与XPS结果分别表明,更高的pH会同时带来滤料表面锰元素含量和锰价态的升高。以上研究结果可为地表水水厂中对除锰有利的pH范围及沸石在启动过程中...     

烟气成分对负载V_2O_5-WO_3/TiO_2聚苯硫醚纤维脱除烟气中Hg~0的影响

通过固定床实验系统模拟烟气脱除Hg0的实验,研究了O2、HCl、NO、SO2、H2O和NH3对滤袋常用的聚苯硫醚(PPS)纤维负载V2O5-WO3/TiO2新型催化剂后脱除烟气中Hg0的影响,并分析其影响机理。结果表明,在温度为200℃、高纯N2气氛下,Hg0的脱除率很低,加入4%O2后,脱除率有所增加;0.05‰HCl条件下Hg0的脱除率仅为5%,而0.01‰HCl与4%O2并存的条件下,脱除率明显提高;NO对Hg0的催化氧化促进作用不是很显著;SO2对Hg0氧化具有毒害作用;H2O和NH3可抑制Hg0的脱除,O2的存在可抵消NH3的部分抑制作用。     

反应条件对等离子体脱除吸附于Cu-Ce/AC表面NO_x的影响

以放电等离子体协同催化法对吸附在Cu-Ce/AC上的NO_x进行脱除,研究了不同的放电条件和添加水蒸气对脱除NO_x的影响。结果表明,对于同轴圆筒形反应器,催化剂量一定时,放电长度增加,吸附态NO_x去除率先升高后下降;放电电压增大,吸附态NO_x去除率升高,原因在于放电反应区内能量密度和活性粒子分布状态改变。根据NO_x程序升温脱附(TPD),TPD低温位(200℃)的吸附态NO_x更容易被放电等离子体脱除,放电长度和放电电压能够影响不同吸附位上NO_x的去除效率。适宜条件下,吸附态NO_x去除率最高达到93.3%。循环吸附-等离子体脱除NO_x进行10次后,NO_x脱除率在92%以上。在混合气中添加5%水蒸气提高了等离子体对吸附态NO_x的去除率,但导致循环吸附-等离子体脱除NO_x效率下降。原因是H2O与NO_x竞争吸附带来的负面效应大于等离子体中H2O提供自由基与吸附态NO_x反应所带来的正面效应。     

改性酚醛泡沫脱除SO_2/NO_x影响因素模型

改性酚醛泡沫具有良好的吸附性能,可用于脱除气态污染物,需深入研究其脱除效率与各影响因素间关系。首次引入支持向量机建立改性酚醛泡沫吸附反应床模型,研究在不同温度、气质比、含氧量等影响因素下改性酚醛泡沫脱除二氧化硫、氮氧化物等气态污染物的脱除效果及最优反应条件。烟气模拟脱硫脱硝实验确定RBF-ε-SVM模型为反应器内最优污染物浓度分布预测模型,惩罚系数c=100,gamma因子g=0.1。基于最优模型的各影响因素实验表明:氧气含量在6%时改性酚醛泡沫脱硫脱硝效果最佳;随着质气比的增加脱除效果增强;反应温度在80℃内脱除SO_2和NO的效率随着烟气温度的升高而降低。该模型可用于改性酚醛泡沫吸附反应床的最优工况选择,反应器内浓度分布的在线监控,以及指导反应器的放大、中试。     

铁离子液相催化氧化协同脱硫脱硝

在铁法脱硫的基础上,利用Fe(Ⅲ)离子可以催化氧化NO_x与SO_2溶于液相中形成的S(IV)化合物发生反应的特性,在鼓泡反应器中进行了铁离子液相催化氧化协同脱除烟气中SO_2和NO_x的实验研究,考察了吸收液pH值、温度、烟气中SO_2和NO_x的浓度比等因素对SO_2和NO_x脱除效率的影响。结果表明:实验条件下影响因素的改变并未对SO_2脱除效率产生影响,其脱除效率一直维持在95%以上;对NO_x的脱除效率影响较大,吸收液pH值在3.0左右时,NO_x脱除效率最高,其脱除率可达62%;温度和烟气中SO_2和NO_x的浓度比的增大都会在一定程度上提高NO_x的脱除效率。仅当吸收液温度增大到50℃以后,溶液中Fe(Ⅲ)离子水解生成絮凝状沉淀时,NO_x的脱除效率开始下降;另外,SO_2和NO_x的浓度比大于2.3∶1时,即可满足NO_x脱除的需要。     

凹土负载催化剂对模拟烟气中单质汞的吸附

采用浸渍法制备一系列Mo掺杂Mn Ox/凹土催化剂(Mo-Mn-ATP),并经负载Mo/Mn Ox后冻干-焙烧变温致孔处理。采用比表面、孔径分析仪测定催化剂的比表面积、N2吸附-脱附等温线分析和孔径分布;X射线能谱分析仪(EDS)对催化剂成分进行分析。在固定床汞吸附实验台上,进行了凹土负载催化剂脱除模拟烟气中Hg0的实验研究和理论分析。结果表明,制得的Mo/Mn摩尔比1∶3的Mo-Mn-ATP催化剂,在保持凹土原有晶体结构的基础上,随着Mo/Mn Ox负载量的增加,材料的比表面积和孔容减小。10%负载量,反应温度120℃的条件下,含Mo催化剂对Hg0的脱除性能最佳。     

硝基苯酚和硝酸改性酚醛泡沫脱除烟气中Hg~0

以酚醛泡沫作为基体材料,选择对硝基苯酚和硝酸作为改性剂,制备改性酚醛泡沫PF-12%NO_2和PF-HNO3-5,并研究其对模拟烟气中Hg~0的脱除能力。通过红外和热重表征发现,2种改性剂均可在样品表面引入硝基,且硝酸改性样品PF-HNO_3-5的热解温度更低,可能是由于其表面产生了大量羰基。脱汞实验发现,未改性样品PF-0的汞吸附量仅有0.46μg/g,而PF-12%NO_2的汞吸附量为1.45μg/g,PF-HNO_3-5的汞吸附量为14.63μg/g,表明硝基和羰基确实可以提升吸附剂对烟气中Hg~0的吸附能力。PF-12%NO_2和PF-HNO_3-5的汞吸附曲线均符合颗粒内扩散模型及Bangham模型。     

银负载对活性炭纤维汞吸附性能的影响

银氨溶液浸渍活性炭纤维制得载银量14.07%的载银活性炭纤维.以筒状吸附体吸附气态Hg0的方式研究活性炭纤维银载前后的汞吸附性能,结果表明,载银后活性炭纤维汞吸附性能明显提高.实验还发现:随吸附温度升高,活性炭纤维的汞吸附效率随先增加后降低,而载银活性炭纤维的汞吸附效率随吸附温度升高而一直降低;延长停留时间和添加H2O(g)对两者汞吸附均有利.采用片状吸附体对2种吸附剂的汞饱和吸附量进行了测定,实验得出:70℃下活性炭纤维汞饱和吸附量为29.4 mg/g,载银活性炭纤维汞饱和吸附量为192.3 mg/g,即活性炭纤维载银后汞饱和吸附量提高到原来的6.54倍.扫描电镜分析发现:活性炭纤维上物理吸附汞占绝大多数,化学吸附汞很少;负载银后汞只吸附在活性炭纤维的含银活性点上,银粒子与汞结合生成银汞齐后形状趋于规则,且主要分布于活性炭纤维微晶的晶棱交界处.