国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

3種類水滑石在中高溫條件下的脫氯性能

2016-09-21 03:37:57胡春紅金保昇
關(guān)鍵詞:類水滑石吸附劑

胡春紅  曹 俊  金保昇

(東南大學(xué)能源熱轉(zhuǎn)換及其過(guò)程測(cè)控教育部重點(diǎn)試驗(yàn)室, 南京 210096)

?

3種類水滑石在中高溫條件下的脫氯性能

胡春紅 曹俊 金保昇

(東南大學(xué)能源熱轉(zhuǎn)換及其過(guò)程測(cè)控教育部重點(diǎn)試驗(yàn)室, 南京 210096)

采用共沉淀法制備CaMgAl-HTLs,ZnMgAl-HTLs,F(xiàn)eMgAl-HTLs三種類水滑石(HTLs),在不同初始濃度、溫度條件下對(duì)3種類水滑石的脫氯性能及其隨反應(yīng)時(shí)間的變化進(jìn)行了試驗(yàn)研究,并結(jié)合熱重分析對(duì)其吸附機(jī)理進(jìn)行推測(cè).結(jié)果表明,3種類水滑石材料都具有良好的脫氯性能,在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中脫氯效率均在86%以上;瞬時(shí)脫氯效率均隨反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)的增加先減小后維持穩(wěn)定;平均脫氯效率隨HCl初始濃度升高而下降;平均脫氯效率隨溫度的升高呈現(xiàn)出不同的變化趨勢(shì),試驗(yàn)溫度從350 ℃升高到650 ℃,CaMgAl-HTLs,ZnMgAl-HTLs類水滑石的平均脫氯效率先升高后下降隨后又略有回升,峰值出現(xiàn)在450 ℃,分別為97.6%和96.8%,而FeMgAl-HTLs類水滑石的平均脫氯效率隨溫度的升高不斷減小,最大值出現(xiàn)在350 ℃,為94.1%.3種類水滑石中CaMgAl-HTLs吸附劑的綜合性能最佳,脫氯效率在93%以上, FeMgAl-HTLs的性能最不穩(wěn)定.

類水滑石;吸附劑;中高溫;脫氯效率

垃圾焚燒法在實(shí)現(xiàn)二次利用的同時(shí),也帶來(lái)二次污染.由于PVC塑料、硬質(zhì)塑料和廚余垃圾中有大量的氯元素存在,因而HCl氣體成為垃圾焚燒爐中主要的酸性污染氣體之一.煙氣中的HCl會(huì)造成鍋爐系統(tǒng)中過(guò)熱器和再熱器的高溫腐蝕和尾部受熱面的低溫腐蝕,增加了設(shè)備的運(yùn)行和維修成本;高溫?zé)煔庵械腍Cl還會(huì)與重金屬形成低沸點(diǎn)的金屬氯化物,加劇了飛灰中重金屬的富集[1-2];文獻(xiàn)[3-4]研究表明,高溫?zé)煔庵蠬Cl的濃度會(huì)直接影響二噁英的生成量,排放進(jìn)入大氣的HCl還會(huì)造成光化學(xué)煙霧和酸雨等環(huán)境問(wèn)題.

目前電廠中,無(wú)論采用濕法、半干法還是干法HCl脫除,其HCl脫除系統(tǒng)都布置在鍋爐的尾部煙道,采用的吸附劑主要為Ca基吸附劑(CaO、石灰石等),為了提高效率,還會(huì)加入ZnO,CaO,CaCO3和Fe2O3等添加劑.這些方法雖能降低HCl排放濃度,但對(duì)于HCl氣體在高溫段的影響起不到很好的控制作用.近年來(lái),研究的焦點(diǎn)已轉(zhuǎn)向在中高溫條件下實(shí)現(xiàn)HCl的脫除.王愷等[5]在CaO的脫氯性能試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),當(dāng)溫度為400 ℃時(shí),CaO 的轉(zhuǎn)化率達(dá)到峰值,此后,隨著溫度的升高,CaO的轉(zhuǎn)化率不斷下降,并且隨著濃度的升高,CaO的脫氯效率也會(huì)不斷下降. Verdone[6]等在400 ℃條件下采用可再生的NaAlO2作為吸附劑.豆斌林等[7]在IGCC系統(tǒng)中通過(guò)HCl和堿金屬蒸氣的固體吸收劑比較試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),由蒙脫石和Mg(OH)2配制的吸附劑在550 ℃時(shí)對(duì)HCl具有很好的吸附性能.然而這些吸附劑的溫度適應(yīng)范圍較窄,且在偏離最適溫度時(shí)的脫氯效率較低.

