烟气脱汞用活性炭低成本制备方法研究

发布时间：2020-04-07 17:29

【摘要】：燃煤烟气的污染物控制一直是各国环保部门面临的主要问题之一,燃煤汞污染已成为继粉尘、SOX、NOX之后的第四大污染物。目前燃煤烟气脱汞最有效的方法是活性炭喷入法,但活性炭的价格影响了该技术的应用,因此研究如何大幅度降低活性炭成本具有重要意义。本文以宁夏太西无烟煤为原料,采用无粘结剂工艺,无粘结剂、无炭化工艺以及采用普通灰分的原煤制备活性炭。研究原煤粒度、炭化温度、炭化升温速率、活化温度、投料温度、烧失率以及原料煤灰分等条件对活性炭孔径分布以及脱汞能力的影响,得到制备脱汞用活性炭的最佳工艺条件。同时,研究活性炭各指标间的关系,寻找适合汞吸附的最佳孔径。对于无粘结剂工艺制备脱汞用活性炭,原煤粒度为3-4mm,炭化升温速率为直投炭化,炭化温度为450℃、活化温度为970℃、烧失率为64%制得的活性炭在60min内的单位质量吸附剂累积汞吸附量最大。对于无粘结剂、无炭化工艺制备活性炭,原煤粒度为4-5mm,投料温度为700℃,活化温度为910℃,烧失率为71%制得的活性炭在60min内的单位质量吸附剂累积汞吸附量最大。两者对比发现,无粘结剂工艺制得活性炭的脱汞效果较好。原料煤灰分升高制得活性炭的汞穿透率增加,单位质量吸附剂累积汞吸附量减小,说明灰分影响了活性炭的脱汞能力,灰中的无机成分并未对活性炭吸附汞起催化作用。采用线性回归分析方法分析了活性炭各指标之间的关系,研究发现活性炭的碘吸附值与比表面积的相关性最好,亚甲蓝吸附值与总孔容的相关性最好,但碘吸附值与亚甲蓝吸附值与汞吸附量没有明显的线性关系;对碘吸附值起主要作用的孔径区间为0.61-1.30nm,约为碘分子直径的1.09-2.32倍;对亚甲蓝吸附值起主要作用的孔径区间为1.3-2.18nm,约为亚甲蓝分子直径的1.19-2.02倍;对于汞吸附而言,对吸附起主要作用的孔径区间为0.61-0.67nm。
【图文】：

汞形态,煤燃烧

汞是一种全球性的循环元素，在大气中停留时间长并且难以捕获[7]。大可以通过呼吸作用随气体进入人体，可沿食物链通过消化系统被人体也会造成人的神经性中毒和深部组织病变[9]，此外，甲基汞还会对染色害[10]，从而对遗传基因产生影响。近年来，大气中汞的控制与治理越人们的重视。针对燃煤电厂汞排放的控制，2005 年 3 月 15 日美国颁布第一个汞排放标准法案（Clean Air Mercury Rule），这一法规使得美国首个制定燃煤电站汞排放限制的国家，计划分两阶段将燃煤汞排放从 48t 减少到 2018 年的 15t[11]。中国在 2011 年 9 月公布了修订版的《火污染物排放标准》（GB13223-2011），首次引入汞排放限值为 0.03mg/m3经济水平不断提高和公众环保意识进一步觉醒，政府给予了高度重视，大科技和资金投入，我国必将制订更为严格的燃煤锅炉汞排放标准。由我国燃煤烟气脱汞已经势在必行。燃煤烟气汞污染控制技术（Control Techniques of Merllution in Flue Gas from Coal Combustion）

工艺流程图,工艺流程,煤质活性炭,原料磨

1 绪论1.3 传统煤质活性炭的制备方法（The Conventional Preparation Coal-based Activated Carbons）煤质活性炭的制备一般由原料磨粉、混捏、成型、炭化、活化等几个基本工序组成，下面以柱状活性炭的制备为例介绍活性炭的生产工艺[44]，活性炭的制备工艺如图 1-4 所示。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X701;TQ424.1

【参考文献】