等离子体改性生物炭对汞吸附性能和机理研究
发布时间：2021-12-10 21:09
燃煤汞排放是汞污染的最大来源之一,采取措施和控制燃煤电厂汞排放刻不容缓。生物炭是将农业上废弃的生物质在无氧环境下热解所获得的,因其具有低成本、可再生性和制备工艺简单等优点而成为吸附剂的有力竞争者。低温等离子体氧化脱汞技术以其适应性强,省时和高效的特点引起了广泛关注。本文利用介质阻挡放电（DBD）作为产生等离子体的方法,将不同生物炭样品放入DBD反应器中改性,研究了等离子体改性生物炭提高对Hg0的吸附性能和机理研究。主要内容如下:在600℃的高纯氮气条件下,热解6种生物质制备了生物炭样品,包括玉米秸秆（C6）、小米秸秆（M6）、小麦秸秆（W6）、黑豆秸秆（B6）、水稻秸秆（R6）和烟草秸秆（T6）。将生物炭样品置于介质阻挡放电反应器中改性5分钟,放电功率为23W,反应气氛为浓度为1%的Cl2（平衡气为氮气）。使用C12等离子体增加生物炭上的C1活性位点以提高烟气中的汞脱除效率。在固定床反应器中研究等离子体改性对生物炭脱除汞的性能研究。通过比表面积分析（BET）、扫描电镜分析（SEM）、热重分析（TG）、傅立叶红外分析（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）分析表征生物炭的物化性质来研究等...
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：52 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３－２介质阻裆放电改性实验系统??本实验所用的气体为１＾２和Ｃｌ２，改性实验是在浓度为１％Ｃ１２气氛下进行的，??
３．２．１介质阻挡放电改性实验平台??介质阻挡放电实验改性平台主要包括：实验气路系统、介质阻挡放电平板反??应器、高压电源、调压器、示波器和电容，如图３－２所示。??等离子体电源??〇?〇??生物炭??示波器????Ｖ．?—？－??▲?▲?▲?▲????流ｆｆｌ计??＿?ＩＩ??—?电容??Ｎ２?０２?Ｃｌ２?ＮＨ３??图３－２介质阻裆放电改性实验系统??本实验所用的气体为１＾２和Ｃｌ２，改性实验是在浓度为１％Ｃ１２气氛下进行的，??气体流量控制为３００ｍＬ／ｍｉｎ，Ｎ２主要起到吹扫的作用，保证实验的安全性。介??质阻挡放电反应器是由石英玻璃制成，两板之间距离为８ｍｍ，放电区域直径为??６ｃｍ，电极采用直径为６ｃｍ的铜板，卜侧铜板接负极，上侧铜板接正极。??实验采用的高压电源由南京苏曼有限公司生产和型号为ＣＴＰ－２０００Ｋ，电源??电压可调范围为０－２５ＫＶ，适用频率范围５－２５ＫＨＺ，支持的最大放电功率为５００Ｗ。??介质阻挡放电的功率由数字示波器（ＤＳ２０００Ａ）显示的李萨如图形计算得出，用??于观察电流和电压信号。高压电源、调压器及数字示波器如图３－３所示。??Ｉ?＇－４
华北电力大学硕士学位论文??３．２．２固定床吸附试验平台??本文自主设计搭建的固定床吸附试验平台，如图３－４所示，通过生物炭的吸??附试验，探究生物炭对于汞吸附能力。??ＭＦＣ：质量流量计??汞的发生系统??加热箱???１?；?Ｉ?￣｜?＾物炭??Ｉ?＿?Ｉ?＼?／??分析箱?Ｉ?从?Ｚ????Ｉ?ｌｌｍｌ?ｎ?’??Ｉ???Ｉ?｜｜膠??，?Ｉ?Ｉ?电脑??分流箱?Ｉ?９＊?丨??ｏ??．?１?（?＇??＿?Ｉ?ｒ＾Ｃ２｜?１?｜?＿ｃ＝＾??空气?＾４．?ｉ?＿?ｙ?＾??ｉ＾ｈｖｉ?汞源箱ｌ?Ｉ?，??伴热管?ＰＳＡ?ＣＥＭ?活性炭桶??图３－４同走床动态吸附试验平台??为丫探究生物炭对汞的吸附能力，本实验通过采用英国ＰＳＡ公司生产的??ＰＳＡ１０．５３６?Ｈｇ－ＣＥＭ６烟气汞连续在线监测仪，ＣＥＭ在本实验中作为汞的发生装??置和实时检测汞浓度的设备，汞源箱内保持温度为４０°Ｃ，在此情况下汞蒸气的??挥发浓度一定，控制载气的流量就可以得到相应的汞蒸气。ＣＥＭ分析箱的工作??原理是基于原子荧光光谱（ＡＦＳ）方法
【参考文献】：
期刊论文
[1]能源市场处于转型期,长期转变正在进行中——2017年世界能源统计年鉴解读[J]. 钱伯章,李敏. 中国石油和化工经济分析. 2017(12)
[2]中国燃煤电厂汞的物质流向与汞排放研究[J]. 惠霂霖,张磊,王祖光,王书肖. 中国环境科学. 2015(08)
[3]燃煤电厂汞的排放控制要求与监测方法[J]. 李辉,王强,朱法华. 环境工程技术学报. 2011(03)
[4]7种生物质炭燃烧特性的分析[J]. 庄晓伟,陈顺伟,张桃元,潘炘,蒋应梯,柏明娥. 林产化学与工业. 2009(S1)
硕士论文
[1]飞灰基吸附剂在携带床反应器上对汞的吸附性能研究[D]. 段威.华北电力大学 2014
本文编号：3533396
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：52 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３－２介质阻裆放电改性实验系统??本实验所用的气体为１＾２和Ｃｌ２，改性实验是在浓度为１％Ｃ１２气氛下进行的，??
