吸附法脱除燃煤烟气汞-第2页-中汞网

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目前用活性炭吸附烟气中的汞可以通过两种方式，一种是向烟气中喷入粉末状活性炭 PAC ，另一种是将烟气通过颗粒活性炭吸附床GAC 。

PAC 将活性炭直接喷入烟气中，粉末活性炭吸附汞后由其下游的除尘器(如静电除尘器或布袋除尘器)除去，此法投资小，但活性炭与飞灰混杂在一起，再生困难，且因燃煤过程中汞浓度很低，汞与活性炭颗粒接触机会少，造成活性炭利用率低，耗量大，脱汞成本高。

GAC一般安排于脱硫装置( FGD )和除尘器后，作为烟气排入大气的最后一个清洁装置，除汞效果好，但当颗粒尺寸较小时会引起较大压降，且需要增加设备、占地和初投资大，活性碳再生也需要能耗和占地。

美国目前采用烟气中喷入活性炭颗粒脱汞，且已将该技术用于垃圾焚烧炉汞污染的控制，在中等碳汞比时脱汞率 >90% 。然而该技术应用于燃煤脱汞尚存在一些问题：燃煤烟气量大，汞浓度很低;除尘器前活性炭颗粒的停留时间短;活性炭易吸附其他物质且易被灰污染。这就造成了活性炭消耗量大，运行成本高等问题。美国EPA 和DOE 估算结果表明：燃煤电站如选择活性炭喷入方式，每脱除453.6g 汞需耗资14200～70000 美元;若采用活性炭吸附床，每脱除453.6g 汞需耗资17400～38600美元。这么大的脱汞成本不具有现实意义。

1.2 活性炭吸附再生法

为了寻找技术经济上切实可行的脱汞方案，研究者们还研究了活性炭的再生问题，期望通过吸汞活性炭的再生循环使用，减少活性炭的消耗量，降低燃煤烟气脱汞成本。吸汞活性炭再生的基本原理是基于汞的低蒸气压和低脱附温度。但迄今为止有关吸汞活性炭热脱附再生的基础研究非常少。

T.C.HO应用微波加热方式对活性炭进行了汞脱附试验，脱附反应器分别为流化床和固定床，并应用传质学基本原理结合试验结果，对脱附过程进行了数学模拟。模拟结果表明，提高脱附温度和传质速率(在流化床状态下)可显著提高脱附速率。

Despina用内径为 35mm的固定床反应器进行活性炭的汞吸附和脱附试验。结果表明，在床温为120℃ 下吸附，汞与活性炭之比 ω 为 0.06 ，同温下脱附ω 变为0.048 ，脱附率为20% ，在150℃下吸附，ω 为0.018 ，同温下脱附为0.015 ，脱附率为16.67% 。

T.C.HO 用内径为 25.4mm的固定床反应器进行了活性炭和钒土的汞吸附和脱附试验。结果表明， HgO 比 HgCl2 更易脱附，而在不同温度下脱附后，残留于吸附剂的 HgO 汞量少于 HgCl2 ，且在较高温度下，残留于活性炭的汞量较残留于钒土的汞量低。

Carey对5 种经过汞吸附饱和的活性炭进行了热脱附试验，结果表明，活性炭脱附速率高峰时的温度比飞灰的低很多，活性炭类吸附剂在较高的温度(200℃和370℃ )下热再生后，吸附的汞可从活性炭表面溢出，脱附率低于初始吸附量的40% ，再生后的活性炭重新进入吸附循环后汞吸附能力可恢复 30%～50% 。

从以上文献看，活性炭汞吸附能力低(1g 活性炭吸附1～4mg 汞)，脱附速度慢、脱附率低，如经过27h热脱附后仍有大量的汞存留活性炭内。活性炭汞吸附剂的再生性能差，远远不能满足吸附剂反复循环利用的要求，这些不利的因素大大限制了它的发展。

1.3 改性活性炭吸附法

近几年来学者们的研究重点主要集中在改进吸附剂的吸附性能上，国内外的相关研究报道很多。对炭基吸附剂进行化学改性方法很多，主要有渗硫、渗氯、渗碘、渗溴、载银等。吸附剂经化学改性后，汞吸附能力增强。渗硫活性炭渗硫过程中在活性炭表面空隙中形成了S—C化学键，硫跟汞反应生成硫化汞，对汞的吸附主要是化学吸附，汞吸附量明显提高。

邓先伦研发载硫量为10%～13%的载硫活性炭分别处理含汞蒸气浓度为3×10-6mg/ m3和100×10-6mg/m3的蒸气流，除汞效率均保持在99%以上，所渗硫跟汞反应后生成的硫化汞沉积于于活性炭孔隙中。活性炭在经氯化物浸泡渗氯过程中，氯元素与碳元素形成形如[ Cl — C — Cl ]的基团，含氯官能团对HgO 有很强的化学吸附作用，生成[ HgC1 ]+和[ HgC12 ]，如果氯含量相对汞含量足够大，甚至可以进一步生成[ HgC14 ]2- ，汞吸附能力大大增强。

美国匹兹堡大学环境工程系的 RadisavD.Vid -ic通过实验指出颗粒活性炭经氯化物浸泡后对汞的吸附性能有极大提高，最高效率达到95%～98% 。

张鹏宇研究发现用氯化锌对活性炭浸泡渗氯，能有效提高活性炭的汞吸附量，经浸泡后的活性炭对汞的吸附是物理吸附和化学吸附同时存在。

孙巍利用负载硫氯化合物的活性炭于较高温度条件下脱除单质汞发现，单质汞长时间内保持较高的去除率，去除率与氯化硫负载率成正比，与反应温度和汞浓度成反比。

碘、溴易跟单质汞反应生成易去除的高价态汞化合物，汞吸附过程以化学吸附为主，因而汞吸附能力大幅度提高。吸汞能力主要取决于渗碘、渗溴量，但不具备再生性。

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原标题：吸附法脱除燃煤烟气汞

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