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富氧燃烧烟气中汞的改性磁珠脱除性能实验研究

2016-08-23 10:46来源:清洁高效燃煤发电作者:刘亚明 温智勇关键词:脱汞汞控制富氧燃烧收藏点赞

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2结果与讨论

2.1汞的吸附和氧化性能

2.1.1空气和富氧气氛下汞的吸附和氧化性能差异

本文首先考察了富氧燃烧气氛下高浓度的CO2(70vol%)对汞的脱除性能的影响,结果如图1所示。相较于空气燃烧气氛(12vol%),在富氧燃烧气氛(70vol%)下获得了相对较高的脱汞效率。进一步对比烟气中CO2浓度对脱汞效率的影响发现,无CO2时获得了与空气燃烧气氛相近的脱汞效率。这表明低浓度的CO2对催化剂脱汞效率的影响几乎可以忽略,但是高浓度的CO2却显著促进了汞的脱除。随后分别考察了两种气氛对汞的氧化和吸附性能的影响,如图2所示。结果表明,在反应过程中,催化剂在两种气氛下的吸附性能相似,然而,随着反应的进行,在富氧燃烧气氛下催化剂对汞的氧化效率明显高于空气燃烧气氛,高浓度的CO2增强了催化剂的氧化性能。进一步研究发现,当无催化剂时,即使在富氧燃烧气氛下,其脱汞效率几乎可以忽略。因此,可推断富氧燃烧气氛下较优的氧化性能来源于CO2与催化剂的协同作用。

2.1.2SO2的引入对脱汞性能的影响

空气和富氧燃烧气氛下SO2对Hg0的脱除效率的影响如图1所示,结果表明两种气氛下SO2均抑制了催化剂的脱汞活性。我们先前的研究表明,空气燃烧气氛下SO2的抑制作用主要由以下几方面原因造成[12]:(1)SO2与Hg0竞争吸附催化剂表面的活性位,而SO2与催化剂表面活性位的结合能高于Hg0,因此占据了催化剂表面的活性位,进而抑制了Hg0的氧化,(2)SO2可能被催化剂上的晶格氧或化学吸附态氧氧化,,晶格氧或化学吸附态氧被消耗,导致脱汞性能降低,(3)SO2与钴氧化物反应生成金属硫酸盐(CoSO4),而CoSO4对Hg0不具备氧化性能,导致Co-MF的脱汞性能下降。富氧燃烧气氛下SO2对脱汞性能的抑制作用减弱。进一步研究了两种气氛SO2的引入对汞的氧化和吸附性能的影响,如图3所示。结果表明,在反应过程中,催化剂在空气燃烧气氛下的吸附性能明显低于富氧燃烧气氛,且随着反应的进行,在富氧燃烧气氛下催化剂对汞的氧化效率明显高于空气燃烧气氛。

原标题:富氧燃烧烟气中汞的改性磁珠脱除性能实验研究
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