煙道中(zhong)的汞(gong)用(yong)活性炭能去(qu)除嗎？

答(da)：煙道中(zhong)的汞能用活性炭來能去除。

活性炭(tan)具(ju)有豐富的(de)多孔(kong)結(jie)構，因此具(ju)有汞的(de)吸附存(cun)儲能力。汞是(shi)一種高度危險的(de)污染(ran)物，尤其(qi)是(shi)汞蒸氣(qi)。盡(jin)管煤中(zhong)存(cun)在濃度很低(di)，但每(mei)年任有大(da)量的(de)汞從燃煤電(dian)廠釋(shi)放到大(da)氣(qi)中(zhong)。不同的(de)煤炭(tan)等級和(he)生產現場(chang)的(de)運行(xing)條件導致煙氣(qi)中(zhong)存(cun)在各種形式的(de)汞。

 煙氣中(zhong)存在的(de)汞(gong)種(zhong)類可(ke)分為三(san)種(zhong)形式：元素汞(gong)，氧(yang)化汞(gong)和(he)顆(ke)粒(li)結合汞(gong)。其中(zhong)，氧(yang)化汞(gong)和(he)顆(ke)粒(li)結合汞(gong)可(ke)通過濕法煙道氣脫硫(liu)或除(chu)塵(chen)系統（如(ru)織(zhi)物(wu)過濾器和(he)靜電除(chu)塵(chen)器）去(qu)除(chu)。然而(er)，元素汞(gong)占汞(gong)總量的(de)75%以上，并且(qie)由于其穩(wen)定性，高揮發性和(he)在水中(zhong)的(de)不溶性，很難(nan)通過現有的(de)空氣污染(ran)控制裝置(zhi)去(qu)除(chu)。

為了(le)活性炭(tan)能更好的吸(xi)附汞，使用一些具有高親合性的化(hua)學(xue)物質，如硫(liu)，鹵素和過渡金屬氧化(hua)物來(lai)處理活性炭(tan)進行強化(hua)。因為它(ta)們的氧化(hua)和增強的化(hua)學(xue)吸(xi)附容量為活性炭(tan)吸(xi)附汞提供了(le)優(you)良的去除(chu)性能。

本次(ci)我(wo)們使用的(de)活(huo)(huo)性炭是(shi)由含鈷(gu)生物(wu)物(wu)質(zhi)為原(yuan)料(liao)，在不同溫度下生產的(de)活(huo)(huo)性炭，除煙(yan)氣中單質(zhi)汞(gong)的(de)活(huo)(huo)性炭吸(xi)附(fu)，是(shi)活(huo)(huo)性炭吸(xi)附(fu)材料(liao)的(de)延伸(shen)應用。由于活(huo)(huo)性炭具有豐(feng)富的(de)孔隙(xi)結構，故可(ke)吸(xi)附(fu)汞(gong)儲存(cun)。經(jing)過實驗測試對元素汞(gong)的(de)吸(xi)附(fu)效果如圖所示。

