ESP飞灰对燃煤锅炉烟气汞的吸附特性

用氮气(N2)等温吸附(77K)测量了一座600MW煤粉锅炉电厂静电除尘器(ESP)各个电场飞灰的比表面积、孔径、孔比表面积、孔容积和孔分布,采用扫描电镜(SEM)和X射线能谱分析仪(EDX)分析了飞灰颗粒表面结构和化学组分.结果表明,颗粒粒径越小,比表面积越大,飞灰的汞吸附趋于增加.飞灰含碳量与汞含量呈正相关关系,亚微米级颗粒物对汞的吸附不仅与其比表面积有关,而且与其比表面积的利用率有关.静电除尘过程中飞灰的孔隙结构在不断地变化和发展,孔分布越宽越有利于对汞的吸附,微孔越发达且可利用率越高,越有利于汞的被吸附.     

球磨液对机械化学半干法改性飞灰脱汞性能的影响

采用全方位行星式球磨机对燃煤飞灰进行机械化学半干法改性,分别探究球磨辅助液对改性飞灰脱汞性能的影响及反应前后飞灰中的汞形态,并结合飞灰改性前后的理化特性对其脱汞机理进行分析。研究结果表明：球磨液的加入可使飞灰粒度变小,比表面积增大,孔隙结构更发育,含氧官能团更丰富,有利于Hg0的脱除;添加不同球磨液时,脱汞效率从高到低为乙酸、乙醇、水,这是由于乙酸可使飞灰表面的COOH/C(O)—O—C官能团含量从11.25%增加至23.56%,从而促进Hg0的氧化脱除;添加改性剂S后,可使飞灰表面负载S单质,非氧化态的硫含有较多未配对电子,使Hg0更易以HgS的形式被氧化吸附,进而提升飞灰的脱汞性能;在飞灰对汞的脱除中,以氧化脱除为主,其占比大于80%,吸附脱除占比较小。     

燃煤电厂烟气脱汞技术研究进展

针对燃煤电厂脱汞技术从脱汞机理、脱汞成本、脱汞效率、影响因素等方面总结分析了吸附法、化学氧化法和利用现有脱硫、脱硝、电除尘等设备脱汞技术的优缺点及研究进展。吸附法主要集中在吸附剂制备及脱汞效率等方面,脱汞吸附剂包括活性炭、改性活性炭、功能性活性炭、活性炭纤维、飞灰和农作物吸附剂等。化学氧化法主要包括光催化氧化、金属及金属氧化物催化氧化和低温等离子体法等技术,其机理都是促进烟气中H_g~0氧化成更容易脱除的Hg~(2+);利用现有设备和技术控制汞的排放是结合了SCR催化剂、电除尘放电促使H_g~0氧化、除尘器飞灰吸附、脱硫吸收Hg~(2+)的复杂脱汞机理,其脱汞成本较低。研究制备农作物磁性吸附剂和对脱硝催化剂进行改性后结合现有脱汞技术是目前最具发展前景的脱汞技术。     

燃煤电厂汞排放特性实验研究

选取了我国6个比较有代表性的燃煤电厂,采用美国EPA推荐使用的OH方法,对其入炉煤、底渣、飞灰、脱硫产物及烟气进行了取样分析,并针对系统汞的排放进行了平衡计算.测量了不同电厂的除尘器灰的含碳量,以分析其对飞灰中汞富集因子的影响.实验结果表明:在所测的6个燃煤电厂中,底渣排汞量不到总汞的1%,煤中的汞在燃烧区域以后绝大部分以气态和飞灰吸附态的形式排放,并随着机组容量的增大,气态汞的排放比例也有所增大.飞灰中的残碳对气态汞向飞灰的富集有促进作用,飞灰的含碳量与飞灰中汞的富集因子呈正相关关系.烟气中的氯元素可以提高可溶性二价汞的含量.实验研究表明,循环流化床燃烧方式可以极大地减少气态汞的排放量,其机理还有待于进一步研究.     

