气氛对氧化物吸附气相砷的影响及机理分析

摘要

燃煤是有害重金属砷进入大气环境的主要途径,通过矿物质氧化物吸附气相砷是炉内控制砷减排的有效方式.但燃煤烟气中含有大量酸性气体,包括CO2、HCl、SO2等,会与矿物质氧化物结合,占据吸附剂活性位点,减少气相砷的吸附容量.为了探究烟气中不同酸性气氛对氧化物吸附气相砷的影响特性,选取燃煤飞灰中部分矿物质氧化物CaO、MgO、Fe2O3为吸附剂,在两段式固定床反应器中开展700/900℃模拟烟气气氛、O2/C02气氛及含有HCl、SO2气氛的模拟烟气条件下氧化物吸附气相砷试验.样品吸附砷含量经HCl酸液提取后由原子荧光光度计测量,吸附剂比表面积和孔隙结构特性由BET分析获得,样品微观形貌经SEM分析获得.结果 表明,CaO对气相砷的吸附效果最好,其次是MgO,900℃模拟烟气中CaO和MgO吸附气相砷量高于700℃烟气,而Fe2O3在700℃吸附气相砷较多.O2/CO2气氛下,MgO和CaO对气相砷的吸附量少于相应燃烧气氛,而Fe2O3的气相砷吸附量高于模拟烟气气氛.酸性气氛对氧化物吸附气相砷的影响与温度和氧化物种类有关:O2/CO2气氛对CaO和MgO吸附气相砷起抑制作用,对Fe2O3起促进作用;烟气中HCl抑制CaO吸附气相砷,对MgO和Fe2O3吸附气相砷在700℃表现为抑制作用,在900℃时为促进作用;烟气中SO2对CaO和MgO起抑制作用,对Fe2O3无明显影响.CaO、MgO和Fe2O3对气相砷以化学吸附为主,Fe2O3比表面积最大,对气相砷吸附作用最弱.