發(fā)布時間：2017-09-20 10:45

  本文關(guān)鍵詞：模擬煙氣吸附劑噴射脫汞協(xié)同脫硫脫硝實驗研究

  更多相關(guān)文章： 椰殼活性炭 載硫 凹凸棒 改性 噴射 脫汞 聯(lián)合脫除

【摘要】：燃煤電站排放的SO2、NO和Hg所造成的污染已引起世界范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注。國內(nèi)外現(xiàn)有的煙氣凈化技術(shù)中脫硫、脫硝與脫汞往往是在多個獨立系統(tǒng)中分別完成,因此,多種污染物聯(lián)合高效脫除技術(shù)的開發(fā)具有實際意義�；钚蕴浚钚越咕哂辛己玫奈叫阅�,能夠有效脫除煙氣中的SO2、NO和Hg。但其成本高,難以實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。尋找價廉高效的吸附劑成為各國學(xué)者努力的方向�；谏镔|(zhì)與天然礦物資源化利用的目的,本文提出利用椰殼與凹凸棒代替活性炭／活性焦作為脫汞協(xié)同脫硫脫硝的吸附劑。選用生物質(zhì)廢棄物椰殼為原料制備椰殼活性炭,并在不同溫度下對其進行載硫改性,以提高其化學(xué)活性。采用N2吸附／脫附、熱重質(zhì)譜聯(lián)用(TG-MS)、X射線近邊吸收結(jié)構(gòu)(XANES)等方法對吸附劑進行孔隙結(jié)構(gòu)、硫的存在形態(tài)和分布定性定量分析。在固定床反應(yīng)器上進行汞吸附實驗研究。結(jié)果表明,原始椰殼活性炭基本不具備汞吸附脫除能力,經(jīng)載硫改性后,汞脫除效率顯著提高,其中載硫溫度500℃下制備的椰殼活性炭(CSAC-500S)表現(xiàn)出高效的汞吸附脫除能力。載硫椰殼活性炭汞吸附脫除能力由其孔隙結(jié)構(gòu)、硫含量與存在形態(tài)共同決定。硫含量隨著載硫溫度的提高而降低,孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)得到優(yōu)化。元素硫、噻吩與硫酸鹽為載硫椰殼活性炭中硫的主要存在形態(tài),噻吩為有機硫的主要形態(tài)。三者均有利于汞吸附脫除,其中元素硫效果最優(yōu),噻吩次之。載硫溫度的提高將會促進元素硫向有機硫的轉(zhuǎn)換。元素硫在低溫下以長鏈硫為主,高溫下易生成短鏈硫。其中長鏈硫(S7-S8)對孔結(jié)構(gòu)造成破壞,不利于汞吸附脫除；高活性短鏈硫(S2-S6)促進汞化學(xué)吸附。選用天然礦物質(zhì)凹凸棒為原料制備非碳基脫汞吸附劑,通過不同濃度KI溶液對其進行浸漬改性,提高其表面化學(xué)活性。采用N2吸附/脫附、掃描電鏡/X射線能譜儀(SEM/EDS)以及X-射線衍射(XRD)對吸附劑進行物理化學(xué)性質(zhì)表征。在固定床反應(yīng)器上進行吸附劑汞吸附實驗研究。結(jié)果表明,原始凹凸棒具有較高的比表面積,但微孔缺乏,不利于汞吸附脫除。改性前后凹凸棒孔徑均呈現(xiàn)多峰分布,主要集中在2-10nm之間的中孔區(qū)域,改性劑多負載于中孔孔道造成孔容降低。但KI改性對凹凸棒的晶體結(jié)構(gòu)破壞較少。改性后,凹凸棒表面形成了有利于汞吸附的含碘官能團,汞吸附脫除能力顯著提高。單質(zhì)碘通過搭載于凹凸棒表面的KI氧化而生成,較高的碘含量有利于凹凸棒吸附劑脫汞效率的提高。經(jīng)濃度為2.5%KI溶液改性后的凹凸棒吸附劑(ATP-I-2.5)可達到平均96%的脫汞效率。鑒于CSAC-500S和ATP-I-2.5在固定床中較高的汞吸附脫除性能,在模擬煙氣管道吸附劑噴射實驗裝置中,考察了兩種吸附劑在模擬煙氣管道噴射條件下的流動狀態(tài)吸附汞的性能,研究吸附劑噴射量、停留時間、煙氣成分等因素對吸附劑脫汞性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明,空氣氣氛下,CSAC-500S、ATP-I-2.5仍表現(xiàn)出良好的汞吸附脫除能力。停留時間的增加有利于脫汞效率的提高。在較短停留時間下汞吸附過程受動力學(xué)限制,過多的吸附劑噴射量不會引起脫汞效率的進一步增加。S02的加入對CSAC-500S吸附轉(zhuǎn)化汞具有促進作用；但對ATP-I-2.5則體現(xiàn)出先促進后抑制的作用,隨著S02濃度升高抑制作用變強。NO對ATP-I-2.5脫汞效率影響不大,對CSAC-500S吸附轉(zhuǎn)化汞具有促進作用。HC1顯著提高了兩種吸附劑的脫汞效率,同時也促進煙氣中Hg0向Hg2+的均相氧化。通過模擬煙氣氣氛考察吸附劑聯(lián)合脫除SO2、NO和Hg的性能。結(jié)果表明,實際煙氣組分的加入有利于吸附劑脫汞效率的提高,吸附劑能夠有效脫除煙氣中Hg0。吸附劑CSAC-500S、ATP-I-2.5在保證高效脫汞性能的同時,對SO2、NO均有一定的協(xié)同脫除能力。CSAC-500S對SO2的脫除符合Zawadzi機理,對NO的脫除則是一個物理吸附與化學(xué)吸附共同作用的過程。在吸附劑ATP-I-2.5制備過程中生成的強堿氧化物K20對SO2、NO聯(lián)合脫除具有促進作用；SO2、NO同時存在時,吸附劑會優(yōu)先選擇吸附S02。
