脫除燃煤煙氣中單質(zhì)汞的鐵基氧化物設(shè)計.pdf

1、目前，煤燃燒釋放的汞污染物是全球大氣汞污染物的主要來源之一。為了清潔有效利用煤資源，各個國家和地區(qū)先后推出了一系列相應(yīng)的法律法規(guī)對各類燃煤污染物進(jìn)行了嚴(yán)格的限排。但基于我國的基本國情，尚未開發(fā)及設(shè)計出適合于我國燃煤電站現(xiàn)有污染物排放控制設(shè)備的燃煤煙氣中汞的脫除技術(shù)及吸附劑。本文從計算和實驗兩方面出發(fā)進(jìn)行鐵基氧化物的設(shè)計和研究，旨在設(shè)計出高效廉價的可應(yīng)用于脫除燃煤煙氣中單質(zhì)汞的鐵錳氧化物類吸附劑。
　　本文首先對氧化鐵在汞脫除方面的

2、應(yīng)用進(jìn)行理論計算和設(shè)計。利用量子化學(xué)密度泛函理論計算了不同形態(tài)汞在α-Fe2O3(001)表面上的吸附情況。計算結(jié)果顯示，單質(zhì)汞在α-Fe2O3(001)表面的吸附較弱，為物理吸附，Hg0垂直吸附在與Fetop成鍵的Otop位時，吸附能最大;而HgO在其表面的吸附卻是化學(xué)吸附，垂直于吸附劑表面吸附在Fetop位上能夠得到兩種穩(wěn)定平衡結(jié)構(gòu)，即Hg先吸附在Fe原子上和O先吸附在Fe原子上的兩種吸附模型。
　　基于理論計算結(jié)果分析，設(shè)計

3、制備了鐵錳氧化物吸附劑，并將其用于燃煤煙氣中的汞的脫除實驗。為制備出高效脫汞吸附劑，探討了制備條件的影響。結(jié)果表明:鐵錳摩爾比為1∶1，焙燒溫度為400℃條件下制備的樣品具有高穩(wěn)定性和高效脫除單質(zhì)汞的性能。進(jìn)一步考察了反應(yīng)溫度和模擬煙氣組分對單質(zhì)汞的脫除影響，發(fā)現(xiàn)100，200，300，400℃條件下反應(yīng)的脫汞性能相差不大，單質(zhì)汞脫除效率都能達(dá)到98％以上，但相對而言低溫條件更有利于單質(zhì)汞的脫除;煙氣組分中O2和CO2都能夠促進(jìn)單質(zhì)汞的