發(fā)布時間：2022-05-02 20:49

　　燃煤發(fā)電作為我國煤炭消費的主要方向,煤電的清潔化發(fā)展是當(dāng)前燃煤電站的重中之重。重金屬汞作為煤炭燃燒產(chǎn)生的極具危害的污染物之一,隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格,開發(fā)行之有效的燃煤電站汞排放控制技術(shù)刻不容緩。氮化碳材料作為一種新型碳基聚合物,因其來源豐富、制備便捷、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強、電子結(jié)構(gòu)獨特等優(yōu)點,在煙氣汞控制方面得到關(guān)注與研究。本文通過二次熱刻蝕制備了具有較高表面積的石墨相氮化碳納米片材料,降低了石墨相氮化碳的維度,改善了孔隙結(jié)構(gòu)。依次利用氧化活性由高到低的Mn、Co、Cu金屬氧化物對制備的氮化碳納米片進行負(fù)載摻雜,對制備的材料通過XRD、SEM、TEM、FT-IR和XPS等表征研究樣品的理化特性,并進行了模擬煙氣的固定床吸附實驗研究。采用浸漬法和煅燒法將MnO₂成功負(fù)載在g-C₃N₄納米片材料上,并對反應(yīng)前后的樣品進行表征分析,研究其機理。研究表明MnO₂/g-C₃N₄在MnO₂含量為10wt%,反應(yīng)溫度為120℃時脫汞效率可以達到99%左右... 

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 煤炭占能源結(jié)構(gòu)的主體
        1.1.2 煤電清潔化發(fā)展的關(guān)鍵
    1.2 汞污染概述
        1.2.1 汞的性質(zhì)和危害
        1.2.2 汞的遷移與排放路徑
        1.2.3 燃煤煙氣汞特性
    1.3 燃煤電廠汞控制技術(shù)
        1.3.1 氧化法
        1.3.2 吸附法
    1.4 石墨相氮化碳
    1.5 本文研究內(nèi)容
2 實驗臺架系統(tǒng)和分析測試方法
    2.1 固定床吸附評價實驗平臺
        2.1.1 模擬煙氣系統(tǒng)
        2.1.2 固定床反應(yīng)系統(tǒng)
        2.1.3 汞在線監(jiān)測系統(tǒng)
    2.2 吸附劑評價實驗方法
        2.2.1 實驗儀器
        2.2.2 實驗試劑
        2.2.3 單質(zhì)汞脫除實驗方法
    2.3 吸附劑表征方法
        2.3.1 X射線衍射(XRD)
        2.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.3.3 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.3.4 X射線光電子能譜(XPS)
        2.3.5 比表面積(BET)
        2.3.7 傅里葉紅外線光譜(FT-IR)
    2.4 本章小結(jié)
3 氧化錳活化g-C_3N_4納米片的制備及其吸附性能
    3.1 氧化錳活化g-C_3N_4納米片的制備
        3.1.1 g-C_3N_4納米片的制備
        3.1.2 MnO_2/g-C_3N_4 材料制備
    3.2 氧化錳活化g-C_3N_4納米片的表征分析
        3.2.1 材料的XRD分析
        3.2.2 材料的形貌結(jié)構(gòu)
        3.2.3 材料的孔隙結(jié)構(gòu)
        3.2.4 材料的FT-IR分析
        3.2.5 材料的XPS分析
    3.3 氧化錳活化g-C_3N_4納米片的脫汞實驗
        3.3.1 MnO2負(fù)載實驗
        3.3.2 適溫區(qū)間測試
    3.4 氧化錳活化g-C_3N_4納米片反應(yīng)機理
    3.5 本章小結(jié)
4 Co_3O_4改性修飾g-C_3N_4 吸附劑的制備及其脫汞性能
    4.1 Co_3O_4修飾g-C_3N_4 吸附劑的制備
    4.2 Co_3O_4/g-C_3N_4 吸附劑的表征
        4.2.1 Co_3O_4/g-C_3N_4的XRD分析
        4.2.2 Co_3O_4/g-C_3N_4的SEM分析
        4.2.3 Co_3O_4/g-C_3N_4的TEM分析
        4.2.4 Co_3O_4/g-C_3N_4 的比表面積分析
        4.2.5 Co_3O_4/g-C_3N_4的FT-IR分析
        4.2.6 Co_3O_4/g-C_3N_4的XPS能譜分析
    4.3 固定床吸附Hg~0性能實驗
        4.3.1 Co_3O_4含量對材料性能的影響
        4.3.2 反應(yīng)溫度對材料性能的影響
        4.3.3 NO和SO_2對材料性能的影響
        4.3.4 樣品脫除單質(zhì)汞的原理
    4.4 本章小結(jié)
5 載銅石墨相氮化碳納米片的制備及脫除煙氣污染物Hg0的研究
    5.1 銅改性氮化碳納米片吸附劑的制備
    5.2 CuX/g-C_3N_4 吸附劑的表征分析
        5.2.1 吸附劑的XRD分析
        5.2.2 吸附劑的SEM分析
        5.2.3 吸附劑的TEM分析
        5.2.4 吸附劑的BET圖譜分析
        5.2.5 吸附劑的XPS能譜分析
    5.3 CuX/g-C_3N_4 吸附劑脫汞性能實驗
        5.3.1 煅燒溫度對吸附劑性能的影響
        5.3.2 反應(yīng)溫度對吸附劑性能的影響
        5.3.3 SO_2和H_2O對吸附劑性能的影響
        5.3.4 CuX/g-C_3N_4 吸附劑的脫汞機理
    5.4 本章小結(jié)
6 全文總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
    一、發(fā)表學(xué)術(shù)論文
    二、申請和授權(quán)發(fā)明專利
    三、攻讀碩士期間獲得榮譽


