磁性鐵基脫汞劑對燃煤煙氣中氣態(tài)Hg0的吸附特性研究.pdf

1、汞是一種有毒物質(zhì)，能在生物體內(nèi)和食物鏈中永久累積，對人類健康構(gòu)成極大的威脅。如今最大的汞排放源為燃煤行業(yè)，燃煤煙氣中汞主要有單質(zhì)汞(Hg0)、氧化態(tài)汞（Hg2+）和顆粒態(tài)汞(Hgp)三種形態(tài)，其中，單質(zhì)Hg0具有熔點(diǎn)低、難溶于水、平衡蒸氣壓高等特點(diǎn)，因而，很難通過常規(guī)煙氣凈化裝置去除，成為大氣中汞污染重點(diǎn)控制對象。
　　現(xiàn)有的吸附劑均存在的一些缺陷，比如吸附效率不高，價(jià)格昂貴，吸附劑吸附之后易與其他物質(zhì)混合，難以分離、回收等。本文

2、創(chuàng)新性地提出以磁性鐵基尖晶石作為脫汞劑，來控制燃煤煙氣中單質(zhì)汞排放的新思路，并在小型固定床實(shí)驗(yàn)裝置上，系統(tǒng)地研究了氣態(tài)單質(zhì)汞在磁性脫汞劑表面的吸附特性。通過BET、XPS、XRD、VSM、TG等儀器對磁性脫汞劑表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征分析，研究了SO2、溫度等因素對其脫汞效率的影響，并探討了其吸附機(jī)理。
　　研究表明，Ti摻雜能提高脫汞劑的脫汞能力，脫汞效率隨著Ti摻雜量的增多而增大。Ti針摻雜后的γ-Fe2O3，不僅表面的陽離子空位密度

3、和可還原的Fe3+離子濃度明顯提高，而且其熱穩(wěn)定性也有大幅度增強(qiáng)。Co摻雜同樣能提高磁性脫汞劑的脫汞效率，脫汞效率隨著鈷摻雜量的增加而增大，但Co摻雜會對脫汞劑的磁性產(chǎn)生影響，隨著鈷摻雜量的增多磁性逐漸減弱，當(dāng)(Fe3-xCox)1-δO4中x大于等于0.6時(shí)，吸附劑失去磁性。
　　Ti、V共同摻雜時(shí)，脫汞劑的磁性會隨著鈦釩比的增加而減少，甚至消失。當(dāng)x=0.8即(Fe2Ti0.8V0.2)1-δO4時(shí)是Ti、V的最佳摻雜量，此時(shí)

4、具有高脫汞效率和最長的脫汞有效時(shí)間。Ti、Co共同摻雜時(shí)脫汞效率和飽和磁強(qiáng)度均隨著鈦鈷比的增大而增大，但磁性卻由順磁性變?yōu)殍F磁性。
　　當(dāng)吸附溫度在100～200℃范圍時(shí)，吸附溫度越高，對Hg0脫除越有利。SO2氣體對Hg0脫除具有抑制作用，SO2能使磁性鐵基脫汞劑表面硫酸鹽化，破壞陽離子空位，從而抑制吸附劑對單質(zhì)汞的吸附，但(Fe2Ti0.8V0.2)1-δO4脫汞劑卻具有較強(qiáng)的抗二氧化硫能力。
　　吸附-再生過程不會對磁

5、性鐵基脫汞劑吸附單質(zhì)汞的能力產(chǎn)生很大影響，其晶體結(jié)構(gòu)和磁性沒有發(fā)生明顯變化，因此，磁性鐵基脫汞劑完全能夠被循環(huán)利用，具有很大的經(jīng)濟(jì)前景和利用價(jià)值。
　　脫汞劑表面物理特征與脫汞活性之間也沒有明顯相關(guān)性，這說明比表面積不是影響脫汞劑脫汞效率的主要因素。金屬摻雜尖晶石后，金屬與金屬在氧化物表面相互作用會使氧化物表面形成許多陽離子空位。Hg0極容易吸附在陽離子空位上，并被氧化。Hg0被氧化的機(jī)理主要有兩種:一種是脫汞劑中的晶格氧將其氧化