【關(guān)鍵詞】：椰殼活性炭 載硫 凹凸棒 改性 噴射 脫汞 聯(lián)合脫除
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ424;X773
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 課題研究背景10-11
• 1.1.1 煤炭資源利用現(xiàn)狀10
• 1.1.2 燃煤大氣污染現(xiàn)狀10-11
• 1.2 燃煤污染物的控制技術(shù)11-16
• 1.2.1 煙氣脫硫技術(shù)11-12
• 1.2.2 煙氣脫硝技術(shù)12-13
• 1.2.3 煙氣脫汞技術(shù)13-16
• 1.2.4 多種污染物聯(lián)合脫除16
• 1.3 本文研究內(nèi)容16-17
• 1.4 本章小結(jié)17
• 參考文獻17-21
• 第二章 實驗裝置與方法21-28
• 2.1 實驗裝置21-23
• 2.1.1 固定床反應(yīng)器21-22
• 2.1.2 模擬煙氣管道吸附劑噴射實驗裝置22-23
• 2.2 汞分析儀23-26
• 2.2.1 VM300023-24
• 2.2.2 EMP-224-25
• 2.2.3 Hydra Ⅱ C25-26
• 2.3 吸附劑的表征26
• 2.4 本章小結(jié)26
• 參考文獻26-28
• 第三章 椰殼活性炭固定床脫汞實驗研究28-38
• 3.1 引言28
• 3.2 載硫椰殼活性炭的制備28
• 3.3 載硫椰殼活性炭的表征28-32
• 3.3.1 孔結(jié)構(gòu)參數(shù)與元素分析28-30
• 3.3.2 XANES分析30-31
• 3.3.3 TG-MS分析31-32
• 3.4 載硫椰殼活性炭的脫汞特性32-35
• 3.4.1 實驗方法32-33
• 3.4.2 吸附劑性能評價指標(biāo)33
• 3.4.3 改性前后椰殼活性炭脫汞性能33-34
• 3.4.4 硫形態(tài)對汞脫除效率的影響34-35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 參考文獻36-38
• 第四章 凹凸棒固定床脫汞實驗研究38-44
• 4.1 引言38
• 4.2 KI改性凹凸棒的制備38
• 4.3 KI改性凹凸棒的表征38-41
• 4.3.1 孔結(jié)構(gòu)參數(shù)分析38-39
• 4.3.2 SEM-EDS分析39-41
• 4.3.3 XRD分析41
• 4.4 KI改性凹凸棒的脫汞特性41-42
• 4.5 本章小結(jié)42-43
• 參考文獻43-44
• 第五章 吸附劑管道噴射脫汞協(xié)同脫硫脫硝實驗研究44-56
• 5.1 引言44
• 5.2 實驗方法44-45
• 5.3 空氣氣氛吸附劑噴射脫汞性能45-47
• 5.3.1 停留時間對脫汞性能的影響46-47
• 5.3.2 吸附劑噴射量對脫汞性能的影響47
• 5.4 煙氣成分對吸附劑噴射脫汞性能的影響47-51
• 5.4.1 SO_2對脫汞性能的影響47-48
• 5.4.2 NO對脫汞性能的影響48-49
• 5.4.3 HCl對脫汞性能的影響49-51
• 5.5 模擬煙氣吸附劑噴射脫汞協(xié)同脫硫脫硝性能51-53
• 5.5.1 吸附劑脫汞性能51-52
• 5.5.2 吸附劑脫硫脫硝性能及機理分析52-53
• 5.6 本章小結(jié)53-54
• 參考文獻54-56
• 第六章 總結(jié)及展望56-59
• 6.1 全文總結(jié)56-57
• 6.1.1 載硫椰殼活性炭表征與固定床脫汞特性研究56
• 6.1.2 KI改性凹凸棒表征與固定床脫汞特性研究56-57
• 6.1.3 吸附劑噴射脫汞協(xié)同脫硫脫硝機理研究57
• 6.2 展望57-59
• 作者簡介,攻讀碩士期間的學(xué)術(shù)成果59-61
• 致謝61

