


活性炭吸附去除烟气中的元素汞,活性炭吸附材料的延伸用途。
活性炭具有丰富的多孔结构,因此具有汞的吸附存储能力。汞是一种高度危险的污染物,尤其是汞蒸气。尽管煤中存在浓度很低,但每年任有大量的汞从燃煤电厂释放到大气中。不同的煤炭等级和生产现场的运行条件导致最终烟气中存在各种形式的汞。烟气中存在的汞种类可分为三种形式:元素汞,氧化汞和颗粒结合汞。其中,氧化汞和颗粒结合汞可通过湿法烟道气脱硫或除尘系统(如织物过滤器和静电除尘器)去除。然而,元素汞占汞总量的75%以上,并且由于其稳定性,高挥发性和在水中的不溶性,很难通过现有的空气污染控制装置去除。
为了活性炭能更好的吸附汞,使用一些具有高亲合性的化学物质,如硫,卤素和过渡金属氧化物来处理活性炭进行强化。因为它们的氧化和增强的化学吸附容量为活性炭吸附汞提供了优良的去除性能。本次我们使用的活性炭是由含钴生物物质为原料在不同温度下生产的(图1),经过实验测试对元素汞的吸附效果。

活性炭对元素汞的去除测试
在不同的反应温度条件下,研究了在不同热解温度下形成的活性炭对元素汞的去除效率。如图所示图2,300炭和500炭在50–250°C时表现出较差的元素汞去除活性,在此温度范围内去除效率未达到20%以上。在较低的热解温度下生产的样品中含氧官能团较多,并且其元素汞去除效率较差,含氧官能团在元素汞的催化氧化中并不占优势。这些结果可能是由于在较低温度下热解时在活性炭的表面孔隙不足。使用600炭,700炭和900炭时,元素汞的去除效率随较高的反应温度而增加,而当反应温度进一步升高至>200°C时,元素汞的去除效率则降低。这很可能是由于抑制元素汞的物理吸附和吸附的元素汞脱附的综合作用。当反应温度约为150°C时,活性炭表现出相对较高的元素汞去除效率。
对于活性炭吸附烟气中的元素汞。除汞测试表明,热解温度为700°C时,活性炭的除汞效率为86%。氧气的存在促进了元素汞的去除。当热解温度升至900°C时,活性炭趋于团聚,导致结晶相粒径急剧增加,从而抑制了元素汞的去除。但在更高的热解温度下会增加。活性炭的BET表面非常差,当热解温度不高于500°C时,几乎不会产生钴元素,导致除汞效率低。无论如何,活性炭可以用于吸附去除元素汞,而不是通过化学改性添加钴,从而可以在燃煤烟气中去除汞。