類水滑石是具有層狀微孔結(jié)構(gòu)的雙金屬氫氧化物,因其具有記憶效應(yīng)且焙燒后的產(chǎn)物具有強(qiáng)堿性和大比表積等特點(diǎn),其作為吸附劑、催化劑和載體時(shí)都表現(xiàn)出良好的性能.Qian等[8]在使用自制Mg-Al水滑石催化降解PVC塑料時(shí)發(fā)現(xiàn),該水滑石能大幅降低產(chǎn)物中的氯含量.余謨鑫等[9]的試驗(yàn)結(jié)果表明,類水滑石在同時(shí)脫除模擬燃煤煙氣中NOx和SO2時(shí),表現(xiàn)出良好的吸附性能.

本文基于垃圾焚燒爐中高溫脫氯的工程應(yīng)用背景,在實(shí)驗(yàn)室中自制了CaMgAl,ZnMgAl和FeMgAl類水滑石(HTLs),在不同的濃度和溫度范圍內(nèi)將3種類水滑石吸附劑應(yīng)用于模擬煙氣中,對(duì)HCl氣體進(jìn)行脫除試驗(yàn).研究不同的試驗(yàn)條件對(duì)類水滑石活性的影響,并在相同條件下對(duì)不同種類的類水滑石的HCl脫除性能進(jìn)行比較.通過(guò)對(duì)3種類水滑石進(jìn)行熱重分析并結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果對(duì)脫氯試驗(yàn)的機(jī)理進(jìn)行合理推測(cè).

1 試驗(yàn)

1.1吸附劑的制備與表征

采用共沉淀法,按二價(jià)金屬和三價(jià)金屬的摩爾比為3、n(Ca2+)/n(Mg2+)為2的比例,配制Mg(NO3)2·6H2O,Ca(NO3)2·4H2O和Al(NO3)3·9H2O的混合鹽溶液.按一定的比例配制NaOH和Na2CO3的混合堿溶液.邊攪拌邊同時(shí)將2種溶液加入三口燒瓶中,然后繼續(xù)攪拌30 min.配制過(guò)程中將溫度保持在60 ℃,pH值維持在10左右,溶液沉淀后,繼續(xù)在80 ℃老化18 h,過(guò)濾,反復(fù)洗滌至中性,85 ℃干燥24 h,得到CaMgAl-HTLs(簡(jiǎn)稱Ca-HTLs).按n(Zn2+)/n(Mg2+)和n(Fe3+)/n(Al3+)分別為2的比例,以相同的方法配制得到ZnMgAl-HTLs(簡(jiǎn)稱Zn-HTLs)和FeMgAl-HTLs(簡(jiǎn)稱Fe-HTLs).破碎,篩分,取顆粒粒徑為45~80目的樣品,在不同的焙燒溫度下焙燒待用,試驗(yàn)中所使用的Mg(NO3)2·6H2O,Ca(NO3)2·4H2O,Al(NO3)3·9H2O,Zn(NO3)2·6H2O,Fe(NO3)3·9H2O,NaOH和Na2CO3試劑均為分析純,試驗(yàn)中所有用水均為去離子水.