活性炭纤维脱除燃煤烟气中汞的试验研究

在一维煤粉燃烧试验台上进行了活性炭纤维脱除燃煤烟气中汞的试验研究．采用Ontario-Hydro方法研究燃煤烟气中汞的形态分布,利用三种不同活性炭纤维对实际烟气进行汞的吸附试验．结果表明,烟气中气态汞主要以单质汞为主,飞灰未燃尽碳可以吸附气相汞;活性炭纤维对汞有较好的吸附效果,其表面含氧、含氮官能团以及水分对汞的吸附,特别是对Hg^0的吸附氧化有促进作用．     

飞灰残炭对零价汞蒸汽的吸附特征

研究了飞灰未燃残炭对零价汞蒸气的吸附特性.在低汞平衡浓度(＜250 μg/m3)条件下,残炭汞吸附能力与商业活性炭差距不显著,而商业活性炭在高汞浓度端的汞吸附量则明显升高.残炭汞吸附特性与其来源相关性较强.残炭的吸附等温线类似于Ⅱ型等温线,而商业活性炭则明显具有Ⅲ型吸附等温线特征.静态吸附实验结果表明炭质吸附剂表面存在活性点位,从而使其吸附过程得到加强.因为残炭制造成本相对低廉,所以在烟气汞污染物脱除方面更具有价格优势.     

煤热解过程中汞析出与汞吸附特性研究

采用煤热解释放出汞,并对热解气体进行汞吸附脱除的燃烧前脱汞的技术路线.在程序升温管式炉系统中,实验研究了大同煤和宝日希勒煤,在N2气氛下热解过程中汞析出和汞吸附的特性.热解结果表明:温度是影响煤热解过程中汞释放的主要因素.随热解温度升高,汞释放率急剧上升,在600℃时两种煤中汞释放率达90%以上;被释放的汞蒸气中以元素汞为主.随停留时间的延长和加热速率的升高,煤中汞释放率显著增加;汞析出仍以元素汞为主.考察了四种吸附剂活性炭、飞灰、Ca(OH)2和5%KMnO4改性Ca(OH)2,对大同煤热解气体中汞的吸附特性.结果表明:随热解温度的升高,四种吸附荆的单位汞吸附量均增大;其中活性炭具有较强的汞吸附能力,吸附率达92%以上;飞灰和另外两种钙基吸附剂的汞吸附率在73%～85%之间变化.     

燃煤飞灰中汞的渗滤特性

燃煤飞灰中汞的稳定性是当前备受关注的环境问题之一。为研究燃煤飞灰中的汞在渗滤过程中的迁移转化规律,该文参考国内外多个毒性浸出方法设计渗滤试验,模拟浸取剂pH值、固液比、渗滤时间以及浸取剂氨含量等多个环境变量,并依照美国环保局EPA 1631方法对渗滤液汞浓度进行测定。研究结果表明:飞灰中的汞在渗滤过程中释放率均小于0.2%;渗滤液汞浓度随浸取液pH值的增大呈指数下降趋势,在强碱环境中,渗滤液汞浓度有一定回升;飞灰汞释放率随液固比的增大呈上升趋势;渗滤时间对汞的渗滤量影响不大。总体而言,飞灰在堆存、埋放过程中一般不会对周围环境产生汞污染。但是,氨的存在对飞灰中汞的再释放有显著促进作用。     

燃煤电厂活性炭喷射脱汞的试验研究

源自燃煤电厂的汞排放已经受到全世界的广泛关注,采取主动措施对其进行控制已成为主要的汞减排手段之一.文献资料表明,燃煤电厂的飞灰对烟气中的汞有一定的吸附脱除作用,但脱除效果因煤种不同导致差异很大,而活性炭对汞有较好的吸附脱除效果.本文采用燃烧调整和优化(CMO)技术以及活性炭喷射(ACI)方法控制和脱除一台美国现役燃煤电厂锅炉(250MWe)燃用低汞和高汞含量煤时烟气中的汞,并对其空气预热器入口和静电除尘器出口烟气中的汞浓度同时使用安大略湿法(OHM)和半连续排放监控系统(SCEM)两种检测方法进行监测,计算了对总汞的脱除效率,得到了该锅炉烟气中的总汞浓度及其脱除率与活性炭喷射量的关系.     

