飞灰基吸附剂脱除烟气中Hg⁰的研究进展

摘要

与其他脱汞方法相比，利用飞灰脱除Hg⁰能降低脱除成本、实现以废治废。目前飞灰脱汞技术在工业应用中存在脱汞效率较低的问题，所以通过深入研究来提高其应用水平具有实际意义。归纳了飞灰结构和成分（有机、无机）对Hg⁰脱除的影响机制。从提高脱汞效率角度，梳理了4种主流的飞灰改性方法：1)卤化物浸渍改性。卤化物在飞灰表面生成Br*或与飞灰中未燃烧碳反应生成C-Br以氧化Hg⁰。改性剂中的金属阳离子以加速电荷转移、降低反应能垒的方式来促进Hg⁰的脱除。2)机械化学改性。该方法的制备工艺简单、成本低。飞灰经机械研磨使粒径减小后，无定形相及吸附氧含量增加。研磨后未燃烧碳充分暴露，卤化点位增加，加速了C-Br氧化Hg⁰的进程。3)过渡金属改性磁珠。经过渡金属改性磁珠的磁性增强，可循环利用，使吸附剂表面引入新的Hg⁰氧化位点（如C-O基团、Cl*）。4)低温等离子体改性。飞灰经低温等离子体处理后，吸附剂表面活性等离子体（如O、Cl等离子体）含量及官能团（C=O基团和酯基）含量增加，促进了Hg⁰的吸附。进一步探究了复杂烟气组分对飞灰基吸附剂脱汞效率的影响，并对改性飞灰的脱汞性能及适用条件进行了评价。基于当前的研究进展，建议用磁性金属硫化物对飞灰进行机械化学改性来制备脱汞剂。

关键词

烟气脱汞 / 飞灰 / 未燃烧碳 / 改性飞灰 / 烟气组分

基金资助

国家自然科学基金资助项目（U2067215）; 河北省自然科学基金资助项目（B2019502059）