熱重分析采用Thermo Cahn生產(chǎn)的TherMax 500型加壓熱重分析儀,以Al2O3作為參比物,熱天平精度為1 μg,升溫速率、終溫和保溫時(shí)間均由程序?qū)崿F(xiàn),控溫精度在2 ℃.溫度從室溫升到700 ℃,其后在700 ℃保持不變直到樣品質(zhì)量不再發(fā)生明顯變化,升溫速率為50 ℃/min.

1.2吸附劑特性試驗(yàn)

脫氯特性試驗(yàn)在如圖1所示的固定床試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行,吸附劑樣品被固定在內(nèi)徑為16 mm、外徑為20 mm、長(zhǎng)1 100 mm的石英管中央. 管式電阻爐的溫度和保溫時(shí)間由程序控溫裝置控制,控溫精度為0.1 ℃.由HCl和N2混合成的一定濃度的模擬煙氣,經(jīng)過(guò)石英管中的吸附劑樣品在完成脫氯過(guò)程后,經(jīng)過(guò)冷凝器進(jìn)入HCl紅外氣體分析儀,測(cè)量出口的HCl濃度.HCl紅外氣體分析儀采用英國(guó)SIGNAL公司生產(chǎn)的Model 7900FM HCl GFC 紅外氣體分析儀,測(cè)量精確度為0.2 mg/m3.每次試驗(yàn)前進(jìn)行系統(tǒng)氣密性檢查,試驗(yàn)結(jié)束后用N2吹掃試驗(yàn)氣路和紅外氣體分析儀.

1—吸附劑樣品;2—脫活石英棉;3—管式電阻爐; 4—石英管;5—模擬煙氣(HCl與N2的混合氣);6—N2氣體;7 —流量計(jì);8—熱電偶;9—溫控箱;10—計(jì)算機(jī);11—HCl紅外氣體分析儀;12—尾氣吸收裝置;13—N2氣體;14—冷凝器圖1 吸附劑脫氯性能測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)圖

1.3評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

(1)

(2)

式中,C0和 C1分別為反應(yīng)器進(jìn)、出口HCl的質(zhì)量濃度;N為取樣次數(shù);ηi為單次取樣時(shí)間點(diǎn)的脫氯效率.

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1反應(yīng)時(shí)間的影響

當(dāng)溫度為550 ℃、氣體流量為0.5 L/min 、HCl濃度為800 mg/m3時(shí),質(zhì)量均為0.5 g的3種吸附劑對(duì)HCl的脫除效率隨時(shí)間的變化曲線如圖2所示.由圖可見(jiàn),Ca-HTLs,Zn-HTLs,Fe-HTLs的脫氯效率隨反應(yīng)時(shí)間的增加呈先減小后維持穩(wěn)定的趨勢(shì).試驗(yàn)開(kāi)始時(shí),3種吸附劑對(duì)HCl的瞬時(shí)脫氯效率都非常高,達(dá)到96.9%~98%.然后分別于70,140,160 min后減小到94%,92%,88%,之后一直維持在這些值附近作微小波動(dòng),直到360 min試驗(yàn)結(jié)束.在試驗(yàn)初始的90 min內(nèi),Zn-HTLs,Fe-HTLs

圖2 各吸附劑脫氯效率隨時(shí)間的變化

吸附劑的脫氯效率一直非常接近并且高于Ca-HTLs吸附劑的脫氯效率.而在反應(yīng)進(jìn)行160 min后的穩(wěn)定階段,Ca-HTLs的吸附性能明顯優(yōu)于Zn-HTLs和Fe-HTLs.整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中(0~360 min),Ca-HTLs吸附劑的脫氯效率最穩(wěn)定, Fe-HTLs的脫氯效率隨時(shí)間的變化最大.