一、活性炭對元素汞的去除測(ce)試

在(zai)(zai)不同的(de)(de)(de)反(fan)應溫(wen)(wen)(wen)度(du)條件(jian)下(xia)，研究了在(zai)(zai)不同熱解溫(wen)(wen)(wen)度(du)下(xia)形成(cheng)的(de)(de)(de)活(huo)性炭對元(yuan)素(su)(su)汞(gong)(gong)的(de)(de)(de)去(qu)除(chu)效(xiao)率(lv)。如(ru)圖所示圖2，300℃和(he)500℃在(zai)(zai)50-250℃時(shi)(shi)表現(xian)出(chu)較(jiao)差的(de)(de)(de)元(yuan)素(su)(su)汞(gong)(gong)去(qu)除(chu)活(huo)性，在(zai)(zai)此溫(wen)(wen)(wen)度(du)范(fan)圍(wei)內去(qu)除(chu)效(xiao)率(lv)未達到(dao)20%以上。在(zai)(zai)較(jiao)低的(de)(de)(de)熱解溫(wen)(wen)(wen)度(du)下(xia)生(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)樣品中含(han)氧(yang)官能(neng)(neng)團較(jiao)多(duo)，并且(qie)其元(yuan)素(su)(su)汞(gong)(gong)去(qu)除(chu)效(xiao)率(lv)較(jiao)差，含(han)氧(yang)官能(neng)(neng)團在(zai)(zai)元(yuan)素(su)(su)汞(gong)(gong)的(de)(de)(de)催(cui)化氧(yang)化中并不占優勢。這(zhe)些(xie)結果(guo)可能(neng)(neng)是由于在(zai)(zai)較(jiao)低溫(wen)(wen)(wen)度(du)下(xia)熱解時(shi)(shi)在(zai)(zai)活(huo)性炭的(de)(de)(de)表面孔隙不足。使用(yong)600℃，700℃和(he)900℃時(shi)(shi)，元(yuan)素(su)(su)汞(gong)(gong)的(de)(de)(de)去(qu)除(chu)效(xiao)率(lv)隨較(jiao)高的(de)(de)(de)反(fan)應溫(wen)(wen)(wen)度(du)而(er)增加，而(er)當反(fan)應溫(wen)(wen)(wen)度(du)進一步升高至(zhi)＞200℃時(shi)(shi)，元(yuan)素(su)(su)汞(gong)(gong)的(de)(de)(de)去(qu)除(chu)效(xiao)率(lv)則降(jiang)低。這(zhe)很可能(neng)(neng)是由于抵(di)制(zhi)元(yuan)素(su)(su)汞(gong)(gong)的(de)(de)(de)物理吸附(fu)(fu)(fu)和(he)吸附(fu)(fu)(fu)的(de)(de)(de)元(yuan)素(su)(su)汞(gong)(gong)脫附(fu)(fu)(fu)的(de)(de)(de)綜合作用(yong)。當反(fan)應溫(wen)(wen)(wen)度(du)約為(wei)150℃時(shi)(shi)，活(huo)性炭表現(xian)出(chu)相對較(jiao)高的(de)(de)(de)元(yuan)素(su)(su)汞(gong)(gong)去(qu)除(chu)效(xiao)率(lv)。

