活性焦联合脱除SO2和Hg的实验研究

摘要

活性焦吸附法是一种先进的干法脱除技术,该技术的脱硫效率高且脱硫过程不消耗水,没有废渣,具有投资少、工艺流程简单、不产生二次污染等特点。该脱除技术在我国有很好的发展前景。目前,活性焦脱硫技术在国外已比较成熟,但对于活性焦脱除金属以及同时脱硫脱重金属的研究较少。我国在这方面的研究也主要针对活性焦脱硫,对脱硫脱重金属还缺乏系统的研究。而且,不同活性焦的性能差别很大,不同的工艺参数会影响活性焦脱除的效率,对此也很少有研究报道。针对以上问题,本文在实验的基础上考察了不同工艺参数对活性焦的脱硫脱汞效率的影响,并对活性焦加以改性,以期提高原始活性焦的脱除效率。
　　 本文实验以煤炭科学研究总院太西活性焦为实验对象,在自行搭建小型固定床模拟烟气污染物脱除装置上,首先考察了温度、SO2、O2、NO浓度等工艺条件对原始活性焦脱硫脱汞能力的影响,发现温度在130℃～190℃范围内,温度降低有利于活性焦联合脱硫脱汞;随着SO2浓度提高,活性焦对SO2吸附量呈增大趋势;基准工况(BL)+1500ml/m3SO2体系下,活性焦对单质汞(Hg0)单位吸附量比在BL中下降33％,SO2与单质汞在活性焦表面存在竞争吸附,SO2对活性焦对单质汞吸附能力有明显的抑制作用；NO与O2生成具有氧化性的NO2和O原子,增强了单质汞的氧化,BL+400ml/m3NO体系中活性焦的单质汞单位吸附量比在BL中升高24％；BL+SO2+NO体系中,活性焦的单质汞吸附能力比在BL中下降3.8％。
　　 其次,自行制备HNO3、NaOH、NaBr浸渍改性活性焦、负载Fe2O3改性活性焦,利用BET分析仪、扫描电镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱分析仪(FT-IR)等先进科学仪器表征几种改性活性焦的理化特性,发现浸渍改性等处理手段均可增大活性焦的比表面积和微孔容积、促进活性焦表面含氧官能团的生成。
　　 在固定床实验台上考察了各种改性活性焦的脱硫脱汞能力。其中,制备3种负载Fe2O3改性焦中,随着制备温度的提高,改性活性焦的脱硫脱汞效果增强,实验中300℃-Fe/AC的脱硫效果相比原始活性焦提高了27％,脱汞效果相比原始活性焦比原始活性焦增加了16.2％；与原始活性焦相比,HNO3和NaOH浸渍增大了活性焦的比表面积并提高其微孔孔容,实验中,HNO3-AC脱硫和脱汞效果相比原始活性焦分别提高43％、32％,NaOH-AC脱硫和脱汞效果分别提高了79％和18％,改性过后活性焦表面官能团的变化是影响其吸附性能的另一重要因素；原焦经NaBr浸渍后,比表面积增大,脱硫效果增强,由于负载Br之后,增强了活性焦表面Hg原子与Br原子之间化学作用,使NaBr-AC对Hg的吸附容量上升。
　　 将几种改性剂横向比较发现,碱洗最有利于增大活性焦硫容,负载卤族化合物NaBr最有利于增加活性焦的单位脱汞量。