球磨时间对模拟飞灰中汞的机械化学稳定化影响

为探明球磨时间对飞灰中汞稳定性的影响,采用全方位行星式球磨机对模拟飞灰中的汞进行机械化学稳定化处理,通过毒性浸出测试评价汞稳定性.利用比表面积分析、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱等分析手段对汞稳定化前后的样品进行表征.结果 表明,未添加S条件下,球磨可提高汞稳定性,归因于粒径与结晶度降低、反应活性增强,发达的孔隙结构...     

三峡库区垃圾焚烧飞灰中汞的污染特性

研究了三峡库区垃圾焚烧飞灰中汞在不同粒径下的分布特征、不同浸出时间、液固比和不同酸度下的浸出规律、浸出毒性及飞灰中汞的不同存在形态的含量.结果表明三峡库区垃圾焚烧飞灰中汞平均含量为8.52 mg/kg,粒径在<100 μm范围内的飞灰中汞含量较高,且汞的含量随着飞灰颗粒尺寸的减小,呈增加趋势.汞的浸出与环境条件密切相关:汞的浸出量随pH值及液固比(L/S)的增加而增大,随时间的延长而减少.形态分析表明飞灰中汞的可氧化态及残渣态含量都较高,而弱酸提取态和可还原态含量则相对较低.     

氨基膦酸树脂对汞、铅混合液的吸附研究

研究氨基膦酸树脂对汞、铅混合溶液的吸附行为．结果表明：树脂对混合溶液中的汞、铅都能产生吸附；当混合溶液中汞、铅浓度相同时，树脂对铅的吸附率要大于树脂对汞的吸附率；当混合液中汞、铅浓度不相同时，在实验条件下，无论是汞的浓度大于铅的浓度，还是铅的浓度大于汞的浓度，其吸附率都是树脂对铅的吸附率大于树脂对汞的吸附率；当树脂的功能基与溶液中汞、铅离子的物质的量相当时，树脂能基本完全吸附溶液中的汞、铅离子．所以，氨基膦酸树脂可作为含汞、铅废水的实用吸附剂．     

活性炭喷射耦合布袋除尘脱除燃煤烟气有机污染物

为了探究燃煤烟气有机物的吸附特性,以木质活性炭作为吸附剂、邻二甲苯和甲苯作为吸附质,开展了120 ～130℃温度下有机物质量浓度为40 ～50mg/m3时活性炭喷射耦合布袋除尘器(ACI+ BF)脱除燃煤有机物的试验,研究了有机物沸点、极性以及模拟烟气中水汽、燃煤飞灰和SO2等组分对ACI+ BF脱除有机物性能的影响.结果 表明:有机物沸点是影响吸附脱除效率的主要因素,极性强弱会影响吸附速率;空气气氛下,邻二甲苯吸附脱除效率为56.68％;水汽和SO2在活性炭上与有机物产生竞争吸附,吸附脱除效率分别最大下降24.94％和6.662％,水汽的影响强于SO2;燃煤飞灰因其对活性炭的覆盖作用,低浓度时有抑制吸附作用,吸附脱除效率下降了8.58％,但随着飞灰浓度提高,因促进滤袋上滤层的产生,抑制作用减弱,吸附脱除效率下降了1.61％;水汽、燃煤飞灰和SO2三者混合组分条件下,有机物吸附脱除效率下降程度最大,吸附脱除效率仅为47.13％.     

钙基水合改性飞灰吸附剂脱除模拟烟气中SO2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。     

CO2/H3PO4活化与NH4Br改性稻壳焦的脱汞性能实验研究

以生物质稻壳为原料,采用CO2,H3PO4活化方法,并经NH4Br溶液改性,分别制备了稻壳热解焦、活化焦和改性焦,并将其作为脱汞吸附剂.采用N2吸附/脱附、SEM-EDS、FTIR等方法研究吸附剂的微观物理化学特性,结果表明:CO2活化使稻壳焦的孔隙结构显著改善,增强了吸附剂对汞的物理吸附能力;H3PO4活化使稻壳焦表面生成大量酸性含氧官能团,有利于汞的化学吸附;NH4Br改性使Br元素有效负载到稻壳焦表面,促进了单质汞向氧化态汞的转化.固定床汞吸附实验结果表明:改性后的稻壳热解焦与活化焦的脱汞效率分别提高了60%与90%,实验120min后,CO2,H3PO4活化改性焦的汞吸附效率仍分别保持在90%与80%以上.生物质稻壳经CO2/H3PO4活化和NH4Br溶液改性后可作为燃煤电厂烟气喷射脱汞的廉价高效吸附剂.     

