MnO_2/AC脱除模拟烟气中单质汞及其再生的实验研究

【摘要】汞是一种有毒重金属,具有较强的生理毒性和生物积累性,进入大气环境后可随大气循环扩散至全球,对生态环境和人类健康造成严重的危害,已经在全世界范围内引起广泛关注。燃煤汞排放是人类最大的汞排放源,燃煤中的汞在燃烧过程中受热变成汞蒸气进入烟气中,并以单质汞(Hg0)、二价汞(Hg2+)和颗粒态汞(HgP)等形态存在。单质汞(Hgo)易挥发,且不易溶于水,最难被去除。所以,将烟气中单质汞(Hgo)转化为易去除的二价汞(Hg2+),被认为是治理燃煤汞污染的有效途径之一。近年来,燃煤汞排放控制技术得到广泛研究,其中固体吸附剂脱汞技术备受关注,本文即对活性焦负载MnO2这一新型固体脱汞吸附剂MnO2/AC进行了研究。首先,文章探讨了MnO2/AC的制备方法,采用浸渍法和沉淀法制备了一系列MnO2/AC,并采用比表面积分析(Brunaner-Emmett-Teller,BET).X射线衍射(X-RayDiffraction,XRD)和扫描电子显微镜(ScanningElectronMicroscopy,SEM)等方法对MnO2/AC进行了表征,探讨了各种制备因素对吸附材料的化学物理特性的影响。表征结果显示,所制备的吸附剂具有较大比表面积(185.4-468.7m2/g),负载在吸附剂表面的二氧化锰分散度很好,浸渍法制备的吸附剂上存在多种锰氧化物,沉淀法制备的吸附剂主要以Mn02的形式存在。在固定床反应系统上,研究了活性焦(AC)及负载改性后的MnO2/AC对模拟烟气中单质汞(Hg0)的脱除性能,探讨了不同负载方法、负载量、反应温度以及不同烟气组分等因素对MnO2/AC脱汞性能的影响,结合试验结果初步探讨了MnO2/AC的脱汞机理。实验结果表明,负载MnO2后的吸附剂脱汞效果明显得到提升,相同负载量时,沉淀法比浸渍法制备的吸附剂脱汞效果更好,且采用沉淀法时的最佳负载量是1%。MnO2/AC吸附剂的脱汞性能随着反应温度(80℃-200℃)的升高而提高,说明该吸附剂脱汞吸附过程以化学吸附为主。模拟烟气中的SO2抑制汞的吸附,NO对汞的吸附具有一定的促进作用,当烟气中有O2存在时,SO2和NO均能大大促进单质汞的转化,H20(g)的存在抑制了吸附剂脱汞反应的发生。实验结果分析认为MnO2/AC脱汞遵守Mars-Maessen机理。为了考察吸附剂的循环再生脱汞性能,本研究还探讨了MnO2/AC在N2氛围下的热再生汞脱附溢出规律,并发现MnO2/AC的再生性能与再生温度和再生次数有关。
【作者】罗迪强；
【导师】李彩亭；
【作者基本信息】湖南大学，环境工程，2013，硕士
【关键词】模拟烟气；单质汞；吸附剂；活性焦；MnO2；再生；

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