2.2初始HCl濃度的影響

當(dāng)樣本氣體流量為0.5 L/min、溫度為550 ℃、3種吸附劑的質(zhì)量分別為0.5 g、試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)為200 min時(shí),不同HCl初始濃度(500,800,1 150,1 600 mg/m3)條件下,不同脫氯劑的平均脫氯效率的變化曲線如圖3所示.在整個(gè)試驗(yàn)的濃度范圍內(nèi),3種類水滑石吸附劑對(duì)HCl都有較高的脫氯效率,且平均脫氯效率均隨著進(jìn)口濃度C0的增大而減小,Zn-HTLs,Fe-HTLs的平均脫氯效率受濃度的影響較大.當(dāng)進(jìn)口濃度由500 mg/m3升高到1 600 mg/m3時(shí),Ca-HTLs,Zn-HTLs,Fe-HTLs類水滑石吸附劑的平均脫氯效率分別由95.3%,95.6%,92.8%降低到92.8%,91%,88.8%,除初始濃度500 mg/m3外,在其他初始濃度條件下Ca-HTLs的平均脫氯效率均高于Zn-HTLs和Fe-HTLs.

圖3 不同HCl初始濃度下各吸附劑的平均脫氯效率

2.3溫度的影響

為獲得溫度對(duì)HTLs脫氯性能的影響,選取 Ca-HTLs,Fe-HTLs,Zn-HTLs樣品顆粒各0.5 g,在氣體流量為0.5 L/min,濃度為800 mg/m3,溫度分別為350,450,550,650 ℃的條件下進(jìn)行脫氯特性試驗(yàn),試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)為200 min,結(jié)果如圖4(a)所示.圖中,Ca-HTLs,Zn-HTLs吸附劑的平均脫氯效率較接近,且隨溫度的變化呈現(xiàn)出相同的趨勢(shì).在350 ℃時(shí),Zn-HTLs的平均脫氯效率(96.5%)略高于Cal-HTLs(95.3%);在450 ℃時(shí),Cal-HTLs,Zn-HTLs吸附劑的平均脫氯效率均達(dá)到峰值(97.6%和96.8%);在550 ℃時(shí)有所減小,而到650 ℃時(shí)又有所增加.而Fe-HTLs的平均脫氯效率隨著溫度的增加一直減小,最大值出現(xiàn)在350 ℃,為94.1%,且平均脫氯效率均比前2種吸附劑低.

將圖2中3種類水滑石脫氯效率不斷減小的階段和幾乎保持不變的階段分別稱為第1吸附階段和第2吸附階段.在圖4(a)相同的試驗(yàn)條件下,3種吸附劑處于第1吸附階段(Fe-HTLs為0~160 min, Zn-HTLs為0~130 min, Ca-HTLs為0~60 min)和第2吸附階段(200~360 min)的平均脫氯效率隨著溫度的變化曲線見(jiàn)圖4(b)、(c).圖4(b)中3種吸附劑在第1吸附階段的平均脫氯效率均隨著溫度的升高而減小,Fe-HTLs的平均脫氯效率從96.59%減小到91.7%; Zn-HTLs的平均脫氯效率從98.63%減小到95.2%; Ca-HTLs的平均脫氯效率從98.4%減小到95.1%.由圖2可知,在第2吸附階段,吸附劑的脫氯效率幾乎不隨時(shí)間的變

(a) 各吸附劑在0~200 min的平均脫氯效率

(b) 各吸附劑在第1吸附階段的平均脫氯效率

(c)各吸附劑在第2吸附階段的平均脫氯效率

化而發(fā)生變化.圖4(c)中,Ca-HTLs,Zn-HTLs在第2吸附階段的平均脫氯效率隨溫度的變化呈現(xiàn)出與圖4(a)相似的趨勢(shì);而Fe-HTLs在該階段的平均脫氯效率先隨著溫度的升高而增加,在550 ℃時(shí)達(dá)到最大值(89.4%),而后在650 ℃時(shí)又有所減小.

