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。     

硫改性椰壳活性炭管道喷射脱汞实验研究

选用生物质废弃物椰壳制备活性炭脱汞吸附剂,并在不同温度下进行载硫改性.采用N2吸附/脱附、热重质谱联用(TG-MS)、X射线近边吸收结构(XANES)等方法对吸附剂进行孔隙结构和硫存在形态表征.在模拟烟气管道喷射实验装置上进行汞吸附脱除实验研究.结果表明,载硫温度500℃时椰壳活性炭汞吸附效率优于商用富硫活性炭.活性炭汞吸附脱除能力由孔隙结构、硫含量与硫存在形态共同决定.硫含量随着载硫温度的提高而降低,孔隙结构参数得到优化.元素硫、噻吩与硫酸盐为活性炭硫的主要存在形态,噻吩为有机硫的主要形态.元素硫与噻吩均有利于汞吸附脱除,其中元素硫效果最优.模拟烟气组分的加入促进了活性炭脱汞效率的提高.     

碳纳米管负载离子液体对铜离子吸附研究

采用浸渍法将手性离子液体1-乙基-3-甲基咪唑L-酒石酸盐(EMIML-Tar)负载到羧基化多壁碳纳米管(CNTs)上,对水溶液中Cu~(2+)进行吸附,考察了离子液体加入量、EMIML-Tar/CNTs吸附剂用量、Cu~(2+)初始浓度、pH、吸附温度、吸附时间对吸附性能的影响。结果表明,负载离子液体后能显著提高多壁碳纳米管对Cu~(2+)的吸附能力,当Cu~(2+)初始浓度为20 mg/L,吸附剂用量为25 mg,溶液pH为6.0,吸附温度为298 K,吸附时间为30 min时,EMIML-Tar/CNTs吸附剂对Cu~(2+)去除率达96%,吸附量为19.19 mg/g。应用2种动力学模型对吸附过程进行拟合,结果表明吸附过程可以很好地用准一级动力学方程描述。     

硫磺改性吸附剂脱除实验室中气态汞的实验研究

文章采用冷原子吸收法,选用经硫磺改性的活性炭和沸石对实验室中气态汞的吸附性能进行了实验研究。结果表明,改性后的活性炭和沸石对气态汞的脱汞率均有明显的提高,如对汞质量浓度560μg/m3的汞蒸气,负载8%硫的活性炭的脱汞率为90%,而未改性的活性炭的脱汞率为77%,负载8%硫的沸石相比于未改性的沸石的脱汞率由47%提升到67%。从经济角度分析,沸石脱汞比活性炭的经济效益更好。     

活性炭纤维负载钙的制备及其对铅的吸附性能

研究活性炭纤维负载Ca(Ⅱ)盐(Ca-ACF)吸附剂的制备及其对Pb(Ⅱ)的吸附性能.文中考察了ACF的比表面积、溶液pH值、吸附剂用量、负载Ca(Ⅱ)盐的种类与浓度等因素对Pb(Ⅱ)吸附性能的影响.结果表明,比表面积为1 500 m2/g的活性炭纤维负载0.25 mol/L CaCl2时,活性炭纤维对Pb(Ⅱ)的吸附效果最好,其对Pb(Ⅱ)的吸附行为符合Langmuir吸附等温模型.当pH值为6、吸附剂加入量为0.2 mg/mL,静态饱和吸附容量达到201.25 mg/g,重复使用时性能稳定,具有处理含Pb(Ⅱ)废水的应用前景.     

苯酚在改性活性炭上的脱附活化能

探讨了金属离子改性活性炭对苯酚脱附活化能的影响.通过浸渍法分别将6种金属离子负载在活性炭表面,应用程序升温脱附技术测定了苯酚在系列改性活性炭上的脱附活化能,应用软硬酸碱理论分析和讨论了活性炭表面负载不同金属离子对苯酚脱附活化能的影响.结果表明,苯酚在A l(Ⅲ)/AC、Mg(Ⅱ)/AC、Fe(Ⅲ)/AC、Ca(Ⅱ)/AC上的脱附活化能高于其在原始活性炭上的脱附活化能,而它在Ag(Ⅰ)/AC、Cu(Ⅱ)/AC上的脱附活化能低于其在原始活性炭上的脱附活化能.根据软硬酸碱理论分类,苯酚属硬碱.在活性炭表面分别负载硬酸类金属离子Al3 、Mg2 、Fe3 和Ca2 ,会增大活性炭表面的局部硬酸度,提高对苯酚的吸附能力;Ag 属软酸,负载Ag 离子降低了活性炭表面的局部硬酸度,从而降低了其对苯酚的吸附能力;Cu2 离子属交界酸,负载Cu2 离子降低了活性炭表面的交界酸度,也在一定程度上减少了表面对苯酚的吸附能力.     

