NH4Cl-NH4Br改性活性炭脫除模擬煙氣中Hg0的實驗研究.pdf

1、燃煤汞污染所導致的生態(tài)環(huán)境破壞、人類健康危害引起了國內(nèi)外的廣泛關注。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，在固定床汞吸附實驗臺上研究了改性前、后活性炭樣品對模擬煙氣中Hg0吸附、氧化和脫除的實驗特性，考察了各煙氣成分對活性炭脫除Hg0的單獨作用規(guī)律，借助5種動力學模型分析了活性炭吸附元素汞的動力學過程。
　　 選取兩種商業(yè)活性炭(VAC1、VAC2)作為脫汞吸附劑，并對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)、場發(fā)射掃描電子顯微鏡/X射線能譜儀(FESEM-EDX)、X射線衍射儀(XRD)等手段表征樣品，在固定床汞吸附實驗臺上進行N2氣氛下活性炭吸附轉(zhuǎn)化Hg0的實驗研究。實驗結(jié)果表明:原始活性炭比表面積大，微孔發(fā)達，不同種類原始活性炭的表面官能團種類、表面元素無明顯差異，但微觀形貌、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，浸漬改性以化學擔載為主，Cl、Br等以非晶體形式的鹵素官能團(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，并且NH4Br改性效果優(yōu)于NH4Cl改性;活性炭固定床汞吸附過程中，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能更有效地促進活性炭氧化Hg0(g)。
　　 在固定床汞吸附實驗臺上分別研究了各煙氣成分(O2、 HCl、NO、SO2、 CO2)在N2氣氛下對原始活性炭(VAC1)和1％NH4Cl溶液浸漬改性活性炭(ClAC1)吸附轉(zhuǎn)化Hg0性能的單獨作用規(guī)律。實驗結(jié)果表明:O2、 HCl、NO、CO2單獨存在均能夠促進活性炭(VAC1、ClAC1)對Hg0的吸附轉(zhuǎn)化作用

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