活性焦配方磁性载银沸石负载SCR催化剂低温吸附痕量Hg~0的性能研究

发布时间：2017-09-13 21:39

  本文关键词：活性焦配方磁性载银沸石负载SCR催化剂低温吸附痕量Hg~0的性能研究

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【摘要】：汞是大气环境中一种剧毒性污染物,其中燃煤电站和废弃物的燃烧是人为汞排放的主要来源。由于汞的挥发性、持久性、生物富集性以及高毒性,燃煤烟气中汞的排放及控制引起了广泛的关注。目前活性焦脱硫、SCR脱硝技术已相当成熟,而联合脱硫脱硝脱汞技术还相当薄弱。开发一种新型、高效的配方型吸附剂,利用燃煤电站现有的污染物控制装置在脱除燃煤烟气中痕量Hg~0的同时,又可以脱除SO_2、NOx等大气污染物,对燃煤汞污染控制具有重要的理论、经济和现实意义。因此,本文以活性焦、SCR催化剂、磁性载银沸石吸附剂为研究对象,通过对活性焦配方磁性载银沸石吸附剂的制备及相关表征,在固定床实验系统进行吸附痕量Hg~0的实验研究,以及数学模型初步分析,分析其吸附机理。通过固定床实验系统进行烟气低温吸附Hg~0的实验,首先研究了活性焦、(V2O5-WO3/TiO_2)SCR催化剂、磁性载银沸石(Mag ZAg~0)在不同反应温度下对模拟烟气中Hg~0的吸附效果,然后对比研究了活性焦配方磁性载银沸石吸附剂(以下文中简称为“配方型吸附剂”)及负载scr催化剂的配方型吸附剂,对模拟烟气中hg0的吸附性能。结果表明,在纯n2气氛下,单一吸附剂随着温度升高,hg0的脱除效率降低,质量配比为3:1的活性焦配方磁性载银沸石吸附剂为最佳质量配比的配方型吸附剂,负载scr催化剂的配方型吸附剂对hg0的脱除效率,虽没有明显提高hg0的最高脱除效率,但其达到75%的穿透率的穿透时间比单一吸附剂时间更长,提高了hg0的脱除效率。通过对负载scr催化剂的配方型吸附剂低温吸附hg0的实验研究,分析了温度、o2、hcl、no、so2等气体对其的影响,并对其吸附及影响机理进行了深入探讨。结果表明,在纯n2气氛下,负载scr催化剂的配方型吸附剂对hg0的吸附主要表现为物理吸附,随着吸附温度的升高,吸附剂对hg0的吸附量减少,吸附能力降低,脱除效率也随之下降;o2可以有效的促进hg0在吸附剂上的吸附,hcl在有o2存在条件下对hg0的脱除具有很强的促进作用,no对hg0的脱除有一定的促进作用,so2本身并没有促使hg0氧化的作用,在有o2存在的条件下对hg0的脱除有一定的促进作用。选用langmiur吸附等温式描述吸附剂表面的吸附过程,在前人研究基础上,建立了负载scr催化剂的配方型吸附剂在固定床实验系统吸附Hg~0的数学模型,并进行初步分析。结果表明,实验数据与模拟计算数值吻合较好,该模型可以在一定条件下对单质汞的吸附效果进行模拟。
【关键词】：SCR催化剂 负载 活性焦配方磁性载银沸石 低温吸附 痕量Hg~0
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X701;O643.36
【目录】：

• 摘要5-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 绪论13-25
• 1.1 课题研究背景13
• 1.2 燃煤汞的排放及危害13-15
• 1.3 燃煤汞排放控制研究进展15-22
• 1.3.1 燃煤汞控制技术15-16
• 1.3.2 干烟气净化技术16-17
• 1.3.3 吸附剂喷射技术脱汞17-22
• 1.4 本文研究主要内容与意义22-25
• 第二章 负载SCR催化剂的配方型吸附剂制备与表征方法25-31
• 2.1 引言25
• 2.2 负载SCR催化剂的配方型吸附剂的制备25-27
• 2.2.1 实验试剂25-26
• 2.2.2 固体催化剂的制备方法26
• 2.2.3 SCR催化剂的制备26
• 2.2.4 活性焦的制备26
• 2.2.5 磁性载银沸石（MagZ-Ag~0）的制备26-27
• 2.2.6 负载SCR催化剂的配方型吸附剂的制备27
• 2.3 表征方法27-29
• 2.3.1 氮吸附仪（BET）分析27-28
• 2.3.2 扫描电子显微镜（SEM）28
• 2.3.3 X射线衍射物相（XRD）分析28
• 2.3.4 傅里叶变换红外光谱（FT-IR）分析28-29
• 2.4 本章小结29-31
• 第三章 负载SCR催化剂的配方型吸附剂去除痕量Hg~0的性能研究31-49
• 3.1 引言31-32
• 3.2 吸附Hg~0固定床实验系统及稳定性测试32-36
• 3.2.1 吸附Hg~0固定床实验系统32-33
• 3.2.2 实验气体组分33-34
• 3.2.3 吸附Hg~0固定床实验方法34
• 3.2.4 吸附Hg~0固定床系统稳定性测试34-35
• 3.2.5 汞氧化效率与汞捕集效率35-36
• 3.3 结果与讨论36-47
• 3.3.1 SCR催化剂吸附Hg~0的性能分析36-41
• 3.3.2 活性焦吸附Hg~0的性能分析41-45
• 3.3.3 磁性载银沸石吸附Hg~0的性能分析45-46
• 3.3.4 负载SCR催化剂的配方型吸附剂低温吸附Hg~0的性能分析46-47
• 3.5 本章小结47-49
• 第四章 烟气组分对负载SCR催化剂的配方型吸附剂低温吸附Hg~0的性能影响49-59
• 4.1 引言49
• 4.2 实验材料49-50
• 4.3 实验条件50
• 4.4 脱除效率和穿透时间的定义50-51
• 4.5 结果与讨论51-57
• 4.5.1 温度对负载SCR催化剂的配方型吸附剂低温吸附Hg~0的影响51-52
• 4.5.2 O_2对负载SCR催化剂的配方型吸附剂低温吸附Hg~0的影响52-53
• 4.5.3 HCl对负载SCR催化剂的配方型吸附剂低温吸附Hg~0的影响53-54
• 4.5.4 NO对负载SCR催化剂的配方型吸附剂低温吸附Hg~0的影响54-56
• 4.5.5 SO_2对负载SCR催化剂的配方型吸附剂脱除Hg~0的影响56-57
• 4.6 本章小结57-59
• 第五章 负载SCR催化剂的配方型吸附剂低温吸附痕量Hg~0数学模型的初步分析59-75
• 5.1 引言59-60
• 5.2 吸附理论60-61
• 5.3 吸附模型的建立及初步分析61-70
• 5.3.1 模型建立61-64
• 5.3.2 模型初步分析64-67
• 5.3.3 模型参数的确定67
• 5.3.4 数学模型的计算67-70
• 5.4 结果与讨论70-72
• 5.5 本章小结72-75
• 第六章 结论与展望75-79
• 6.1 结论75-77
• 6.2 创新点77
• 6.3 后续研究工作及展望77-79
• 参考文献79-85
• 攻读学位期间的主要学术成果85-87
• 致谢87

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本文编号：846061