氣氛對氧化物吸附氣相砷的影響及機理分析

作者：何梓謙,余圣輝,張成,許豪,方慶艷,陳剛

摘要：燃煤是有害重金屬砷進入大氣環境的主要途徑,通過礦物質氧化物吸附氣相砷是爐內控制砷減排的有效方式。但燃煤煙氣中含有大量酸性氣體,包括CO2、HCl、SO2等,會與礦物質氧化物結合,占據吸附劑活性位點,減少氣相砷的吸附容量。為了探究煙氣中不同酸性氣氛對氧化物吸附氣相砷的影響特性,選取燃煤飛灰中部分礦物質氧化物CaO、MgO、Fe2O3為吸附劑,在兩段式固定床反應器中開展700/900℃模擬煙氣氣氛、O2/CO2氣氛及含有HCl、SO2氣氛的模擬煙氣條件下氧化物吸附氣相砷試驗。樣品吸附砷含量經HCl酸液提取后由原子熒光光度計測量,吸附劑比表面積和孔隙結構特性由BET分析獲得,樣品微觀形貌經SEM分析獲得。結果表明,CaO對氣相砷的吸附效果最好,其次是MgO,900℃模擬煙氣中CaO和MgO吸附氣相砷量高于700℃煙氣,而Fe2O3在700℃吸附氣相砷較多。O2/CO2氣氛下,MgO和CaO對氣相砷的吸附量少于相應燃燒氣氛,而Fe2O3的氣相砷吸附量高于模擬煙氣氣氛。酸性氣氛對氧化物吸附氣相砷的影響與溫度和氧化物種類有關:O2/CO2氣氛對CaO和MgO吸附氣相砷起抑制作用,對Fe2O3起促進作用;煙氣中HCl抑制CaO吸附氣相砷,對MgO和Fe2O3吸附氣相砷在700℃表現為抑制作用,在900℃時為促進作用;煙氣中SO2對CaO和MgO起抑制作用,對Fe2O3無明顯影響。CaO、MgO和Fe2O3對氣相砷以化學吸附為主,Fe2O3比表面積最大,對氣相砷吸附作用最弱。

發文機構：華中科技大學煤燃燒國家重點實驗室

關鍵詞：煙氣氣氛氣相砷礦物質氧化物吸附特性flue gas atmospheregas-phase arsenicmineral oxidesadsorption characteristics

分類號： X511[環境科學與工程—環境工程]