机械力耦合溴化改性飞灰汞吸附性能研究

摘要

我国煤炭资源丰富，目前燃煤发电所占我国总发电比例的70％左右，而人为汞污染排放则主要来源于燃煤电站。这些汞污染的排放对人类的生产和生活造成了很大危害，因此开展燃煤汞排放控制技术的相关研究迫在眉睫。在现有的汞排放控制技术中，活性炭吸附剂被广泛采用到发达国家的燃煤电厂中，但成本较为昂贵，同时活性炭喷射后也会不利于飞灰的再利用。
　　本研究耦合机械力和溴化改性方法，先通过溴化改性的方式对电厂飞灰进行初步处理，再通过球磨机研磨对溴化改性飞灰进行机械力化学处理，通过物理和化学方法实现改性。通过固定床汞吸附实验装置研究改性飞灰吸附性能，并通过马尔文激光粒度仪、电子显微镜扫描(SEM)、热重以及离子色谱等分析手段来考察不同飞灰样品的微观结构和稳定性的变化。结果表明，飞灰原样经球磨溴化改性后的汞吸附性能得到较为明显提高。飞灰的Hg0捕捉能力随着研磨时间的增加而增加，直至研磨50min，但是其吸附性能超过50min后基本不会增加。从Hg0吸附实验结果来看，机械力化学耦合溴化改性能够同时提高飞灰的汞吸附性能，这是由于物理和化学因素共同导致的。同时随着研磨时间的增加，飞灰粒径变小，比表面积变大以及研磨导致更多的未燃尽碳暴露出来，这些因素都有助于汞的吸附。改性飞灰中未燃尽碳峰温的提前，实质是加入钠钾钙铵后，提高了钙的催化氧化速率，热学活性增加。从溴负载量的分析结果来看，飞灰加入溴后，提高了其Hg0的氧化及捕捉能力。本文的研究结论已经首次应用于中国300MW燃煤电厂在线改性飞灰单元。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 燃煤电厂烟气汞排放与吸附的现状

1．1．1 汞污染的危害及污染排放现状

1．1．2 固体吸附剂对汞吸附的现状

1．2 飞灰的概述

1．2．1 飞灰的产生

1．2．2 飞灰的危害

1．2．3 飞灰的物理性质

1．2．4 飞灰的细化和研究

1．3 机械力化学

1．3．1 机械力化学的概念

1．3．2 机械力化学效应

1．3．3 机械力化学应用

1．4 本文研究内容及目的

第2章 实验平台与样品制备

2．1 样品的制备

2．2 实验平台

2．3 实验仪器介绍

2．4 本章小结

第3章 飞灰样品汞吸附性能评价

3．1 实验内容与处理方法

3．1．1 实验内容

3．1．2 实验处理方法

3．2 原灰经球磨改性后吸附性能评价

3．3 NaBr球磨改性飞灰吸附性能评价

3．4 不同溴化改性飞灰样品吸附性能评价

3．5 本章小结

第4章 飞灰样品的物性表征

4．1 飞灰颗粒颜色变化的分析

4．2 飞灰样品粒径分析

4．3 飞灰样品的扫描电镜分析

4．4 飞灰样品的热稳定性分析

4．5 Br负载量分析

4．6 本章小结

5．1 本文研究成果

5．2 本文创新点

5．3 进一步工作及展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