NH4Cl-NH4Br改性活性炭脫除模擬煙氣中Hg0的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、燃煤汞污染所導(dǎo)致的生態(tài)環(huán)境破壞、人類(lèi)健康危害引起了國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。本文利用鹵化銨鹽(NH4Cl、NH4Br)溶液浸漬改性活性炭制備燃煤煙氣脫汞吸附劑，在固定床汞吸附實(shí)驗(yàn)臺(tái)上研究了改性前、后活性炭樣品對(duì)模擬煙氣中Hg0吸附、氧化和脫除的實(shí)驗(yàn)特性，考察了各煙氣成分對(duì)活性炭脫除Hg0的單獨(dú)作用規(guī)律，借助5種動(dòng)力學(xué)模型分析了活性炭吸附元素汞的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。
　　 選取兩種商業(yè)活性炭(VAC1、VAC2)作為脫汞吸附劑，并對(duì)VAC1利用N

2、H4Cl、NH4Br溶液浸漬改性。采用N2吸附/脫附、分形維數(shù)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡/X射線(xiàn)能譜儀(FESEM-EDX)、X射線(xiàn)衍射儀(XRD)等手段表征樣品，在固定床汞吸附實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行N2氣氛下活性炭吸附轉(zhuǎn)化Hg0的實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:原始活性炭比表面積大，微孔發(fā)達(dá)，不同種類(lèi)原始活性炭的表面官能團(tuán)種類(lèi)、表面元素?zé)o明顯差異，但微觀(guān)形貌、微孔結(jié)構(gòu)差別較大，汞吸附性能差異也很明顯;鹵化銨鹽溶液浸漬改性未造

3、成活性炭孔隙結(jié)構(gòu)的明顯變化，浸漬改性以化學(xué)擔(dān)載為主，Cl、Br等以非晶體形式的鹵素官能團(tuán)(AC-Cl、AC-Br)存在于改性活性炭表面;經(jīng)NH4Cl、NH4Br浸漬改性后活性炭對(duì)Hg0的吸附速率(k）及累積汞吸附量均明顯提高，脫汞性能顯著增強(qiáng)，并且NH4Br改性效果優(yōu)于NH4Cl改性;活性炭固定床汞吸附過(guò)程中，吸附劑床層既能直接將煙氣中的元素汞Hg0(g)吸附并固定在活性炭表面形成固定汞Hg(p)，也能夠?qū)⒉糠譄煔庵械脑毓疕g0(g)

4、氧化形成氣態(tài)氧化態(tài)汞Hg2+(g)，并且經(jīng)改性后，活性炭表面的含氯官能團(tuán)能更有效地促進(jìn)活性炭氧化Hg0(g)。
　　 在固定床汞吸附實(shí)驗(yàn)臺(tái)上分別研究了各煙氣成分(O2、 HCl、NO、SO2、 CO2)在N2氣氛下對(duì)原始活性炭(VAC1)和1％NH4Cl溶液浸漬改性活性炭(ClAC1)吸附轉(zhuǎn)化Hg0性能的單獨(dú)作用規(guī)律。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:O2、 HCl、NO、CO2單獨(dú)存在均能夠促進(jìn)活性炭(VAC1、ClAC1)對(duì)Hg0的吸附轉(zhuǎn)化作用

5、，其中HCl、NO的促進(jìn)作用最為顯著;SO2對(duì)原始活性炭(VAC1)吸附轉(zhuǎn)化Hg0有促進(jìn)作用，但濃度的影響不明顯;SO2對(duì)NH4Cl改性活性炭(ClAC1)吸附轉(zhuǎn)化Hg0則體現(xiàn)出先促進(jìn)后抑制的影響規(guī)律，并且隨SO2濃度的增加抑制作用越明顯;HCl的加入還會(huì)與模擬煙氣中的Hg0發(fā)生均相氧化作用。
　　 選用的五種動(dòng)力學(xué)模型，除顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型外，其余四種模型擬合曲線(xiàn)相關(guān)系數(shù)均達(dá)到0.99以上，能夠較好地?cái)M合改性前、后活性炭的累積汞吸