３．２．１介质阻挡放电改性实验平台??介质阻挡放电实验改性平台主要包括：实验气路系统、介质阻挡放电平板反??应器、高压电源、调压器、示波器和电容，如图３－２所示。??等离子体电源??〇?〇??生物炭??示波器????Ｖ．?—？－??▲?▲?▲?▲????流ｆｆｌ计??＿?ＩＩ??—?电容??Ｎ２?０２?Ｃｌ２?ＮＨ３??图３－２介质阻裆放电改性实验系统??本实验所用的气体为１＾２和Ｃｌ２，改性实验是在浓度为１％Ｃ１２气氛下进行的，??气体流量控制为３００ｍＬ／ｍｉｎ，Ｎ２主要起到吹扫的作用，保证实验的安全性。介??质阻挡放电反应器是由石英玻璃制成，两板之间距离为８ｍｍ，放电区域直径为??６ｃｍ，电极采用直径为６ｃｍ的铜板，卜侧铜板接负极，上侧铜板接正极。??实验采用的高压电源由南京苏曼有限公司生产和型号为ＣＴＰ－２０００Ｋ，电源??电压可调范围为０－２５ＫＶ，适用频率范围５－２５ＫＨＺ，支持的最大放电功率为５００Ｗ。??介质阻挡放电的功率由数字示波器（ＤＳ２０００Ａ）显示的李萨如图形计算得出，用??于观察电流和电压信号。高压电源、调压器及数字示波器如图３－３所示。??Ｉ?＇－４
华北电力大学硕士学位论文??３．２．２固定床吸附试验平台??本文自主设计搭建的固定床吸附试验平台，如图３－４所示，通过生物炭的吸??附试验，探究生物炭对于汞吸附能力。??ＭＦＣ：质量流量计??汞的发生系统??加热箱???１?；?Ｉ?￣｜?＾物炭??Ｉ?＿?Ｉ?＼?／??分析箱?Ｉ?从?Ｚ????Ｉ?ｌｌｍｌ?ｎ?’??Ｉ???Ｉ?｜｜膠??，?Ｉ?Ｉ?电脑??分流箱?Ｉ?９＊?丨??ｏ??．?１?（?＇??＿?Ｉ?ｒ＾Ｃ２｜?１?｜?＿ｃ＝＾??空气?＾４．?ｉ?＿?ｙ?＾??ｉ＾ｈｖｉ?汞源箱ｌ?Ｉ?，??伴热管?ＰＳＡ?ＣＥＭ?活性炭桶??图３－４同走床动态吸附试验平台??为丫探究生物炭对汞的吸附能力，本实验通过采用英国ＰＳＡ公司生产的??ＰＳＡ１０．５３６?Ｈｇ－ＣＥＭ６烟气汞连续在线监测仪，ＣＥＭ在本实验中作为汞的发生装??置和实时检测汞浓度的设备，汞源箱内保持温度为４０°Ｃ，在此情况下汞蒸气的??挥发浓度一定，控制载气的流量就可以得到相应的汞蒸气。ＣＥＭ分析箱的工作??原理是基于原子荧光光谱（ＡＦＳ）方法
【参考文献】：
期刊论文
[1]能源市场处于转型期,长期转变正在进行中——2017年世界能源统计年鉴解读[J]. 钱伯章,李敏. 中国石油和化工经济分析. 2017(12)
[2]中国燃煤电厂汞的物质流向与汞排放研究[J]. 惠霂霖,张磊,王祖光,王书肖. 中国环境科学. 2015(08)
[3]燃煤电厂汞的排放控制要求与监测方法[J]. 李辉,王强,朱法华. 环境工程技术学报. 2011(03)
[4]7种生物质炭燃烧特性的分析[J]. 庄晓伟,陈顺伟,张桃元,潘炘,蒋应梯,柏明娥. 林产化学与工业. 2009(S1)
硕士论文
[1]飞灰基吸附剂在携带床反应器上对汞的吸附性能研究[D]. 段威.华北电力大学 2014
本文编号：3533396
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