2.4機(jī)理推測(cè)

由于第1和第2吸附階段曲線的變化規(guī)律完全不同,可推測(cè)吸附劑在2個(gè)階段中的吸附機(jī)理并不一樣.第1吸附階段可能主要發(fā)生物理吸附的同時(shí)伴有少量的化學(xué)吸附.試驗(yàn)開(kāi)始時(shí),HCl氣體迅速吸附在樣品的層板和孔隙間,由于Fe-HTLs,Zn-HTLs的層板間距比Ca-HTLs大[10],因此在試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)的脫氯效率較高,且第1吸附階段持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng).由于物理吸附是放熱反應(yīng),平均脫氯效率曲線隨著溫度的增加而減小[11],如圖4(b)所示.然而隨著試驗(yàn)時(shí)間的增加,樣品中原存在的孔隙被逐漸填滿,物理吸附越來(lái)越弱,同時(shí)HCl不僅在吸附劑表面與之發(fā)生反應(yīng),擴(kuò)散和吸附在HTLs孔隙中的HCl開(kāi)始參與反應(yīng).吸附劑的離子組成和結(jié)構(gòu)開(kāi)始發(fā)生變化,化學(xué)吸附開(kāi)始占主導(dǎo).

由圖2可知,F(xiàn)e-HTLs吸附劑的第1吸附階段的脫氯效率值(97.7%)和第2吸附階段的脫氯效率(88%)相差較大,且第1吸附階段持續(xù)的時(shí)間(160 min)相對(duì)較長(zhǎng),所以在圖4(a)中試驗(yàn)前200 min的平均脫氯效率主要受物理吸附機(jī)制的影響,曲線的變化規(guī)律與圖4(b)相似.而在200~360 min時(shí)段的平均脫氯效率主要由化學(xué)吸附機(jī)制主導(dǎo),隨溫度的變化趨勢(shì)完全不同于第1階段.由圖2可知,Ca-HTLs吸附劑在第1階段的脫氯效率(最高值96.9%)和第2吸附階段的脫氯效率(94%)相差較小,且第1吸附階段持續(xù)的時(shí)間(70 min)較短,其試驗(yàn)前200 min的平均脫氯效率受化學(xué)吸附機(jī)制的影響較大,其隨溫度變化的趨勢(shì)與圖4(c)中基本一致.在圖4中3種吸附劑的平均脫氯效率隨溫度的變化規(guī)律有一定差異,這可能是由于不同吸附劑隨溫度的結(jié)構(gòu)變化和重組并不完全一致,化學(xué)吸附的機(jī)制并不完全一致.Zn-HTLs的第1吸附階段持續(xù)時(shí)間也比較長(zhǎng)(140 min),但是第1吸附階段脫氯效率(最高值98%)和第2吸附階段脫氯效率(92%)相差較小.圖4中Zn-HTLs的平均脫氯效率變化曲線介于Ca-HTLs和Fe-HTLs的曲線之間,且更接近前者.這可能由于Zn-HTLs,Ca-HTLs都是替換二價(jià)金屬離子的類水滑石吸附劑,吸附機(jī)理更為接近.

3 熱重分析

3種自制類水滑石吸附劑在不同試驗(yàn)條件下均表現(xiàn)出良好的脫氯性能.為了通過(guò)對(duì)HTLs吸附劑在不同溫度條件下自身結(jié)構(gòu)變化和吸附反應(yīng)前后的變化來(lái)進(jìn)一步探索反應(yīng)的機(jī)理,本文對(duì)吸附劑樣品進(jìn)行了熱重分析.對(duì)3種HTLs樣品分別在N2氣氛和HCl濃度為500 mg/m3的樣本氣體條件下進(jìn)行了熱重分析.樣品質(zhì)量均取為30 mg,氣體流量為0.5 L/min,熱重試驗(yàn)過(guò)程中溫度從室溫升到700 ℃,升溫速率為50 ℃/min,隨后在700 ℃保持不變直至樣品的質(zhì)量不再發(fā)生變化.3種樣品在2種氣氛下的TG,DTG曲線如圖5所示.