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙玉冰;郭淼;白中華;馬辰騰;史亞微;;活性焦脫汞實驗研究[J];潔凈煤技術(shù);2013年01期

2 張翔;王宏偉;;關(guān)于脫汞技術(shù)探討[J];環(huán)境與生活;2014年08期

3 陳振松;楊國華;黃三;于建偉;盛偉鵬;譚均軍;;純活性炭粉末布袋脫汞的比較研究[J];中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報;2011年04期

4 馬宵穎;;粉煤灰改性脫汞實驗研究[J];粉煤灰;2011年04期

5 譚增強;邱建榮;蘇勝;李允超;劉子紅;曹蕃;曾漢才;向軍;;高效脫汞吸附劑的脫汞機理研究[J];工程熱物理學(xué)報;2012年02期

6 史鑫;;冶煉煙氣脫汞技術(shù)進展[J];有色金屬工程;2012年04期

7 梁金鶯;朱海山;張秀玲;王龍剛;;含碳含汞天然氣的脫汞設(shè)計優(yōu)化[J];石油規(guī)劃設(shè)計;2012年04期

8 趙毅;郝潤龍;;現(xiàn)有設(shè)備協(xié)同脫汞技術(shù)概述[J];華東電力;2013年02期

9 資振生,武金麗,王ng淦;酸性碘汞絡(luò)合液電解脫汞[J];有色冶煉;1981年09期

10 繆煥文;對合成氣脫汞工藝的探討[J];聚氯乙烯;1984年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 錢林;史蕓;李小艷;;我國廢氣脫汞技術(shù)專利信息分析與戰(zhàn)略研究[A];2014年中華全國專利代理人協(xié)會年會第五屆知識產(chǎn)權(quán)論壇論文集（第一部分）[C];2014年

2 尤燕青;;燃煤煙氣電袋復(fù)合除塵脫汞協(xié)同技術(shù)探討[A];2012火電廠污染物凈化與節(jié)能技術(shù)研討會論文集[C];2012年

