改性煤矸石灰脱除模拟烟气中单质汞的实验研究

发布时间：2017-06-06 10:12

  本文关键词：改性煤矸石灰脱除模拟烟气中单质汞的实验研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：燃煤电厂烟气中汞分为单质汞、氧化态汞和颗粒态汞,其中氧化态汞易溶于水,可以被湿法脱硫装置脱除,颗粒态汞能被灰尘控制装置脱除,而单质汞不溶于水且化学性质稳定,很难被现有污染物控制装置去除。为此,本论文针对烟气中单质汞脱除进行具体研究。飞灰是一种廉价的材料,但其脱汞效果不理想,为了提高其脱汞效果,本论文利用浸渍法制备了NaBr、NH4Br和CuBr2溴化物改性飞灰(NaBr/FA、NH4Br/FA和CuBr2/FA)和Cu. Ce金属氧化物改性的飞灰(Cu/FA、CuCe/FA)。在固定床实验装置上重点考察了不同的改性物质、负载量、铜铈摩尔比、反应温度和烟气成分对改性飞灰脱除单质汞的影响。NH4Br和CuBr2改性能够极大的提高飞灰的化学吸附能力,使脱汞性能得到显著提高,负载量越大效果越明显。尤其是CuBr2改性的飞灰,在负载量大于10%,吸附温度大于100℃时,其脱汞效率接近100%。而NaBr改性的飞灰其脱汞性能随负载量和温度的变化不明显,一直保持在较低水平。三种溴化物改性飞灰脱汞性能呈以下趋势：CuBr2NH4BrNaBr.同时发现O2、SO2和HCl都能够显著的提高溴化物改性飞灰的脱汞能力。铜铈改性飞灰吸附剂其最佳铜铈摩尔比为2：1,最佳负载量为10%,最佳反应温度为100℃。最佳的改性吸附剂在反应温度100℃,气体流量200 ml/min,汞浓度40μg/m3,吸附剂用量为20 mg,纯氮气气氛下4h内单质汞的去除率达到97%。02能够促进CuCe/FA的脱汞效果,脱汞机理遵循Mars-Maessen机理。研究也发现SO2显著的抑制Cu/FA的脱汞性能,CeO2的添加能够改善吸附剂的抗硫性。HCl与吸附剂中晶格氧反应生成活性氯,能够氧化单质汞,提高CuCe/FA对汞的去除能力。
【关键词】：汞 飞灰 溴化物 铜铈 烟气
【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】：2016
【分类号】：X773
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-24
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 汞的排放与危害12-15
• 1.2.1 全球汞污染现状12-14
• 1.2.2 中国汞污染现状14-15
• 1.3 煤燃烧过程中汞的释放与现有汞控制方式15-19
• 1.3.1 煤燃烧过程中汞的释放15-16
• 1.3.2 燃烧前脱汞16
• 1.3.3 燃烧中脱汞16-17
• 1.3.4 燃烧后脱汞17-19
• 1.4 吸附剂的开发技术进展19-21
• 1.4.1 活性炭基材料19-20
• 1.4.2 金属及金属氧化物20
• 1.4.3 钙基材料20
• 1.4.4 飞灰基材料20-21
• 1.5 飞灰基材料研究进展21-22
• 1.5.1 飞灰综述21
• 1.5.2 飞灰基材料用于烟气脱汞21-22
• 1.6 研究目的、意义和方法22-24
• 1.6.1 研究目的和意义22-23
• 1.6.2 研究内容23-24
• 第2章 汞吸附反应实验系统的建立24-31
• 2.1 引言24
• 2.2 实验系统24-26
• 2.2.1 模拟烟气发生系统25
• 2.2.2 吸附反应系统25
• 2.2.3 汞检测系统25-26
• 2.2.4 尾气吸收系统26
• 2.3 实验仪器与试剂26-27
• 2.4 实验系统的稳定性27-29
• 2.4.1 汞源稳定性测试27-28
• 2.4.2 惰性材料干扰性测试28-29
• 2.5 实验方法29-30
• 2.5.1 实验步骤29-30
• 2.5.2 吸附剂性能评价30
• 2.6 本章小结30-31
• 第3章 溴化物改性吸附剂脱除单质汞的研究31-48
• 3.1 引言31
• 3.2 实验条件31-32
• 3.3 样品的制备32
• 3.4 飞灰样品的吸附性能32-33
• 3.5 溴化物的种类对飞灰脱汞性能的影响33-34
• 3.6 溴化物负载量对脱汞性能的影响34-37
• 3.6.1 NaBr改性飞灰34-35
• 3.6.2 NH_4Br改性飞灰35
• 3.6.3 CuBr_2改性飞灰35-36
• 3.6.4 分析讨论36-37
• 3.7 温度对脱汞性能的影响37-40
• 3.7.1 NaBr改性飞灰37-38
• 3.7.2 NH_4Br改性飞灰38-39
• 3.7.3 CuBr_2改性飞灰39-40
• 3.7.4 分析讨论40
• 3.8 氮气气氛下卤化物改性飞灰脱汞机理40-41
• 3.9 烟气组分对吸附剂脱汞性能的影响41-46
• 3.9.1 O_2的影响41-43
• 3.9.2 SO_2的影响43-44
• 3.9.3 HCl的影响44-46
• 3.10 本章小结46-48
• 第4章 金属氧化物改性吸附剂脱除单质汞的研究48-60
• 4.1 引言48
• 4.2 实验条件48
• 4.3 样品的制备48-49
• 4.4 铜铈比对脱汞性能的影响49-51
• 4.5 负载量对脱汞性能的影响51-52
• 4.6 反应温度对脱汞性能的影响52-53
• 4.7 氮气气氛下金属氧化物改性飞灰脱汞机理53-54
• 4.8 烟气组分对吸附剂脱汞性能的影响54-58
• 4.8.1 O_2的影响54-55
• 4.8.2 SO_2的影响55-56
• 4.8.3 HCl的影响56-58
• 4.9 本章小结58-60
• 第5章 结论与展望60-62
• 5.1 结论60-61
• 5.2 展望61-62
• 参考文献62-68
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果68-69
• 致谢69

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