SCR催化剂对单质汞的协同氧化特性

发布时间：2020-08-26 20:58

【摘要】：煤的燃烧除了向大气中排放颗粒物、SOx和NOx等常规污染物外,还会引起汞污染。随着燃煤电厂配备有除尘设备、脱硫系统和脱硝系统,利用现有的污染物控制设备协同控制汞排放是实现汞污染控制最经济可行的手段。由于不同形态的汞物理化学性质不同,利用现有污染物控制装置的脱汞效率受汞形态分布影响较大,因此在保证成本的前提下,减少HgO的排放使其转化为易溶于水的Hg2+,是利用现有污染物控制装置协同脱除汞技术的关键,探讨SCR催化剂对单质汞的协同氧化特性将具有重要的科学应用价值。本论文通过实验和理论分析,探讨了 SCR催化剂对Hg0的协同氧化过程,选取了某燃煤电厂SCR催化剂样品和在实验内采用化学浸渍法制备的V2O5/TiO2、WO3/TiO2和V2O5-WO3/TiO2催化剂为研究对象,考察了催化剂种类、温度、空速和V2O5负载量这四种因素对Hg0氧化性能的影响,实验结果表明,填装催化剂后HgO的氧化效率大大提高,其中商业SCR催化剂催化氧化效果最好,汞氧化效率随温度的升高而降低,且在280℃时能够获得约49.3%的最高汞氧化效率;实验室自制的三种催化剂的汞氧化效率先升高后降低,均在320℃时获得了最高的汞氧化效率,温度过高或过低都不利于汞的氧化;2%V2O5/TiO2催化剂的汞氧化效率高于1%V2O5/TiO2催化剂,V2O5的负载量越高越有利于汞的氧化;空速的增大会使汞氧化效率降低,较低的空速条件有利于汞的氧化。在以上实验的基础上,本文以实验室自制的V2O5/Ti02催化剂为研究对象,考察了不同烟气组分下催化剂对汞的氧化和脱除的影响。结果表明,O2的存在有利于汞的氧化及脱除,4vol.%O2已经足以促进反应的发生;在没有O2存在的情况下,HC1不能促进汞的氧化和脱除,而当O2存在时,HC1对汞的氧化及脱除具有很强的促进作用,且随着HC1浓度的增加,氧化作用增强;SO2对汞氧化及脱除的效果不明显。
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X773;O643.36
【图文】：

放是人为汆排放Ｍｍ要的来源之－，据统计测算，有－半以上为人为排放，其屮，化石燃料燃烧所排的汞排入大气，经过运输，迁移和沉降返回水陆生单质汆可在环境屮滞留长达－年，造成／全球范围１逡逑

逦０．０８逡逑作为一个发展中国家，我国的能源消耗巨大，煤炭为主是我国能源消费结构逡逑的主要特征。２００７－２０１６年我国煤炭消费结构比例如图１－２所示。从图中可以看逡逑出，虽然整体趋势逐年递减，但煤炭在我国的能源消费结构屮？直占很大比例，逡逑截至到２０１６年仍占有６２％的比例，根据预测即使到了邋２０５０年，煤炭所Ａ比例仍逡逑达到５０％以上。所以，在未来相当长的一段T间里，煤炭所占比屯虽然会逐年略逡逑有下降，但以煤炭为主的能源结构不会改变。逡逑１００邋逦逡逑ａＰ逡逑口逦８０逦－逡逑＾邋１邋．逡逑－ＨＯ逦０逡逑篆６０邋■逡逑恶逡逑±ｕ邋４０邋－逡逑２0邋逦｜逦｜逦｜逦｜逦｜逦｜逦｜逦｜逦｜逦｜逦逡逑２００７邋２００８邋２００９邋２０１０邋２０１１邋２０１２邋２０１３邋２０１４邋２０１５邋２０１６逡逑年份逡逑图１－２邋２００７－２０１６年煤炭所占能源消费结构比例１１１逡逑４逡逑

逡逑２００７－２０１６年的全国电力、火电总装机容量如图１－３所示。目前，我国绝大逡逑部分电厂为火电厂，煤炭作为一次能源，通常其利用方式是直接燃烧。在逡逑２００７－２０１６年的十年间，全国火电总装机容量平均占全国总装机容量的７丨．丨４％ｍ。逡逑此外，世界范围内煤中汞含量一般在0．0２－ｌｐｇ／ｇ范围内，我国煤中的平均汞含量逡逑约为０．１９－１．９５ｐｇ／ｇ，高于世界平均水平。其中，Ｈｇ１＂是燃煤汞排放的主要存在形逡逑式，约占ｆ总汞的６４％。煤炭的大量燃烧产生的汞污染问题给环境带来ｆ巨大的逡逑压力，因此解决燃煤汞污染的问题成为我国面临的又一巨大挑战。其中山东、河逡逑南、江苏是燃煤电厂汞排放最多的三个省份。逡逑２０逦逡逑＿全国电力总装机容量逡逑１邋￣Ｉ全国火电总装机容量逡逑１５邋－逡逑

本文编号：2805688