3 丁峰;張軍營;趙永椿;鄭楚光;;礦物改性煙氣脫汞的研究[A];中國礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會第12屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2009年

4 陳其顥;朱林;王可輝;;燃煤電廠汞排放及其控制技術(shù)綜述[A];第十五屆中國科協(xié)年會第9分會場：火電廠煙氣凈化與節(jié)能技術(shù)研討會論文集[C];2013年

5 王亞芝;;燃煤電廠煙氣脫汞技術(shù)概述[A];環(huán)境與健康：河北省環(huán)境科學(xué)學(xué)會環(huán)境與健康論壇暨2008年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2008年

6 ;UOP天然氣脫汞解決方案[A];“寶塔油氣”杯第四屆天然氣凈化、液化、儲運與綜合利用技術(shù)交流會暨LNG國產(chǎn)化新技術(shù)新設(shè)備展示會論文集[C];2014年

7 高威;劉清才;楊劍;鹿存房;席文昌;馬有光;邱星;;粉煤灰基脫汞吸附劑硫沉積對微觀結(jié)構(gòu)影響[A];2010年全國冶金物理化學(xué)學(xué)術(shù)會議專輯（下冊）[C];2010年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 本報記者 賈科華;廣東表示脫汞措施不折不扣落實[N];中國能源報;2012年

2 劉澤民 龔偉;株冶鋅煙氣脫汞改造工程正式投入運行[N];中國有色金屬報;2005年

3 本報記者 郭力方;火電廠脫汞將提上日程[N];中國證券報;2013年

4 記者 馬建勝;華能脫硝脫汞技術(shù)研發(fā)項目國際領(lǐng)先[N];中國電力報;2013年

5 本報記者 賈科華;火電限汞進行時[N];中國能源報;2012年

6 通訊員 龔偉;株冶鋅煙氣脫汞改造工程投入運行[N];湖南日報;2005年

7 王書肖;燃煤大氣汞排放控制技術(shù)[N];中國環(huán)境報;2008年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 顧永正;電站飛灰吸附劑改性及噴射脫汞機理和實驗研究[D];華北電力大學(xué)(北京);2016年

2 杜雯;銅基改性吸附劑脫汞機理研究[D];清華大學(xué);2014年

3 孔凡海;鐵基納米吸附劑煙氣脫汞實驗及機理研究[D];華中科技大學(xué);2010年

4 劉松濤;煙氣同時脫除Hg~0、SO_2和NO_X的實驗研究[D];華北電力大學(xué)（河北）;2009年

5 譚增強;改性竹炭基吸附劑脫汞的實驗及機理研究[D];華中科技大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉紅芳;ZSM-5分子篩吸附煙氣中Hg~0的分子模擬與試驗研究[D];江西理工大學(xué);2015年

2 郭晉偉;燃煤鍋爐脫汞效率設(shè)計計算研究[D];華北電力大學(xué);2015年

3 齊登輝;共沉淀制備1Pd5Fe_2O_3/Al_2O_3吸附劑及其中溫煤氣脫汞性能的研究[D];太原理工大學(xué);2016年

4 李青連;Pd/Fe和Pd-Ce/Fe磁性材料脫除模擬煤氣中單質(zhì)汞的研究[D];太原理工大學(xué);2016年

5 劉芳芳;改性礦物吸附劑脫除煙氣中單質(zhì)汞的研究[D];華中科技大學(xué);2013年

6 洪亞光;模擬煙氣吸附劑噴射脫汞協(xié)同脫硫脫硝實驗研究[D];東南大學(xué);2015年

7 石佩佩;活性炭孔結(jié)構(gòu)和改性對燃煤煙氣脫汞的影響及機理研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2016年

8 要杰;液相煙氣脫汞動力學(xué)研究[D];華北電力大學(xué)（河北）;2008年

9 馬宵穎;液相煙氣脫汞實驗研究[D];華北電力大學(xué)（河北）;2008年

10 李曉蕾;模擬煙氣同時脫硫脫硝脫汞的實驗研究[D];華北電力大學(xué);2012年

，

本文編號：887610