改性活性炭

利用活性炭或者其它吸附剂可以用来去除煤气中的汞。用活性吸附煤气中的汞可以通过以下两种方式:一种是在颗粒脱除装置前喷入粉末状活性炭[19]，吸附了汞的活性炭颗粒经过除尘器时被除去;另一种是将煤气通过活性炭吸附床[20]，此时一般用颗粒状活性炭。垃圾焚烧炉为控制重金属汞的排放很早就采用了活性炭吸附和布袋除尘技术，选择合适的碳汞(C/g)比例，可以获得90%以上的除汞率。对于燃煤电站锅炉的煤气除汞，适当增加碳汞(C/g)比例除汞效率可以达到60%以上。另外，运用化学方法将活性炭表面渗入硫、氯或者碘[21]，以增强活性炭的活性，且由于硫或者碘与汞之间的反应能防止活性炭表面的汞再次蒸发逸出，可提高吸附效率。不过直接采用活性炭吸附的方法成本较高。据美国EAP和DOE 估算结果表明:燃煤电站如选择活性炭喷入方式，每脱除一镑汞需耗资$l4200～70000;性炭吸附床，每脱除一镑汞耗资$l7400～38600。

鉴于活性炭比较昂贵，很多研究人员开始开发新型、价格低廉的吸附剂。为此，国外学者研究利用钙基吸附剂(CaO、Ca(OH)2、CaCO3、CaSO4·2H2O)来脱除汞。在模拟燃煤烟气进行的实验中发现:Ca(0H)2对Hg2Cl2的吸附效率可达85%，但对零汞(Hg0)，只有在SO2存在的情况下，18%的Hg0可以被除去。碱性吸附剂如CaO同样也可以很好地吸附HgCl2，SO2存在时对Hg0的脱除率为35%。Ghorishi在研究HCl对钙基吸附剂的影响时发现:由于氯原子和Hg0相互作用，带有结晶水的CaSO 4(CaSO4·2H2O、CaSO4·H2O)对Hg0的吸附作用大大增强了。目前，钙基吸附剂尚处于实验室研究阶段。美国PSI(Physcial Science Inc.)曾尝试用沸石材料作为工业锅炉控制汞排放的吸附剂，Lee等[22]也用沸石对汞的吸附进行了研究。在煤气中加入己知含量的零汞(Hg0)进行实验，结果表明:沸石在高温和低温下都可以吸附Hg0和Hg2+。沸石材料这种新型吸附剂仍在研究之中。

也有众多研究者[23]用TiO2吸附剂来捕捉汞。在实验室模拟试验中，将TiO2喷入到高温燃烧器中，产生大量TiO2凝取团，凝取团的大表面积可氧化并吸附汞蒸气，然后通过除尘装置被除去。但由于其松散的结构和反应效率低，对汞的捕捉效果不明显。再加以低强度的紫外光照射，Hg0在TiO2表面氧化为Hg2+并与TiO2结合为一体，显示出很好的除汞能力。

其他吸附剂如贵金属[24]、金属氧化物或硫化物[25]也被人用于对汞的吸附。贵金属和汞能形成化合物，称为汞齐。在烟气温度下能贵金属重复吸附大量的汞及其化合物，而在热处理温度远高于煤气温度下又能脱除汞。金属化合物吸附汞并生成双金属化合物。

活性炭改性，就是改变活性炭的化学官能团的组成或性质。改性分为添载化学改性和工艺化学改性。

活性炭的吸附原理除了有物理吸附还有是化学吸附。活性炭表面有好多官能团，不同的官

能团对某种气体的吸附力也是不同的。要增加活性炭表面特定的官能团才能增加活性炭对某种气体的吸附力。

工艺化学改性投资比较大，条件比较难控制，所以现在有好多活性炭为了提高其除臭和阬菌功能，而对活性炭一般选择进行添载处理的。

活性炭对氨等碱性物质以及硫化氢、甲硫醚、醛类等的吸附保持能力很小，用应活性炭处理这些气体更是要对活性炭进行添载处理。

增加活性炭特定官能团有好多种方法，最常用的就对活性炭进行化学物的添载或触媒添载，也可以化学工艺条件改性。

合适的好的活性炭添载剂和改性方法能提高活性炭对特定气体吸附效率几倍到几十倍。活性炭添载与改性成为这几年热门的研究课题。

添载剂的量与浓度是很重要的，太小达不到效果，太高又会把活性炭的微孔全堵了。不同物质的添加，赋予活性炭对不同特定气体的去除率。除硫类臭气的、除氨类臭气的、除乙烯的、除甲醛的，都是用不同的添载剂。很有讲究的。

对活性炭采用的改性方法如下：①向浓硝酸和

Mn(NO3)2的混合溶液中加入KMnO4固体和粉末状

活性炭若干，搅拌均匀，烘干后得到活性MnO2浸

渍的活性炭吸附剂；②向去离子水和浓HCl的混合

溶液中加入FeCl3固体和粉末状活性炭若干，搅拌

均匀，烘干后得到FeCl3浸渍的活性炭吸附剂；③

取硫粉和活性炭各若干，混和均匀放入瓷舟，在通

N2 保护的情况下，在不同温度下，各渗透2h，得

到不同温度下的渗硫活性炭。