有機(jī)硫螯合劑對煙氣脫硫液中汞離子的穩(wěn)定化研究.pdf

1、本論文針對燃煤煙氣脫硫液中Hg2+易被還原成Hg0并再釋放進(jìn)入大氣、造成二次污染的特點(diǎn),研究了有機(jī)硫重金屬螯合劑DTCR(二硫代氨基甲酸鹽,sodium dithiocarbamate)對Hg2+的穩(wěn)定化及抑制其還原再釋放的影響因素。
　　 考察了Hg2+-S(Ⅳ)體系中DTCR-1投加量、溫度、初始pH值等因素對DTCR-1捕集沉淀Hg2+的影響。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),隨著DTCR-1投加量不斷增大,Hg2+的還原率迅速下降,當(dāng)加入的

2、DTCR-1與Hg2+的化學(xué)計(jì)量比為1:1時(shí),DTCR-1對Hg2+穩(wěn)定化及抑制其還原的效率最高。在30～50℃范圍內(nèi),DTCR-1對Hg2+的捕集效率隨溫度的升高而增大,50℃時(shí)Hg2+還原率僅為5.5％,超過50℃時(shí),DTCR-1的捕集效率略有下降。隨著Hg2+-S(Ⅳ)體系初始pH的提高,DTCR-1中的硫原子去質(zhì)子化,配位絡(luò)合能力變大,Hg2+還原率從pH3.0時(shí)的11.3%下降至pH7.0時(shí)的2.3%。
　　 論文系統(tǒng)

3、研究了Hg2+-S(Ⅳ)體系中Cl-、SO42-、NO3-及Ca2+等對DTCR-1穩(wěn)定化Hg2+的影響。結(jié)果表明,DTCR-1對Hg2+的捕集效率隨著Cl-濃度的增加而降低,而Hg2+的還原率卻先上升后下降,最高值(7.8%)出現(xiàn)在Cl-濃度為50mM時(shí)。同時(shí),Hg2+-s(Ⅳ)體系中SO42-濃度越高,DTCR-1穩(wěn)定化效果越好,當(dāng)SO42-濃度大于20mM時(shí)Hg2+還原率維持在較低水平(＜5%)。隨著偏酸性Hg2+-S(Ⅳ)體系中

4、NO3-濃度的增加,DTCR-1對Hg2+捕集效率下降,在NO3-達(dá)到60mM后,螯合沉淀率基本穩(wěn)定在83%左右。
　　 探討了脫硫液中常見的Cu2+、Pb2+、Ni2+、Zn2+等重金屬離子與Hg2+同時(shí)存在時(shí),對DTCR-1穩(wěn)定化Hg2+的影響。結(jié)果表明,幾種重金屬離子均會(huì)與Hg2+競爭和DTCR-1的螯合反應(yīng),幾種離子濃度的增加都在不同程度上抑制了DTCR-1對Hg2+的穩(wěn)定化,促進(jìn)了Hg2+的還原釋放。
　　 在

5、上述單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,模擬燃煤煙氣脫硫液中各種離子存在條件下,考察了DTCR-1投加量、溫度、初始pH值等因素對DTCR-1穩(wěn)定化Hg2+效果的影響。脫硫液中Hg2+的還原率隨DTCR-1投加量的不斷增大而迅速下降,當(dāng)DTCR-1與Hg2+為1.5倍投加量時(shí),Hg2+的還原率最低,且不再隨投加量增大而發(fā)生變化。隨著溫度的升高,DTCR-1對Hg2+的捕集效率略有提高,Hg2+的還原得到較好的抑制,可以降至5%以下。pH值3～5范圍內(nèi),

6、初始pH越高,DTCR-1對Hg2+的穩(wěn)定化作用越明顯,Hg2+還原受到抑制,還原率迅速下降到1.14%。當(dāng)pH大于5時(shí),Hg2+的去除率趨于穩(wěn)定。
　　 Cl-濃度的增高會(huì)使模擬煙氣脫硫液的pH下降,從而使DTCR-1對Hg2+的穩(wěn)定化作用效率變低,還原量增大。隨著SO42-濃度升高,S(Ⅳ)緩慢還原Hg2O2SO4(SO42-與Hg2+反應(yīng)并水解生成的)釋放出Hg0,使得Hg2+還原效率變大,在SO42-為50mM時(shí)達(dá)到最大

7、,此時(shí)捕集率降為88.1%。DTCT-1對模擬脫硫液中Hg2+的捕集效率隨NO3-濃度的的增加而增大,當(dāng)NO3-濃度為50mM時(shí)其對Hg2+的捕集率達(dá)到89.8%并逐漸趨于穩(wěn)定,Hg2+的還原率也略有下降。對于Ca2+濃度影響實(shí)驗(yàn),DTCR-1對Hg2+的捕集率隨著Ca2+濃度的增大而升高,并在Ca2+濃度為10mM時(shí)達(dá)到最高,而后趨于穩(wěn)定。
　　 為檢驗(yàn)重金屬離子螯合劑DTCR-1的實(shí)際效果及其應(yīng)用價(jià)值,在杭州某熱電公司的示范

8、工程上進(jìn)行了中試研究。分別考察了三種有機(jī)硫螯合劑DTCR-1、DTCR-2及TMT-15(2,4,6-三巰基均三嗪三鈉鹽,Na3C3N3S3-9H2O)投加量、pH變化等對Hg2+的穩(wěn)定化作用及還原抑制的影響,研究發(fā)現(xiàn)投加量對結(jié)果影響較大,pH值在4～6時(shí)影響不大。同時(shí),DTCR-1和DTCR-2對捕集沉淀Hg2+并抑制其還原再釋放的作用要略強(qiáng)于TMT-15。
　　 綜上,有機(jī)硫螯合劑DTCR-1可以有效地捕集煙氣脫硫液中的Hg