燃煤電廠煙氣汞及典型重金屬排放和脫除機理研究

《燃煤電廠煙氣汞及典型重金屬排放和脫除機理研究》是依託華中科技大學，由徐明厚擔任項目負責人的聯合基金項目。

基本介紹

• 中文名：燃煤電廠煙氣汞及典型重金屬排放和脫除機理研究
• 項目類別：聯合基金項目
• 項目負責人：徐明厚
• 依託單位：華中科技大學

中文摘要

汞及典型有毒重金屬具有極強的神經毒性，燃煤汞及重金屬的排放對人類健康造成了極大危害，對生態系統產生了重大影響。本項目基於燃煤煙氣汞及重金屬的生成與排放特點，通過開展添加氧化劑/吸附劑對煙氣中汞吸附、強化氧化的影響和脫除機理；商用SCR催化劑對煙氣中汞氧化的機理；改性SCR催化劑製備及同時氧化煙氣中的汞、還原NO的機制；複雜煙氣條件下改性SCR催化劑協同增強Hg氧化和NO還原的機理；爐內添加吸附劑對有毒重金屬和超細顆粒物生成與控制機理等方面的深層次基礎研究，揭示氧化劑/吸附劑對煙氣中汞吸附、強化氧化的影響和脫除機理，開發高效、價廉的改性商用SCR催化劑，構建比較完整的汞在SCR催化劑活性組分表面多相氧化的理論，實現汞氧化的同時還原NOx的雙重目標，通過定量分析超細顆粒物中有毒重金屬的種類及含量，構建爐內吸附劑對多氣化元素的綜合吸附模型，為燃煤煙氣汞及重金屬高效脫除奠定理論基礎。

結題摘要

煤燃燒是汞及典型有毒重金屬的主要排放源之一，這些典型的重金屬具有極強的神經毒性，對人類健康造成了極大危害，對生態系統產生了重大影響。本項目基於燃煤煙氣汞及重金屬的生成與排放特點，重點做了以下研究工作： 通過低溫等離子技術對碳基吸附劑進行修飾改性，在活性炭表面修飾特定的含氧官能團以及含氯官能團等，提高碳基吸附劑的活性、穩定性，從而降低活性炭吸附劑使用的成本；通過澱粉和鹵素對礦物質吸附劑進行改性，提升了傳統鹵素改性礦物吸附劑的活性與穩定性，增強了單質汞的吸附與氧化；同樣製備了溴化生物質灰等，得到高效經濟的強化氧化吸附劑，並對其浸出特性進行了研究。 對商用SCR催化劑（V2O5基）協同脫汞過程進行了研究，重點研究了MoO3作為助劑的SCR催化劑的脫汞活性以及Mo在其中所起到的作用；另外，利用新方法對失活的SCR催化劑進行再生，並探究了再生催化劑的脫汞機理。 針對現有的釩基商業SCR催化劑的弊端提出了發展低溫SCR催化劑的思路，製備了不同的含錳低溫SCR催化劑，包括錳基鈣鈦礦型催化劑、錳摻雜鈰鋯固溶體催化劑、碳納米管負載的錳鉬催化劑等，探究了其活性與機理。另外針對性的設計了釩-鐵-銀-沸石催化吸附劑，該吸附劑在低溫下性能較好，且可以實現NO和Hg0的協同脫除，並可以回收。 燃煤煙氣組分是影響催化劑協同增強Hg氧化和NO還原的重要影響因素，重點研究了酸性氣體如HCl、SO2、NO等的作用，並探究了其影響機理。除此之外研究了水蒸氣、以及脫硝還原劑NH3的影響機理。 最後通過研究了富氧燃燒條件下，對有毒重金屬和超細顆粒物生成與控制的機理，重點研究了SO2和水蒸氣對As、Pb、Cr以及Cd的遷移轉化、控制機理以及超細顆粒物的生成與控制的影響。