(a) Ca-HTLs

(b) Zn-HTLs

(c) Fe-HTLs

HTLs在樣本氣體中和N2氣氛中的熱重曲線有明顯差異,有理由認(rèn)為這是因?yàn)闃悠肺搅薍Cl導(dǎo)致的,圖6為各吸附劑樣品在吸樣本氣氛和N2氣氛下的質(zhì)量差對(duì)時(shí)間的微分,圖中曲線的峰高和峰寬表明了各樣品在不同階段對(duì)HCl的吸附情況.圖中,F(xiàn)e-HTLs和Zn-HTLs在2種試驗(yàn)氣氛下質(zhì)量差的增長(zhǎng)率主要發(fā)生在圖5中所對(duì)應(yīng)的失重峰處,主要分布在試驗(yàn)前期.Ca-HTLs質(zhì)量差增長(zhǎng)率的峰幾乎是遍布整個(gè)試驗(yàn)區(qū)間,但其最高峰出現(xiàn)在圖5中DTG曲線的最高峰處.這與圖2和圖4(a)中在試驗(yàn)前期(時(shí)長(zhǎng)短)和試驗(yàn)溫度低時(shí),Fe-HTLs

圖6 樣本氣氛和純氮?dú)鈿夥障聵悠焚|(zhì)量差的微分曲線

,Zn-HTLs的脫氯效率優(yōu)于Ca-HTLs,而Ca-HTLs的性能更穩(wěn)定并在高溫和試驗(yàn)后期的脫氯效率更高的結(jié)論相吻合.

4 結(jié)論

1) HTLS的吸附過(guò)程分為2個(gè)階段,第1吸附階段在試驗(yàn)的開(kāi)始階段,脫氯效率隨著試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)的增加而緩慢減?。籆a-HTLs,Zn-HTLs,Fe-HTLs的第2吸附階段分別于試驗(yàn)開(kāi)始后的60,140,160 min后出現(xiàn),此階段吸附劑的脫氯效率幾乎不隨時(shí)間而發(fā)生變化.第1吸附階段主要發(fā)生的是物理吸附,第2吸附階段由化學(xué)吸附主導(dǎo).

2) 3種吸附劑的平均脫氯效率均隨著HCl的入口濃度的增加而減小,Ca-HTLs隨濃度變化的影響最小.Zn-HTLs的平均脫氯效率隨濃度增加而減小的速率最大.Fe-HTLs的平均脫氯效率最低,但其隨濃度的變化率介于Ca-HTLs與Zn-HTLs之間.

3) 3種吸附劑的平均脫氯效率隨溫度的變化規(guī)律呈現(xiàn)出不同的趨勢(shì).Zn-HTLs,Ca-HTLs的平均脫氯效率(0~200 min)隨溫度的增加先減小然后隨著溫度的進(jìn)一步升高略有回升,峰值位于450 ℃的位置,分別為97.6%和96.8%.Fe-HTLs在0~200 min(主要處于第1吸附階段)的平均脫氯效率隨著溫度的升高而減小,而其在200~360 min(第2吸附階段)的平均脫氯效率隨著溫度的增加先增加后減小,峰值在550 ℃.這可能是不同的離子組成導(dǎo)致了不同吸附劑的比表面積、孔隙分布和反應(yīng)活性不同,所以不同時(shí)段、不同吸附劑中物理吸附和化學(xué)吸附所占的比重不同.而物理吸附和化學(xué)吸附隨溫度的變化趨勢(shì)并不相同,這些因素的綜合作用導(dǎo)致了不同吸附劑的平均脫氯效率隨溫度的變化規(guī)律存在差異.

4) Ca-HTLs和Znl-HTLs吸附劑的綜合性能接近,其中Ca-HTLs吸附劑的綜合性能最佳,平均脫氯效率在93%以上,Fe-HTLs吸附劑的性能最差.

