麦草制浆黑液去除燃煤烟气汞的性能研究

摘要

本文以燃煤烟气Hg排放标准做出明确规定为背景，对麦草制浆黑液对除汞效果的影响和相关机理进行了分析探讨。利用现有的鼓泡塔反应器，结合制浆黑液与 Hg的化学反应特征，考察了黑液中不同成分对于Hg0的吸收反应的效果，结合气液传质、化学动力学、化学热力学、电化学、表面吸附理论等对这一过程的机理进行了探讨。
　　本研究主要内容包括：⑴黑液中氯化物、溴化物和硫酸盐类物质对除汞的过程均有影响，其主要作用是促进了汞的氧化过程，汞的去除效率和宏观去除速率都随着浓度的上升而有小幅的提升。⑵通过电化学相关理论，推测了在有氧化剂参与的除汞过程中，可能发生反应的化学方程式，并通过计算这些反应的化学热力学标准平衡常数 KΘ，验证了这些反应都可以发生，而且大部分都是不可逆反应。⑶通过对黑液吸收去除汞的过程进行传质分析，得出了在有氧化剂参与下，传质过程的物性参数和传质参数。在对此基础上，推导并计算出了化学吸收增强因子β和化学反应速率常数k2。⑷通过上述参数结合Arrhenius经验公式，计算出了单纯氧化剂参与反应过程的活化能Ea。结果表明，在有氧化剂参与下的吸收反应为快速反应，汞氧化过程的反应速率是由化学反应控制，汞传质到液膜内即反应完全，不再扩散到液相主体当中。而黑液中的无机物增强了化学反应的过程，进一步加快了吸收反应速率，增强了反应的活化能，加强了黑液对汞的吸收效果。⑸黑液中的有机硫化物二甲基亚砜（DMSO）对于 Hg0的吸收以吸附为主，伴随有一定的化学反应，但是化学反应对于Hg0的去除效果影响并不明显，整体上DMSO的除汞效果较差，而且DMSO的浓度增加对于Hg0的去除效率影响不是十分明显。DMSO对于汞的去除主要以增强原有溶液的物理性的溶解为主。⑹木质素磺酸钠作为一种表面活性剂，对Hg0去除效果有很明显的影响。黑液中含有大量的木质素磺酸钠使得汞的吸收成为一种动力学控制过程，减少了溶液扩散对Hg0吸收过程的影响，有效的增强了黑液对Hg0的吸收能力。黑液中高浓度的木质素磺酸钠除了拥有更大的吸附容量之外，还可以通过影响表面分子排布，增强黑液对Hg0的吸附稳定性。

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1绪论

1.1研究背景（Background）

1.2国内外研究现状（Current Research）

1.3 研究内容和研究目标（ Contents and Objectives of the Research）

1.4技术路线（Technical Routes）

2实验材料和分析方法

2.1实验内容（The Contents of Experiment）

2.2 主要化学试剂与仪器（ Main Experimental Reagent and Equipment）

2.3实验方法（Experimental Methods）

2.4检测方法（Detection Methods）

3黑液无机成分对除汞的影响

3.1引言（Introduction）

3.2氯化物对除汞的影响（The Influence of Chloride on Mercury Removal）

3.3溴化物对除汞的影响（The Influence of Bromide on Mercury Removal）

3.4 硫酸盐类物质对除汞的影响（ The Influence of Sulfate on Mercury Removal）

3.5 无机成分对除汞影响的机理分析探讨（Mechanism Analysis and Discussion of Mercury Removal Effected by Inorganic Composition）

3.6本章小结（Summary）

4 DMSO和木质素对除汞的影响

4.1 引言（Introduction）

4.2 DMSO对除汞的影响（The Influence of DMSO on Mercury Removal）

4.3 木质素对除汞的影响（The Influence of Lignin on Mercury Removal）

4.4本章小结（Summary）

5结论与建议

5.1 结论（Conclusions）

5.2课题后续研究建议（Study Suggestions）

参考文献

作者简历

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