纳米Fe2O3-SiO2吸附剂脱除单质汞的实验研究

纳米Fe2O3-SiO2吸附剂脱除单质汞的实验研究
孔凡海
(西安热工研究院有限公司苏州分公司，江苏省 苏州市 215011)

Experimental study of elemental mercury adsorption on nano- Fe2O3-SiO2 sorbents
Kong Fanhai
( Xi’an Thermal Power Research Institute Co., Ltd. Suzhou Branch, Suzhou 215011, Jiangsu Province, China)


ABSTRACT:  The performance test of gas-phase Hg0 adsorption by nano- Fe2O3-SiO2 sorbents was evaluated on a fixed bed reactor using an online gas-mercury analyzer. Experimental results show that compared with nano-Fe2O3 powders, nano-Fe2O3/SiO2 has much stronger performance for mercury removal. The optimal conditions wich were confirmed by experimental analysis were as follows :  temperature =350 ℃, Fe2O3 loading =10%.To the nano-Fe2O3/SiO2 composites, high concentration SO2 is not conducive for mercury removal. To obtain the best results, the concentration of the SO2 in the flue gas environment should be less than 1000 × 10-6.
KEY WORD:  nano- Fe2O3-SiO2; elemental mercury; adsorption
摘要：利用汞在线测量装置在固定床反应器上进行了模拟烟气条件下纳米Fe2O3-SiO2吸附剂除汞实验，通过研究不同负载量，不同床层温度对样品脱汞效率的影响，确定了样品的最佳负载量和最优的运行温度，分别为负载量10%，温度350℃。对于纳米Fe2O3-SiO2除汞吸附剂而言，高SO2浓度不利于吸附剂对汞的有效脱除。为保证纳米Fe2O3-SiO2除汞吸附剂的最佳除汞效果，其运行的烟气环境中的SO2浓度应低于1000×10-6。
关键词：纳米Fe2O3-SiO2；单质汞；吸附
0 引言
燃煤是大气中汞的主要排放源，汞由于其特有的高挥发性，剧毒性及生物沉积性，已对生态环境和人类健康造成极大危害。燃煤烟气中汞主要以两种形式存在，单质汞（Hg0）和二价汞化合物（HgO，HgCl2），其中，单质汞具有熔点低，平衡蒸汽压高，不易溶于水等特点，更难从烟气中脱除[1]。
人们对燃煤汞的释放控制进行了大量的研究，目前较为可行的方法主要为吸附剂法脱除。对于现有活性炭基脱汞材料而言，若达到较高的脱汞效果，必需喷入大量的活性炭，从而使成本大为增加，因此，目前很多研究者都在致力于研究可替代活性炭的低成本材料如钙基、高聚物等作为汞脱除的吸附剂[2]。
本文采样溶胶-凝胶法合成工艺制备出具有较高比表面积和孔容的纳米Fe2O3-SiO2吸附剂样品，并利用汞在线测量装置在固定床反应器上进行了模拟烟气条件下纳米Fe2O3-SiO2吸附剂除汞实验，研究了负载量，床层温度，水蒸气浓度，停留时间等因素对其脱汞性能的影响。
1 实验
1.1        样品制备及表征

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