改性活性炭汞硫协同脱除机理研究

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随着冶金行业的快速发展与相关理论的完善,冶金过程排放的环境污染物二氧化硫和汞逐渐引起人们的重视,国家对二氧化硫和汞的控制也提出了更加严格的要求。钢铁行业作为重污染产业,对二氧化硫和汞的协同治理研究显得尤为重要和紧迫。以柱状活性炭(AC)为载体,采用浸渍法分别制备了Fe Cl3/AC、Mn Cl2/AC和Cu Cl2/AC等一系列改性活性炭,在脱汞和脱硫实验装置上进行了改性活性炭脱汞和脱硫性能实验。通过控制活性组分、改性溶液浓度、焙烧温度、反应温度、SO2初始浓度和O2浓度等影响因素,研究制备条件和工艺条件对改性活性炭脱汞和脱硫性能的影响。结合SEM、XRD和氮吸附等表征手段,分析改性活性炭汞硫协同脱除的机理。结果表明,活性炭经过过渡金属Fe3+、Mn2+和Cu2+改性后,其脱汞和脱硫性能均得到明显的提高,且Fe Cl3/AC的脱汞和脱硫性能最佳。Fe Cl3/AC最佳的制备条件为0.15 mol/L的改性溶液浓度和300℃的焙烧温度。Fe Cl3/AC最佳的工艺条件为60℃的反应温度、3000 ppm的SO2初始浓度和3%的O2浓度。此时,Fe Cl3/AC的脱汞和脱硫性能达到最大,最大汞吸附量和穿透硫容分别为0.8877 ng/g和28.9 mg/g。结合SEM、XRD和氮吸附表征手段,分析发现:1)活性炭经过改性后,比表面积和总孔容均有所降低,而平均孔径则存在不同程度的增加。2)改性活性炭表面附着的金属氧化物分别为Fe2O3、Mn O2和Cu O,对Hg~0和SO2的协同脱除具有促进作用。图29幅;表12个;参67篇。
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