【參考文獻】：
期刊論文
[1]硫化氫對活性炭脫除單質(zhì)汞的影響[J]. 洪東陽,周勁松,周啟昕.  應(yīng)用化學(xué). 2019(10)
[2]打造我國主體能源(煤炭)升級版面臨的主要問題與對策探討[J]. 武強,涂坤,曾一凡,劉守強.  煤炭學(xué)報. 2019(06)
[3]氯化銅改性石墨相氮化碳吸附劑的脫汞性能[J]. 劉東京,張禛,吳江.  環(huán)境工程學(xué)報. 2019(07)
[4]中國火電大氣污染防治現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)[J]. 酈建國,朱法華,孫雪麗.  中國電力. 2018(06)
[5]燃煤電廠汞脫除特性及遷移規(guī)律[J]. 車凱,李振海,韓忠閣,郁金星,陳崇明.  潔凈煤技術(shù). 2018(02)
[6]利用GC-ICP-MS分析生物組織中的汞形態(tài)[J]. Joaudimir Castro,Kenneth Neubauer,張楨.  環(huán)境化學(xué). 2017(10)
[7]基于熱重-質(zhì)譜聯(lián)用的煤粉富氧燃燒動力學(xué)及污染物生成特性[J]. 劉倩,鐘文琪,蘇偉,賁昊璽.  化工學(xué)報. 2018(01)
[8]中國有色金屬冶煉行業(yè)大氣汞排放趨勢預(yù)測[J]. 吳清茹,王書肖,王玉晶.  中國環(huán)境科學(xué). 2017(07)
[9]含氧鹵化物改性制備煙氣脫汞用活性焦及其表征與評價[J]. 張浩強,孫仲超,熊銀伍.  煤炭學(xué)報. 2016(11)
[10]Fenton試劑氧化吸收脫除氣相中Hg~0的工藝過程及傳質(zhì)動力學(xué)[J]. 白兆圓,楊雪晶,張艷紅,李劍平,馬良,楊強,白志山,隋志軍,汪華林.  環(huán)境工程學(xué)報. 2016(03)

博士論文
[1]規(guī)制約束—政策激勵下中國煤電行業(yè)清潔化研究[D]. 黃華.北京交通大學(xué) 2019

碩士論文
[1]燃煤飛灰與煙氣汞作用機理的研究[D]. 潘雷.上海電力學(xué)院 2011



本文編號：3649933