吸附法脱除燃煤烟气汞-第3页-中汞网

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孙巍通过载溴活性炭去除烟气中的单质汞试验研究发现，载溴可使活性炭对单质汞的吸附量显著增加，并加快对单质汞的吸附速率，当载溴量为0.33% 时，活性炭对汞的饱合吸附量可增加约80 倍，吸附容量达0.2mg/ g ，相对吸附系数增加了约40倍。溴负载量越高，吸附强化作用越显著。

活性炭经一些氧化剂处理后汞吸附能力也会大幅增强。用FeCl3 浸渍活性炭，Fe3+ 是强氧化剂，能将单质汞氧化为容易吸附去除的高价态汞，对汞的吸附过程主要是化学吸附过程;另外，用 FeCl3 浸渍活性炭，也相当于对活性炭进行了渗氯操作，这也会大大提高活性炭对汞的吸附能力。MnO2 浸渍活性炭后，在活性炭的表面高度均匀的分布了一层活性炭 MnO 2细粒，这些活性 MnO 2 细粒能够与单质汞发生化学反应生成氧化态汞，汞吸附过程主要是化学吸附，汞吸附能力得到明显提高。吸附剂进化学改性后，汞吸附能力虽大大增强，但大量吸附剂的改性成本很高，不能实现再生循环使用，除汞成本将变得更高，因而限制了它们的发展前景。

值得注意的是，20世纪90年代有研究者用化学方法把金属银载于活性炭颗粒中制成载银活性炭来吸附汞，结果无论是汞吸附性，还是再生性都比未载银时提高很多，吸附机理也完全不同。因为载银活性炭中均匀弥散相金属银与汞有很强的亲合力，可结合生成银汞齐，Hg+Ag=Ag ˙Hg ;这种银汞齐合金是一种物理结合，加热到一定温度下银汞齐分解，汞以汞蒸汽的形式跑出，冷凝回收，银留在原来位置不会损失，再生后恢复原有的吸汞能力，继续重复使用。

诸永泉采用载银活性炭颗粒吸附处理生产车间内汞浓度为0.100.70mg/ m3的空气，处理后汞浓度降低到 <0.07mg / m3 ，治理效率 >95% ，低于国家标准允许值。饱和后在保护气氛条件下加热到350℃ ，恢复吸附性能，使空气中的汞污染得到治理的同时回收金属汞。该方法的缺点在于设备处理风量小( <6000Nm3 /h )，不适用于大气量烟气中汞的净化。

1.4 活性炭纤维吸附法

活性炭纤维是第三代炭基吸附剂，其对污染物的吸附性能大大优于粉末状活性炭和颗粒状活性炭。活性炭纤维对汞有较好的吸附效果，活性炭纤维汞吸附效率较传统活性炭颗粒高2～3个数量级。活性炭纤维表面含氧、含氮官能团以及水分对汞的吸附，特别是对 HgO 的吸附氧化有促进作用，因而在汞吸附的过程中既有物理吸附又有化学吸附，所以汞吸附能力明显提高，而经化学改性后可进一提高除汞性能。

曾汉才对三种活性炭纤维进行汞吸附试验研究发现，在 70℃ 下三种活性炭纤维对汞的吸附效率在65%～90%之间，反应温度、水分对活性炭纤维吸附汞有影响，活性炭纤维表面水分对汞的吸附有促进作用。

许绿丝利用不同浓度的氨水溶液处理的催化活性炭纤维吸附燃煤烟气中汞的试验研究表明氨水溶液活化活性炭纤维能将易挥发难捕获的 HgO 转变成低挥发性易溶于水的氧化汞，从而一定程度提高了该催化活性炭纤维的除汞能力。然而因为物理吸附和化学吸附同时存在，活性炭纤维吸附汞后，热脱附解吸效率不高，再生循环使用性能较差。

1.5 载银活性炭纤维-低温等离子体原位再生技术

目前一般的烟气汞治理技术主要针对二价汞和颗粒汞，或将零价汞转化为二价汞和颗粒汞来加以控制，在中国汞资源缺乏的情况下，如何回收利用烟气中的汞是一项难题。在国际汞谈判的大背景下，针对有色冶炼烟气中零价汞浓度较高的特点，中国矿业大学(北京)竹涛等人创新性提出汞回收再利用的净化回收方法，采用载银活性炭或载银活性炭纤维-低温等离子体原位再生技术来实现零价汞的资源化，并申请了相关专利。其研究内容主要包括：对活性炭纤维活化，以获得较大载银量;然后对活性炭纤维进行载银处理，利用其巨大比表面积，以显著改善活性炭纤维对气态汞的吸附性能和脱附再生性能;之后采用低温等离子体脱附气态汞，控制低温等离子体生成条件，从而达到快速、高效、低炭损失的脱汞效果;最后，对脱附的高浓度汞蒸气采用冷凝回收的方式重新利用。

2 研究展望

有关各种痕量重金属元素特别是汞的燃煤污染防治的理论及控制技术的研究，我国还只是处于一种起步的水平，几乎还没有任何污染治理技术可供使用，燃煤设备基本上是处于无治理的排放状况。因此，加强燃煤过程中汞排放及控制领域的基础科学问题的系统研究，对煤燃烧过程中单质汞的生成、释放、迁徙、转化、富集的物理化学机理和内在规律进行系统、深入的研究显得尤为必要。

烟气中各种形态汞的迁移转化过程极其复杂，其中动力学因素是主要控制因素。因此，需要深入研究化学反应动力学，才能正确描述并预报在煤燃烧过程中煤中汞的排放及其控制。目前已发展出较为完善的汞均相氧化动力学模型，但是烟气中同时存在的飞灰及吸附剂等固体颗粒对气相汞组分亦存在显著作用。它们对气相汞组分或吸附、或催化氧化还原，从而对烟气中的汞形态分布以及迁徙排放规律产生影响。因此，必需进一步研究汞组分与固体颗粒间的多相作用，基于多相反应动力学，发展一种更为精确的模型和方法，用以描述汞在实际燃烧过程中的转换、迁徙规律。

同时如何避免脱除的汞重新回到大气形成二次污染也是我们需要考虑的问题之一。

延伸阅读：

我国大气汞污染及减排政策研究

原标题：吸附法脱除燃煤烟气汞

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