耐热型螯合吸附剂对气态汞的吸附固定床行为毕业论文.docx

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1、耐热型螯合吸附剂对气态汞的吸附固定床行为毕业论文1。介绍汞的人为和自然污染源的排放量是一个显著的环境健康问题。这些从能源中释放出来的汞，最终沉积到河流海洋中。汞在那里可以集中在生物有机体内（博尔格和Szlag，2002）。燃煤公用事业被认为是美国已知的汞排放的最大来源，约占每年排放到大气（美国环保局，1998年）总人为汞的33％。典型的烟气汞浓度在0.3到35ug/Nm3之间的范围。（塞尔andSilcox，2000）。吸附汞最常用的方法是湿法洗涤和吸附。元素汞的去除因为其物理化学特性（洛佩斯-安东等人，2002）而特别困难。吸附剂导管注射是目前用于去除汞（包括氧化和元素）最成熟的技术。

2、碳和化学修饰碳已被广泛研究作为吸附剂用于这个项目（Krishnan等，1994;。多闻等，1996;。维迪奇和Chang，1998;维迪奇和塞勒，2001;Zeng等，2004;赫特森等，2007;。Jones等，2007）。硫，氯，溴和碘已被浸渍在碳，以提高吸附特性。这些研究表明，卤代活性炭增加了常规活性炭的汞量，然而，改性和未改性的硫浸渍碳的比较研究已经表明，硫浸渍不显著增加汞容量（O'Dowd的等人，2004）。铝-活性炭导管注入（ACI）技术已被广泛接受为氧化元素汞的控制方法，这种方法有一些显著缺点，包括高成本和在飞灰流中的碳含量高。这项工作的主要重点是气态氯化汞，也就是电厂燃烧

3、俄亥俄州（烟煤）煤炭所产生的汞的吸附。之前我们已经报道了一种新的螯合吸附剂，它结合面粘结半胱氨酸作为螯合配体的氯化汞吸附（阿布Daabes与平托，2005年）的发展。它表明，该吸附剂可以在容量超过30毫克/克的固定床吸附器有效地吸附气相氯化汞。然而，这种半胱氨酸系吸附剂是热稳定的，≈135◦C（阿布Daabes和托，2005），并且因此不能被立即使用于没有无气冷却的冷端微粒收集器的下游，在此区域中的烟道气温度是通常在138-160◦C。我们还报道了两个新的比基于原型半胱氨酸（阿布-Daabes，2005）的合成具有更高的热稳定性（≈200◦C）的螯合吸附剂。一种吸附剂是基于配体的3-巯基

4、丙基（MPTS），另一个是基于2-mercaptobenzothialzole（MBT）。两个配位体键合到多孔二氧化硅基片，并浸泡在甲基聚氧乙烯（15）octadecanammonium酰氯（MEC）的涂层。在本文中，我们报告这些耐热型铺料吸附剂的固定床吸附性能温度已达到160◦C。我们研究了吸附剂颗粒的大小和孔径大小对汞吸附效率的影响，并且已经提出了一种机制，氯化汞吸附。2。实验方法2.1。合成与表征耐热型的螯合吸附剂的合成与表征进行了详细的（阿布Daabes，2005）描述的其他地方。简言之，MPTS经MPTS的用酸洗涤硅胶AONE步反应移植在多孔硅衬底上。MBT是由MBT和3-am

5、inopropyltiethoxysilane（APTS）修饰硅胶之间的曼尼希反应键合在二氧化硅基片上。该官能化的二氧化硅，然后涂以离子溶液MEC。   研究了各种吸附剂总结在表1中，所用的缩写名称被显示。所用的二氧化硅基材是格雷斯戴维森硅胶级＃62，除非另有说明。2.2。BET分析该材料的结构特性（孔径，孔体积和BET比表面积）被使用氮气MicromeriticsASAP2010体积吸附分析器表征。0.07-0.09克样品于170◦下在该装置的脱气口进行脱气4小时。表面面积从采用BET法的吸附等温线计算而来，孔隙大小分布（PSD）是从用BJH法的吸附等温线的分支获得的。表征孔径是在PS

6、D中的最大值中被选择。2.3。固定床吸附固定床吸附器被用于评价通过吸附剂吸附氯化汞，示意于图1。氯化汞被密封在一个弥散小瓶（VICIMetronics，华盛顿Poulsbo），其坐落在一个定制的吹制玻璃单元的中心圆柱形部分。玻璃盒浸渍在恒定温度（100±1◦C）油浴中。用质量流量控制器进行计量氮（页级）进入氯化汞代单元格中50毫升/分钟。氯化汞-氮气流，与其它气体组分在一个八通阀中进行混合，其管道连接至填充有已知量的吸附剂玻璃柱中。表1吸附剂的化学结构及对应名字缩写吸附剂25wt%MEC涂硅25wt%MEC涂布MPTS-silica25wt%MEC涂布APTS-MBT-silica裸MP

7、TS-silica裸APTS-MBT-silica缩写Si-MECSi-M-MSi-A-MSi-MPTSSi-APTS-MBT图1。固定床装置测定氯化汞吸附特性。使用内径为1.5mm玻璃柱进行了项研究。该列是在垂直管式炉（MTF10/25/130，CARBOLITE炉有限公司，希望谷，S336RB，英格兰）。汞发生器下游的所有管进行加热，加热到100◦C，以防止氯化汞的可能凝结和水蒸汽。从床流出物通过一系列的30毫升小型撞击器与用K