铁基吸附剂脱汞及燃煤电站汞排放特性研究

发布时间：2017-05-02 12:04

  本文关键词：铁基吸附剂脱汞及燃煤电站汞排放特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：传统的煤炭开发和利用已经对我国经济和环境产生了严重的影响,必须减少燃煤对大气的污染,发展洁净煤技术。煤气化技术是将煤炭转化为煤气的技术,是煤的高效和清洁利用方式。在煤热解气化过程中,Hg作为有毒痕量元素会挥发出来。这不仅会对燃气轮机造成影响,还会随着煤气、飞灰或者焦炭等以气态或者化合物的形式进入大气中,给环境造成污染。目前,对煤气化过程中汞的基础研究还比较缺乏。由于以煤气化为基础的IGCC等新兴高效煤利用技术的发展,使得煤气化脱汞的研究显得重要。本文依托国家自然科学基金和环保公益性行业科研专项项目,采用超声波辅助共沉淀法制备出铁基吸附剂,并采用BET,SEM, XRD,XPS等分析手段对样品进行了表征。在固定床吸附机理研究试验台上,利用汞在线分析仪在纯N2气氛和模拟煤气条件下分别进行了吸附剂脱除单质汞的实验,着重研究了氧化铁吸附剂脱除单质汞的特性及机理,分析煤气中气体组分和吸附床温度对氧化铁吸附剂脱汞性能的影响。结果表明,纯氮气气氛下氧化铁对汞的吸附效率低下,以物理吸附为主。然而在体积浓度为100×10-6的H2S通入条件下,氧化铁吸附剂表现出很强的汞吸附能力,150℃下的吸附效率达到95%以上。XPS表面分析表明,N2气氛下绝大多数汞在氧化铁表面以单质汞的形式存在,有H2S存在的条件下,汞在氧化铁表面以Hg2+的形式存在。H2S存在时,氧化铁对汞的吸附遵循Eley-Rideal机制,即吸附态的硫(Sad)与Hg0发生反应,达到Hg0脱除的目的。H2S浓度的变化对吸附剂的脱汞性能影响不大。在吸附床温度为150℃条件下模拟煤气中的还原性气体CO和H2对氧化铁吸附剂的脱汞性能影响不大,还原性气氛下通过单独的气相反应单质汞的氧化很难发生。受竞争吸附的影响,模拟煤气中水蒸气的加入抑制了氧化铁吸附剂对单质汞的吸附脱除,随着H20浓度的增加,其抑制效果愈加显著。随着吸附床温度地升高,氧化铁吸附剂的脱汞效率先增高后逐渐降低。本文还利用美国EPA标准安大略取样方法对装有ESP、WFGD的某燃煤电站锅炉的汞排放规律、常规污染物控制装置对汞排放影响进行了研究,得出了关于燃煤锅炉汞排放的数据资料和常规污染物控制装置对汞排放的影响。
【关键词】：汞 氧化铁 脱汞效率 还原性气氛 汞排放
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X773
【目录】：

• 致谢4-6
• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 研究背景10-14
• 1.2 煤热解、气化过程中汞的释放14-15
• 1.3 煤热解、气化过程中汞的脱除15-17
• 1.4 燃煤汞的排放及控制方法17-19
• 1.5 课题的选择及研究内容19-22
• 第2章 铁基吸附剂的制备方法及表征22-29
• 2.1 氧化铁吸附剂的制备方法22-23
• 2.2 氧化铁吸附剂的制备23-24
• 2.3 吸附刻表征结果及分析24-27
• 2.4 本章小结27-29
• 第3章 纯氮气气氛下铁基吸附剂脱除单质汞的实验研究29-38
• 3.1 实验装置及方法29-33
• 3.2 实验工况与评价指标33-34
• 3.3 N_2气氛下铁基吸附剂汞吸附性能评价34-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第4章 铁基吸附剂在还原性气氛下脱汞的实验研究38-49
• 4.1 引言38-39
• 4.2 煤气组分对铁基吸附剂脱汞性能的影响39-42
• 4.3 吸附床温度对铁基吸附剂脱汞性能的影响42-43
• 4.4 硫化氢促进铁基吸附剂脱汞实验研究43-47
• 4.5 本章小结47-49
• 第5章 燃煤电站烟气汞排放特性测试49-62
• 5.1 燃煤电站锅炉汞排放的测试背景49
• 5.2 测试工况介绍49-50
• 5.3 实验设备及方法50-55
• 5.4 测试结果与分析55-61
• 5.5 本章小结61-62
• 第6章 全文总结与展望62-65
• 6.1 全文总结62-63
• 6.2 研究特色及主要创新点63-64
• 6.3 本文研究展望64-65
• 作者简历65-66
• 参考文献66-68

【参考文献】

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本文编号：340897