MnxOy-Al2O3可再生脫汞吸附劑特性研究.pdf

1、汞及其化合物具有劇毒性，對人類健康和環(huán)境的影響已經(jīng)成為目前全球關(guān)注的焦點。我國能源結(jié)構(gòu)主要以煤炭為主，燃煤火電機組的汞排放問題也日益引起關(guān)注，在現(xiàn)有的火電機組脫汞技術(shù)中，吸附劑噴射被認(rèn)為是最具有工業(yè)應(yīng)用前景的脫汞技術(shù)。若將吸附后的脫汞吸附劑直接廢棄，會造成二次污染和資源浪費;但現(xiàn)階段研究的大部分脫汞吸附劑并不能實現(xiàn)循環(huán)利用，因此，對可再生脫汞吸附劑的研究顯得尤為重要。本文采用浸漬法，以Mn元素為氧元素基體，多孔介質(zhì)Al2O3為載體，制備

2、可再生MnxOy/Al2O3脫汞吸附劑，對可再生脫汞吸附劑進行脫汞特性和再生特性研究。
　　利用浸漬法制備MnxOy/Al2O3吸附劑，考察了不同改性溶液濃度和活化溫度對吸附劑脫汞效率的影響;并結(jié)合表征結(jié)果對樣品進行分析。結(jié)果表明:隨著改性溶液濃度的增加，吸附劑表面活性組分的負(fù)載量增加，脫汞效率逐漸增高;隨著活化溫度的升高，有效活性組分含量降低，脫汞效率逐漸下降;吸附特征是以中孔吸附為主。
　　在固定床脫汞實驗臺探究了反應(yīng)溫

3、度與初始汞濃度對脫汞效率的影響。結(jié)果表明:隨著反應(yīng)溫度的升高，降低了吸附反應(yīng)所需的活化能，促進了汞在吸附劑表面的化學(xué)吸附作用，脫汞效率逐漸升高;隨著初始汞濃度的升高，活性中心位點數(shù)量一定，汞與表面活性位點接觸機會增多，效率有所上升，但汞濃度過高時脫汞效率有所下降，總體表現(xiàn)出脫汞效率先增大后減小。探究了不同O2、SO2和NO濃度對吸附劑脫汞效率的影響，并結(jié)合程序升溫脫附(TPD)及X射線能譜儀(EDX)研究不同氣氛下的汞吸附機理。結(jié)果表明

4、:有O2較無O2條件，脫汞效率有明顯提高，但隨著O2濃度的升高，脫汞效率增加地并不明顯，汞在表面生成HgO而被吸附，O2對汞吸附有促進作用，汞在吸附劑表面的吸附遵循Mars-Masessen機理;SO2會與汞在表面產(chǎn)生競爭吸附，并且會造成吸附劑硫中毒，隨著SO2濃度的升高，脫汞效率逐漸下降，SO2對汞吸附總體表現(xiàn)出抑制作用，但也會在反應(yīng)過程中生成少量的HgSO4及Hg2SO4促進汞吸附;NO會結(jié)合活性氧生成NO2促進反應(yīng)生成HgO，并且

5、會與汞反應(yīng)生成Hg(NO3)2及HgNO3促進汞吸附，但促進過程以生成HgO為主，隨著NO濃度的升高，脫汞效率也逐漸升高。
　　在TPD實驗臺及低溫等離子體實驗臺對脫汞吸附劑進行再生處理，探究了熱再生失活的機理及低溫等離子體再生機理。結(jié)果表明:熱再生處理后吸附劑由于表面Mn4+/(Mn4++Mn3+)值下降和較高溫度使吸附劑發(fā)生低溫?zé)Y(jié)現(xiàn)象而導(dǎo)致脫汞效率大幅度降低，但經(jīng)過低溫等離子作用后，表面較低的Mn4+相對含量得到了提升，吸附

6、劑恢復(fù)部分活性，脫汞效率也有了一定的提高，但高溫對吸附劑表面結(jié)構(gòu)的破壞是不可逆作用，所以雖然吸附劑經(jīng)過等離子處理，但其脫汞效率仍有一定的降低;脫汞效率降到40％的樣品在經(jīng)過低溫等離子體放電處理后，初始脫汞效率恢復(fù)至75％左右，經(jīng)過低溫等離子體再生后，表面Mn4+含量有所提高，活性位點被釋放，吸附劑恢復(fù)部分活性。探究了低溫等離子體的再生功率、再生時間及再生次數(shù)對脫汞性能的影響。結(jié)果表明:在再生過程中存在最佳再生功率與最佳再生時間，再生功率