金屬氧化物改性粉煤灰吸附劑的制備及其脫汞性能研究.pdf

1、煤在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的汞元素排放到大氣中會(huì)引起很大的危害。粉煤灰(FA)具有一定的比表面積，并含有豐富的金屬元素，在汞的吸附氧化方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。實(shí)驗(yàn)分別用硝酸、Co、Mn和Fe對(duì)粉煤灰進(jìn)行改性，對(duì)吸附劑進(jìn)行脫汞性能測(cè)試，并結(jié)合一系列表征方法探討吸附劑的脫汞機(jī)理，為脫汞吸附劑的后續(xù)研究及工業(yè)應(yīng)用提供理論依據(jù)。
　　 首先，用硝酸改性FA，其脫汞活性與原始FA相比略有改善。結(jié)合比表面積測(cè)試儀(BET)、掃描電子顯微鏡(SEM)和X

2、射線衍射(XRD)表征結(jié)果可知，硝酸改性使FA比表面積增大，在一定程度上增加了吸附汞的能力。但從實(shí)際應(yīng)用和經(jīng)濟(jì)方面考慮，硝酸改性FA并無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)。
　　 其次，采用浸漬法以FA為載體，制備一系列Co摻雜FA的吸附劑?？諝庵?，當(dāng)焙燒溫度為400℃，空間速度為34000h-1，水浴溫度為50℃時(shí)，120℃的反應(yīng)溫度下，9％Co-FA吸附劑的脫汞效果約為85％。結(jié)合XRD、X光電子能譜(XPS)、熱重(TG)的表征分析可知，Hg0可能

3、首先吸附在Co-FA吸附劑表面，并與Co3O4發(fā)生反應(yīng)生成HgO，同時(shí)，CoxOy-1被O2再次氧化，使得Co-FA吸附劑的活性保持相對(duì)穩(wěn)定。
　　 再者，采用浸漬法以FA為載體，制備一系列Mn、Fe共同摻雜FA的吸附劑。當(dāng)Fe摻雜到Mn-FA吸附劑時(shí)，Mn-Fe-FA吸附劑的穩(wěn)定性顯著增加，并且Mn是主要的活性因子。負(fù)載量為10％、Mn、Fe摩爾比為2∶3的吸附劑在空氣中，焙燒溫度為500℃，空間速度為34000h-1，反應(yīng)溫

4、度為120℃的條件下可脫除98％的Hg0。
　　 最后，比較Mn-Fe-FA吸附劑在N2條件和空氣條件下的活性。通過(guò)XPS和TG表征分析可知，Mn的氧化物和Fe的氧化物相互作用時(shí)會(huì)形成許多陽(yáng)離子空位，Hg0首先吸附在陽(yáng)離子空位上，然后被Mn4+氧化形成HgO。Mn3+和Fe2+在氧氣條件下得到重新氧化，于此同時(shí)，一些陽(yáng)離子空位也得到復(fù)原。因此，空氣條件下，Mn(2)-Fe(3)-FA吸附劑的脫汞活性能相對(duì)保持穩(wěn)定。此外，在反應(yīng)溫