二、煙氣成分對(dui)活性炭吸附元素汞的影響

去(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)元(yuan)素汞(gong)(gong)(gong)(gong)通常需要氣(qi)相(xiang)(xiang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)氣(qi)。為檢測的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)氣(qi)的(de)(de)(de)(de)影響對活性(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)(de)汞(gong)(gong)(gong)(gong)除(chu)去(qu)(qu)(qu)(qu)性(xing)能，700℃在不同的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)氣(qi)濃(nong)度(du)下測試汞(gong)(gong)(gong)(gong)的(de)(de)(de)(de)去(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)率。在不添加(jia)(jia)墻漆的(de)(de)(de)(de)情(qing)況下，平均除(chu)汞(gong)(gong)(gong)(gong)效(xiao)率低(di)于60%，并在1h后(hou)降低(di)。隨著氧(yang)(yang)(yang)(yang)氣(qi)濃(nong)度(du)增加(jia)(jia)至(zhi)3%，除(chu)汞(gong)(gong)(gong)(gong)效(xiao)率提高至(zhi)70%，并在一定(ding)的(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)應時間(jian)后(hou)呈現出(chu)略(lve)微(wei)下降的(de)(de)(de)(de)趨勢。這些結果(guo)表明，元(yuan)素汞(gong)(gong)(gong)(gong)的(de)(de)(de)(de)去(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)可(ke)能包括與氧(yang)(yang)(yang)(yang)氣(qi)的(de)(de)(de)(de)某些化學(xue)反(fan)(fan)應。元(yuan)素汞(gong)(gong)(gong)(gong)可(ke)以(yi)首先(xian)被吸(xi)附到(dao)催化劑的(de)(de)(de)(de)表面活性(xing)位(wei)上，然后(hou)與晶格(ge)氧(yang)(yang)(yang)(yang)或化學(xue)吸(xi)附的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)反(fan)(fan)應形成Hg–O–M–Ox–1的(de)(de)(de)(de)弱結合物(wu)種(zhong)。然后(hou)，可(ke)以(yi)通過氣(qi)相(xiang)(xiang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)補充(chong)消耗的(de)(de)(de)(de)晶格(ge)氧(yang)(yang)(yang)(yang)或化學(xue)吸(xi)附的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)。然而，晶格(ge)氧(yang)(yang)(yang)(yang)或化學(xue)吸(xi)附氧(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)供應有限(xian)將被逐漸消耗。此外(wai)，發現3%氧(yang)(yang)(yang)(yang)氣(qi)的(de)(de)(de)(de)濃(nong)度(du)不足以(yi)完全(quan)補充(chong)晶格(ge)氧(yang)(yang)(yang)(yang)或化學(xue)吸(xi)附的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)(yang)，而氧(yang)(yang)(yang)(yang)含量增加(jia)(jia)至(zhi)6%導(dao)致元(yuan)素汞(gong)(gong)(gong)(gong)去(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)效(xiao)率顯著增加(jia)(jia)。總(zong)體而言，發現氣(qi)相(xiang)(xiang)氧(yang)(yang)(yang)(yang)氣(qi)在汞(gong)(gong)(gong)(gong)的(de)(de)(de)(de)去(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)中起著重要作用，氧(yang)(yang)(yang)(yang)氣(qi)的(de)(de)(de)(de)濃(nong)度(du)為6%為宜(yi)。

對于(yu)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭吸(xi)附(fu)(fu)煙氣中的元素(su)(su)汞(gong)(gong)。除(chu)(chu)(chu)汞(gong)(gong)測試(shi)表明，熱解(jie)溫(wen)度為700℃時，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭的除(chu)(chu)(chu)汞(gong)(gong)效率為86%。氧氣的存在(zai)(zai)促進了(le)(le)元素(su)(su)汞(gong)(gong)的去(qu)除(chu)(chu)(chu)。當(dang)熱解(jie)溫(wen)度升至900℃時，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭趨于(yu)團聚，導致(zhi)結晶相粒徑(jing)急劇增(zeng)加，從而抵制(zhi)了(le)(le)元素(su)(su)汞(gong)(gong)的去(qu)除(chu)(chu)(chu)。但在(zai)(zai)更高的熱解(jie)溫(wen)度下會增(zeng)加。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭的BET表面非常差，當(dang)熱解(jie)溫(wen)度不(bu)高于(yu)500℃時，幾乎不(bu)會產生鈷元素(su)(su)，導致(zhi)除(chu)(chu)(chu)汞(gong)(gong)效率低。無(wu)論如何，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭可(ke)(ke)以(yi)用于(yu)吸(xi)附(fu)(fu)去(qu)除(chu)(chu)(chu)元素(su)(su)汞(gong)(gong)，而不(bu)是通過化學改(gai)性(xing)(xing)添(tian)加鈷，從而可(ke)(ke)以(yi)在(zai)(zai)燃煤(mei)煙氣中去(qu)除(chu)(chu)(chu)汞(gong)(gong)。

經實(shi)踐證(zheng)明，為(wei)(wei)了(le)提高活(huo)性炭(tan)對汞的(de)(de)吸(xi)附能力，采(cai)用硫、鹵、過渡金屬(shu)氧化(hua)物等具有高度(du)吻合(he)性的(de)(de)化(hua)學物質加強(qiang)活(huo)性炭(tan)的(de)(de)處理，由于其(qi)氧化(hua)能力和化(hua)學吸(xi)附能力的(de)(de)提高，為(wei)(wei)活(huo)性炭(tan)吸(xi)附汞提供了(le)良好的(de)(de)去除效(xiao)果。