改性赤泥基吸附劑用于燃煤煙氣中汞的脫除.pdf

1、煤炭是我國最主要的一次能源，燃煤發(fā)電是目前煤炭利用的主要方式之一，但煤燃燒過程中產(chǎn)生一系列污染物，給環(huán)境和人體健康造成了嚴(yán)重危害。通過燃煤煙氣凈化工藝能夠有效脫除煙氣中的固體顆粒物、SO2和NOx，然而，痕量有毒元素汞的脫除還存在成本高、應(yīng)用難度大等技術(shù)瓶頸。實現(xiàn)燃煤煙氣中汞的有效脫除的關(guān)鍵問題之一是開發(fā)具有高效、廉價、環(huán)境友好的吸附劑。
　　赤泥是一種工業(yè)殘渣，因其富含大量的活性吸附組分，如鐵、鈦、錳等金屬元素，可制備成非炭基吸

2、附劑，并通過物理化學(xué)和活性成分擔(dān)載，應(yīng)用于煙氣汞的脫除。本研究提出以拜耳法赤泥（用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁過程中，鋁土礦經(jīng)強(qiáng)堿浸出時所產(chǎn)生的殘渣）為載體，通過對其進(jìn)行酸處理、負(fù)載CuOx和共負(fù)載CuOx-CeOx，制備了改性赤泥吸附劑。并通過XRF、N2吸附-脫附、XRD、TG/DTG和XPS等一系列表征手段，對赤泥及改性赤泥的物理化學(xué)特性進(jìn)行分析。在固定床反應(yīng)裝置上對赤泥基吸附劑的脫汞性能進(jìn)行評價，研究反應(yīng)溫度、煙氣成分對吸附劑脫汞性能的影響

3、，最后對脫汞機(jī)理進(jìn)行初步分析。
　　研究結(jié)果表明，赤泥直接焙燒后具有一定的脫汞效果，但脫汞效率低。對赤泥進(jìn)行加酸處理后，其脫汞性能得到明顯提升，主要得益于酸處理降低了赤泥堿性、改善了孔結(jié)構(gòu)。當(dāng)每克赤泥經(jīng)15 mL0.3 mol/L稀鹽酸處理后，3 h平均脫汞率提高到26.15%。
　　采用CuOx對酸化赤泥進(jìn)行負(fù)載改性，負(fù)載12%Cu的吸附劑的脫汞效果好于負(fù)載8%Cu的吸附劑，且兩者脫汞性能均優(yōu)于只進(jìn)行酸處理的赤泥。樣品12

4、Cu(500)-RMA15在200~250oC溫度范圍內(nèi)、反應(yīng)3 h后脫汞率仍高于90%，然而當(dāng)溫度高于250 oC或低于200 oC時脫汞性能下降。煙氣中微量酸性氣體對 Hg0脫除有重要影響，微量HCl和NO的存在促進(jìn)汞脫除，脫汞率接近100%，而SO2嚴(yán)重抑制汞脫除。對反應(yīng)后氣氛中的汞形態(tài)進(jìn)行測試，檢測到有Hg2+的存在，推測吸附劑脫汞同時依賴吸附和催化氧化兩個過程。
　　為拓寬吸附劑活性溫度窗口，增強(qiáng)耐硫性能，采用 CuOx

5、-CeOx同時改性樣品。當(dāng)Cu/Ce=1:1、400 oC焙燒時得到最佳樣品，對其在150~350 oC溫度范圍內(nèi)進(jìn)行脫汞性能測試，反應(yīng)3 h后脫汞率仍高于95%，有效地拓寬了活性溫度區(qū)間。煙氣中O2、微量HCl和微量NO都促進(jìn)汞脫除，CO2對吸附劑脫汞影響不明顯，SO2依然抑制汞脫除，抗硫性能有所提升。此外，400 ppmSO2的影響可以被10 ppmHCl促進(jìn)作用所抵消。對樣品Cu1Ce1(400)-RMA15進(jìn)行長時間反應(yīng)發(fā)現(xiàn)其穩(wěn)