烟气组分及飞灰对汞形态转化的影响

模拟研究O2、SO2和HCl三种烟气气体与飞灰存在状态对汞形态转化的影响,并探讨温度对其转化的作用.结果表明:在不同气氛中,反应温度升高有利于汞的氧化,但N2--SO2的烟气体系则相反;O2、SO2和HCl单独存在于烟气中时,对汞的氧化起到不同程度的促进作用,其中HCl的效果最好;烟气中含有O2和HCl将使汞的氧化率明显提高;当SO2与HCl同时存在于烟气中时,SO2会通过与HCl反应抑制汞的氧化过程.飞灰为氧化反应提供反应介质和催化剂,促进烟气中汞的形态转化.     

巯基功能化聚乙烯醇-明胶复合微球的研究

以聚乙烯醇、明胶和环硫氯丙烷为原料制备的一种巯基功能化聚乙烯醇-明胶复合微球吸附剂,具有组成可控、尺寸均匀和微观结构多孔性等特点,在高浓度汞离子环境下对汞离子的吸附率可达93.0%,在微量汞离子环境下对汞离子的吸收率为99.2%,并且多次使用后其损失率低于1.0%,是新一代高性能汞吸附用高分子材料.     

竹炭脱除单质汞的特性研究

为了寻求廉价、高效的脱汞吸附剂,总结了竹炭的来源、制备方法、竹炭（BC）的性质以及竹炭的应用现状,并将其应用在燃煤大气污染物汞的脱除上．在小型燃煤烟气汞脱除实验台上和模拟烟气气氛下研究了低温下BC对汞吸附性能的影响因素．实验结果表明：BC对汞有较强的吸附能力,BC粒径减小增大了BC表面积和孔容,这有利于物理吸附脱汞;吸附剂质量与流量比值（W／F）的增加延长了汞与BC的接触时间,非常利于汞的吸附脱除;BC的脱汞效率随汞浓度的增大而降低;BC对汞的吸附脱除存在着最佳反应温度,实验发现60℃为最佳脱除温度;氧气会促进单质汞的氧化,从而进一步提高BC脱除汞的能力．     

生物质活性炭对模拟烟气汞吸附特性的实验研究

采用氯化锌作为活化剂制备生物质活性炭,在不同的氯化锌质量分数、活化时间、活化温度条件下,对不同的生物质原料进行活化、碳化,以制备所得活性炭对亚甲基蓝的脱色量为指标,进行正交设计优化.利用吸附性能较好的生物质活性炭,对其进行汞吸附实验.结果表明,生物质活性炭制备的优化工艺条件为:氯化锌质量分数50%,活化时间1.5h,活化温度600℃.在此条件下,毛豆杆活性炭对亚甲基蓝的脱色量为0.15mg/g,对汞4h的吸附量为0.015mg,穿透率为5.30%.由此得出,受原料、活化剂质量分数、活化时间和活化温度等影响,各种活性炭对亚甲基蓝的吸附效率都不同,毛豆杆活性炭对模拟烟气中汞的吸附效果最好,这与其微孔极发达有关.     

卤化铵盐改性生物质稻壳焦的汞吸附特性

为了研制高效廉价的脱汞吸附剂,选用生物质废弃物稻壳制备稻壳焦,并对其进行NH4Cl和NH4Br化学浸渍改性.利用比表面积及孔隙度分析仪、扫描电子显微镜和X射线能谱分析仪等,对稻壳焦进行表征.在固定床汞吸附实验台上进行改性前后稻壳焦吸附脱除汞的实验,研究了稻壳粒径、改性剂种类和改性剂添加浓度对汞吸附的影响.实验结果表明,稻壳焦孔隙结构比较发达.随稻壳粒径减小,比表面积和微孔容积减小.改性后的稻壳焦微观形貌有较大改善,稻壳焦表面载氯/溴量显著增加.改性后稻壳焦的汞吸附量提高了约10倍.使用质量分数为1%的改性溶液即可显著提高稻壳焦的汞吸附脱除能力,且NH4Br改性后稻壳焦汞吸附性能略优于NH4Cl改性后稻壳焦.