【摘要】：汞因其具有持久性、生物累積性和神經(jīng)毒害作用,目前已經(jīng)引起了較為廣泛的關(guān)注。燃煤電廠是大氣中主要的汞污染源,并且主要是以零價汞的形式排放,難以被現(xiàn)有除塵及脫硫裝置捕集�，F(xiàn)有ACI注入法脫汞技術(shù)因其較高的操作成本以及對飛灰品質(zhì)的影響,不利于大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。而利用氧化態(tài)汞的高溶解度,將零價汞氧化為二價汞,從而提高汞液相溶解能力并與濕法吸收技術(shù)相結(jié)合,開發(fā)基于濕法脫硫工藝的氣相氧化-液相吸收聯(lián)合脫硫脫汞技術(shù)將提供一種經(jīng)濟可行的技術(shù)途徑。因此,本文針對汞的氣相氧化結(jié)合液相吸收的汞控制技術(shù),進行了系統(tǒng)研究。 首先,基于實驗室現(xiàn)有鈦基催化劑制備技術(shù),考察了利用溶膠凝膠法制備的不同金屬摻雜催化劑汞催化氧化性能。通過篩選和優(yōu)化,制備了一種在150-300℃溫窗下氧化效率能達到100%的鉆摻雜催化劑。此外,利用XRD、XPS、TEM和TPR等表征手段對催化劑進行了表征,確定催化劑主活性相為C0304。通過研究HCl和02在催化反應(yīng)中的作用,提出了修正的Mars-Maessen模型,明確了HCl和O2在反應(yīng)中的歷程及對汞氧化的作用。 其次,在模擬煙氣二價汞吸收實驗裝置上對鈣基濕法、雙堿法和氧化鎂法脫硫系統(tǒng)的脫汞性能進行了研究,考察了主要氣相、液相條件和液相離子對脫汞性能的影響。研究結(jié)果顯示：三種脫硫系統(tǒng)均顯示出了較高的二價汞吸收性能,但汞還原現(xiàn)象也很明顯。在吸收液pH值為4.5-5.5之間時,鈣基系統(tǒng)中有將近70%汞被還原,而雙堿法和氧化鎂法也有近30%的還原量。提高吸收液硫酸根離子和氯離子濃度能明顯抑制汞的還原。鎂離子在鈣基脫硫系統(tǒng)和雙堿法中顯示了不同的汞還原影響作用。NO和02可以提高系統(tǒng)的脫汞效果,而二氧化硫則不利于汞的脫除。 最后,我們利用紫外可見分光光譜等表征手段,對鎂離子、硫酸根和氯離子的二價汞還原抑制過程進行了研究。實驗結(jié)果表明：鎂離子在鈣基脫硫系統(tǒng)中對汞還原的促進是由于在鎂離子的作用下CaSO3·0.5H20固體懸浮顆粒表面積增加,從而增加了二價汞還原的活性點位；而在雙堿法脫硫系統(tǒng)中,則生成了MgSO30中性離子對,降低了液相活性亞硫酸根含量。硫酸根的加入是由于生成了HgSO3SO42-這一相對穩(wěn)定的絡(luò)合物。而對于氯離子,主要是生成了較為穩(wěn)定的Cl2HgSO32-和ClHgSO3-絡(luò)合物,并且Cl2HgSO32-的穩(wěn)定性比ClHgSO3-更強。液相HgSO3的降解是汞還原的限制步驟。硫酸根、氯離子和過量亞硫酸根主要是限制了HgSO3的降解從而實現(xiàn)汞還原的抑制。
【圖文】：

大氣中的汞主要來源于兩種方式:自然界中的自然排放和人類活動排放。一旦汞進入大氣就會在大氣中停留很長時間，并進行遷移轉(zhuǎn)化，最終沉降到土壤和水體中，，部分還會進入食物鏈。圖1一1給出了汞在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化過程。圖1一l汞在環(huán)境中的遷移和歸宿Fig.l一 1TransPortationandfateofmereuryintheatmosPhere在自然界中，汞能以多種形式存在，例如以硫化汞的形式存在于巖石中。這些不同形態(tài)的汞經(jīng)過一系列的自然化學(xué)過程(如地殼巖石的風(fēng)化、火山活動、地?zé)峄顒蛹巴寥赖淖匀会尫?進入大氣。另外，水體、植物表面的自然釋放及森林火災(zāi)也是大氣中汞的一個重要來源。天然源釋放到大氣中的汞主要是Hgo，還有一些二甲基汞、揮發(fā)性無機汞化合物等。全球天然汞排放量為2450噸/年，人類活動產(chǎn)生量3540噸/年fl]。天然源釋放到大氣中的汞有相當(dāng)一部分是人類源排放沉積下來的汞再釋放造成的。因此目前條件下，很難將這一部分與地質(zhì)源釋放的汞區(qū)分開來，人類源的再釋放占天然源釋放總量的比例尚不清楚。

2004)根據(jù)1997年美國EPA提交的報告，1994一1995年度美國人為排放的汞總量為158噸，其中89%是由于生活廢物和礦石燃料(主要)燃燒所致[2]。圖1一1和圖1一2分別表示汞在全球的污染狀況和各大洲的汞排放情況。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：X773

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前6條

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本文編號：2643856