利用活性炭纤维吸附废水中CCl4的试验研究

以活性炭纤维(ACF)作为去除废水中四氯化碳(CCl4)的吸附剂。分析了震荡时间、温度、pH、活性炭纤维用量等对吸附效果的影响。结果表明,处理含CCl4废水的理想条件为:pH=1、t=25℃、t=30min,最大的去除率能达到90%。CCl4在活性炭纤维上的吸附规律可用Fre-undlich模式描述。活性炭纤维脱附效果很好,可以重复再生使用。     

Ce改性Fe-Mn磁性吸附剂脱汞及再生特性研究

采用共沉淀法制备Ce改性Fe-Mn磁性吸附剂(Fe6Mn1-xCex),在固定床实验系统进行Fe6Mn1-xCex吸附剂的汞吸附及热再生实验,考察Ce添加量、烟气温度、SO2质量浓度和再生次数等因素对脱汞的影响,利用N2吸附/脱附、振动磁强计(VSM)、X射线衍射仪(XRD)等手段对吸附剂进行物化特性表征,分析其脱汞与...     

负载离子液体调节MCM-36上异丁烷和1-丁烯的相对吸附量

通过接枝将离子液体1-烷基-3-(三乙氧基硅丙基)咪唑硫酸氢盐(烷基:甲基、乙基、丁基)在MCM-36分子筛表面进行负载改性,通过~1H-NMR、FT-IR、XPS、TGA、XRD、SEM、BET和正丁胺回滴法等对改性的MCM-36(MCM-36-ILs)进行表征。结果表明酸性离子液体通过化学作用在MCM-36表面进行负载;负载离子液体的催化剂可以在350℃以下稳定存在而不分解;负载离子液体能增加固体酸催化剂表面的酸量,但比表面积和平均孔容有一定程度的降低。Sip模型能很好描述异丁烷、1-丁烯在MCM-36负载离子液体前后固体酸催化剂上的平衡吸附量。异丁烷、1-丁烯在离子液体改性的MCM-36上的吸附性能与离子液体结构、离子液体负载量及催化剂表面特性等有关。负载酸性离子液体可以调节MCM-36上烷烯吸附比(n_I/n_O,相同压力下分子筛上吸附的异丁烷和1-丁烯的物质的量之比)。经1-乙基-3-(三乙氧基硅丙基)咪唑硫酸氢盐负载改性的MCM-36具有较好的烷烯吸附比调节性能,其表面的烷烯吸附比最高可以达到0.95,接近于烷基化反应所需的化学计量比。催化剂表面烷烯吸附比的改善有利于提高催化剂的性能和目标产物的选择性。     

偕胺肟合汞(Ⅱ)纤维对硫酸根离子吸附性能的研究

以含偕胺肟基团的螯合纤维为原料,经Hg(NO3)2溶液化学处理,制得偕胺肟合汞(Ⅱ)纤维,研究了时间、温度、pH值和离子浓度等因素对偕胺肟合汞(Ⅱ)纤维吸附硫酸根离子性能的影响.并采用红外光谱仪和扫描电子显微镜对样品进行了表征.实验结果表明,偕胺肟合汞(Ⅱ)纤维对硫酸根离子具有较好的吸附能力,在反应时间为60min,温度为30℃,pH=4,硫酸根离子浓度为0.05mol/L时,最高吸附量可达1.740mmol/g,其吸附行为符合Langmuir等温吸附模型.     

水合氧化铈负载沸石对含磷废水的深度处理

通过浸渍-焙烧-浸渍活化处理方法制备水合氧化铈负载天然沸石(HCO-MZ)吸附剂,探讨了该吸附剂对水中磷的吸附性能.研究表明,当Ce(VI)离子浓度为0.050 mol/L,在硫酸溶液中加热浸渍,干燥后400 ℃高温焙烧处理,再经稀硫酸加热活化,80 ～ 100 ℃干燥后制得的HCO-MZ吸附剂,其理论负载铈量m(水合氧化铈)/m(沸石)约为172.5 mg/g.采用本研究方法制得的HCO-MZ吸附剂可在pH值为4 ～ 8的范围内使用,其吸附行为可很好地采用 Langmuir等温方程式进行描述.在室温、磷初始质量浓度为30 mg/L、HCO-MZ投加量为30.0 g/L的实验条件下得到的磷去除率可达99 %,对磷的吸附容量约为0.99 mg/g,适用于工业污水处理和生活污水的深度除磷.     

高效金离子吸附剂

比较了不同种类金离子吸附剂的吸附能力以及应用范围,特别是新近出现的含有大量胺基和亚胺基的芳香聚合物的优良吸附能力.作为芳香胺聚合物吸附剂的杰出代表,聚1,8-萘二胺对于金离子的吸附容量高达2 874mg·g-1,远高于性能较好的活性炭纤维的吸附容量,而且可以直接将金离子还原为单质金,有可能成为新型的金溶液电解后处理工序.     

