生物質(zhì)焦改性及其對煙氣中汞吸附特性的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、燃煤汞排放控制技術(shù)是繼SO2和NO污染物排放控制的又一研究熱點(diǎn)。吸附劑噴射與常規(guī)大氣污染控制設(shè)備結(jié)合是一種很有前景的燃煤電站汞污染控制技術(shù)，而如何獲得高效、低廉的汞吸附劑是該技術(shù)成功應(yīng)用的關(guān)鍵之一。由于生物質(zhì)具有來源廣泛、儲(chǔ)量豐富、低硫、低氮、高灰焦活性以及零CO2凈排放等特點(diǎn)，因此，開展生物質(zhì)基吸附劑的制備及其對模擬煙氣中汞吸附特性的研究，具有重要的理論價(jià)值和工程應(yīng)用前景。
　　在自建的固定床熱解/活化實(shí)驗(yàn)裝置上，以桑樹枝(MT

2、)、核桃殼(NS)、麥稈(WS)和稻稈(RS)等四種生物質(zhì)為原料，首先在不同熱解條件下對四種生物質(zhì)進(jìn)行熱解處理得到生物質(zhì)熱解焦；然后對生物質(zhì)熱解焦進(jìn)行水蒸氣活化處理得到蒸氣活化焦；最后用不同的改性試劑(H2O2、ZnCl2、NaCl和NaBr)，對蒸氣活化焦進(jìn)行改性處理得到改性焦。采用熱重分析儀、比表面積及孔隙結(jié)構(gòu)分析儀、掃描電鏡能譜分析儀(SEM-EDS)和傅里葉變換紅外光譜分析儀(FTIR)等對生物質(zhì)原料、熱解焦、蒸氣活化焦和改性焦

3、進(jìn)行了分析與表征。結(jié)果表明：1)在400～800℃熱解溫度下，隨著熱解溫度升高，生物質(zhì)焦比表面積呈現(xiàn)先升高后稍有下降的趨勢，總體而言，600℃熱解下所制得生物質(zhì)焦的孔隙結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)結(jié)構(gòu)最佳；對四種生物質(zhì)焦而言，核桃殼焦的孔隙結(jié)構(gòu)最佳，其次為桑樹枝焦和麥稈焦，稻稈焦的孔隙結(jié)構(gòu)最差。2)蒸氣活化可以顯著改善生物質(zhì)焦的孔隙結(jié)構(gòu)，同時(shí)生物質(zhì)焦的含氧量也有所增加。3)經(jīng)H2O2改性后生物質(zhì)焦的比表面積和表面羥基官能團(tuán)數(shù)量均有所增加；而經(jīng)鹵化物改

4、性后生物質(zhì)焦的孔隙結(jié)構(gòu)變差，但表面鹵族元素和含氯官能團(tuán)數(shù)量均顯著增加。
　　在自建的固定床吸附試驗(yàn)臺(tái)上，開展生物質(zhì)熱解焦對模擬煙氣中汞吸附特性的實(shí)驗(yàn)研究，分析了反應(yīng)溫度、汞初始濃度、熱解溫度等對汞吸附效果的影響。結(jié)果表明：1)在吸附反應(yīng)溫度為60～120℃的實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，吸附反應(yīng)溫度為60℃時(shí)單位生物質(zhì)熱解焦的汞吸附量最大，隨著反應(yīng)溫度的升高，單位生物質(zhì)熱解焦汞吸附量明顯降低。2)隨著汞初始濃度的增加，單位熱解焦的汞吸附量有所減小。

5、3)對四種生物質(zhì)熱解焦而言，核桃殼焦的吸附效果最好，其次是桑樹枝焦和麥稈焦，稻稈焦的吸附效果最差。4)在熱解溫度為400～800℃范圍內(nèi)，600℃熱解下所得生物質(zhì)焦的吸附效果最好，400℃熱解焦吸附效果最差。
　　在自建的固定床吸附試驗(yàn)臺(tái)上，開展生物質(zhì)蒸氣活化焦和改性焦對模擬煙氣中汞吸附特性的實(shí)驗(yàn)研究，分析了蒸氣活化、改性劑和模擬煙氣組分等因素對汞吸附效果的影響和規(guī)律。結(jié)果表明：1)蒸氣活化可以顯著提高蒸氣活化焦對汞的吸附量。2)

6、H2O2改性焦隨著反應(yīng)溫度的升高，單位汞吸附量降低，汞吸附效率下降，最佳吸附溫度為60℃；ZnCl2改性焦隨著反應(yīng)溫度的增加呈先增大后減小的趨勢，反應(yīng)溫度為90℃時(shí)汞吸附效果最好。3)經(jīng)過H2O2、ZnCl2、NaCl和NaBr浸漬改性后所得生物質(zhì)改性焦的汞吸附量明顯上升；對不同的改性焦而言，負(fù)載ZnCl2的MT600-A-ZC(5％)焦對汞吸附性能最佳，其單位汞吸附量29.55μg/g，為活化焦的3.37倍。4)隨著模擬煙氣中SO2濃