新型燃煤烟气脱汞吸附剂的研究进展

吸附剂喷入技术是去除燃煤烟气中元素态Hg0的有效方法。详细介绍了各种新型脱汞吸附剂的研究状况,主要包括新型碳基吸附剂、矿物类吸附剂、钙基吸附剂以及金属、金属氧化物吸附剂的制备方法、吸附性能及脱汞机理,并将各种脱汞吸附剂的优缺点做了对比。展望了燃煤烟气脱汞吸附剂研究的发展趋势。     

聚氯乙烯强化活性炭脱汞性能

采用聚氯乙烯(PVC)对活性炭热处理改性以提升其脱汞性能.研究了热处理温度对Hg0脱除性能的影响.在前10 min内,250°C下由PVC热处理改性的活性炭的脱汞性能相比于原始活性炭提升了51%;900°C下由PVC热处理改性的活性炭的脱汞效率相比于原始活性炭提升了58%.采用BET比表面积测试、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)方法对材料进行表征,探讨了脱汞活性物质的产生机理和汞吸附机理.结果表明:热处理环境下PVC与活性炭发生交互作用,在活性炭的微孔或表面形成C-Cl基团,为汞的脱除提供主要的化学吸附活性位点.     

基于纳米金/氮掺杂石墨烯的电化学适配体传感器检测汞离子的研究

以离子液体修饰碳糊电极(CILE)为工作电极,利用直接滴涂法将氮掺杂石墨烯(NG)固定于CILE表面后,利用恒电位法将纳米金(AuNPs)沉积在电极表面,再通过自组装法将适配体(aptamer)固定在AuNPs/NG/CILE表面制得一种新型电化学适配体传感器(aptamer/AuNPs/NG/CILE)。利用示差脉冲伏安法(DPV)对修饰电极进行表征,建立了汞离子(Hg~(2+))的电化学适配体检测方法,线性范围为1.0×10~(-9)～3.0×10~(-7)mol/L,检测限为3.33×10~(-10)mol/L。     

可见光响应复合高效光催化剂的制备及应用

采用溶胶-凝胶法将过渡金属离子Fe和稀土离子Sm共掺杂改性纳米TiO2,首次将其负载在具有大比面积、微孔结构丰富的活性炭纤维载体上,制备出新型复合高效光催化剂。以甲基橙模拟染料废水为降解目标,考察催化剂的光催化活性。通过XRD、SEM、BET等手段表征其性质。结果表明:共掺杂改性复合光催化剂的光催化活性要明显优于空白炭纤维、纯二氧化钛负载活性炭纤维和单掺杂改性复合光催化剂的光催化活性,当煅烧温度500℃、n(Fe)∶n(Sm)∶n(Ti)为0.05∶0.1∶1、TiO2在活性炭纤维上的负载量为45%时,光催化效果最好;将光催化剂重复利用7次后,再次降解高质量浓度甲基橙溶液,降解率仍然超过95%;新型复合光催化剂对工业RO浓缩水中COD去除率可达37.12%。     

新型磷酸根吸附剂的制备

以凹凸棒土颗粒为载体 ,采用FeCl3为原料 ,制备水合氧化物Fe·nH2 O .然后 ,将氧化物负载在颗粒上 ,制得粒状磷酸根吸附剂 .实验探讨了负载过程中FeCl3的浓度、负载时间、负载温度等因素对吸附剂吸附性能的影响 .结果表明 :在最佳条件下制得的吸附剂其磷酸根的去除率可达 95 4% .     

甲基丙烯酸3-磺酸内酯钾盐聚合物防污性能研究

将齐墩果酸、除虫菊酯、自制的甲基丙烯酸3-磺酸内酯钾盐聚合物(PSPMA)和离子液体1-(4-乙烯基苄基)-3-丁基咪唑六氟磷酸盐(VBIm-PF6)作为防污剂填充到天然獭兔毛皮表面毛纤维内部的中空结构中,并用明胶封端,制备出可以缓释防污剂的防污材料.微藻和孢子的黏附实验证明,填充了PSPMA和离子液体的毛纤维表面具有明显的防污效果,其中填充了PSPMA的毛纤维表面防污效果最佳.     

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.     

离子液体在纳米碳酸钙制备中的应用

目的合成离子液体[DMIM]BF4(1-癸基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐),并研究其在纳米碳酸钙制备中的应用。方法氯化钙和碳酸铵在参杂有离子液体的溶液中生成碳酸钙,再将碳酸钙烘干,制得纳米碳酸钙。结果在离子液体的参与下可以改变碳酸钙的平均粒度,其范围为40～70 nm符合纳米级要求,通过氯化钙浓度、温度、离子液体加入量单因素实验考查对碳酸钙平均粒度的影响。结论在纳米碳酸钙制备过程中应用离子液体来改变产物的性状是可行的。