References)

[1]Nishitani T, Fukunaga I, Itoh H, et al. The relationship between HCl and mercury speciation in flue gas from municipal solid waste incinerators [J].Chemosphere, 1999, 39(1):1-9. DOI:10.1016/s0045-6535(98)00583-9.

[2]Wey M Y, Su J L, Yan M H, et al. The concentration distribution of heavy metals under different incineration operation conditions [J].ScienceoftheTotalEnvironment, 1998, 212:183-193. DOI:10.1016/s0048-9697(98)00005-9.

[3]Halonen I, Tarhanen J, Ruokoj?rvi P, et al. Effect of catalysts and chlorine source on the formation of organic chlorinated compounds[J].Chemosphere, 1995, 30(7):1261-1273. DOI:10.1016/0045-6535(95)00022-z.

[4]Kulkarni P S, Crespo J G, Afonso C A M. Dioxins sources and current remediation technologies—a review [J].EnvironmentInternational, 2008, 34(1):139-153.

[5]王愷, 鐘文琪, 曹俊,等. CaO中高溫脫除HCl的特性試驗(yàn)研究[J]. 東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2014,44(3):591-597. DOI:10.3969/j.issn.1001-0505.2014.03.025.Wang Kai, Zhong Wenqi, Cao Jun, et al. Experimental study on HCl removal characteristics over CaO at moderate and high temperature[J].JournalofSoutheastUniversity(NaturalScienceEdition), 2014, 44(3):591-597. DOI:10.3969/j.issn.1001-0505.2014.03.025.(in Chinese)

[6]Verdone N, de Filippis P. Thermodynamic behaviour of sodium and calcium based sorbents in the emission control of waste incinerators[J].Chemosphere, 2004, 54(7):975-985. DOI:10.1016/j.chemosphere.2003.09.041.

[7]豆斌林, 陳兵兵. 煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)高溫煤氣HCl污染物脫除的研究[J]. 華東電力, 2007, 35(9):22-25. DOI:10.3969/j.issn.1001-9529.2007.09.006.

Dou Binlin, Chen Bingbing. Removal of HCl from high temperature coal gas in IGCC[J].EastChinaElectricPower, 2007, 35(9):22-25. DOI:10.3969/j.issn.1001-9529.2007.09.006.(in Chinese)

[8]Qian Z, Chao T, Wang Y Z, et al. Catalytic degradation and dechlorination of PVC-containing mixed plastics via Al-Mg composite oxide catalysts [J].Fuel, 2004, 83(13):1727-1732.

[9]余謨鑫, 徐建昌, 覃柯敏,等. 以類水滑石為前驅(qū)體制備的復(fù)合氧化物同時(shí)吸附煙道氣中SO2和NO研究[J]. 工業(yè)催化, 2006, 14(3):39-43. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2006.03.010.

Yu Moxin, Xu Jianchang, Qin Kemin, et al. Simultaneous adsorption of SO2and NO in flue gas over mixed oxides derived from hydrotalcite-like compounds[J].IndustrialCatalysis, 2006, 14(3):39-43. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2006.03.010.(in Chinese)

[10]Costa F R, Leuteritz A, Wagenknecht U, et al. Intercalation of Mg-Al layered double hydroxide by anionic surfactants: Preparation and characterization[J].AppliedClayScience, 2008, 38:153-164.

[11]許越. 化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2005:146-172.

[12]趙蕓, 梁吉, 李峰,等. 層狀雙金屬氫氧化物的熱分解及動(dòng)力學(xué)研究[J]. 清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2004, 44(2):149-152. DOI:10.3321/j.issn:1000-0054.2004.02.004.

Zhao Yun, Liang Ji, Li Feng, et al. Kinetic study on the thermal decomposition of layered double hydroxides[J].JournalofTsinghuaUniversity(ScienceandTechnology), 2004, 44(2):149-152. DOI:10.3321/j.issn:1000-0054.2004.02.004.(in Chinese)

[13]Wang X P, Jun J Y, Cheng J, et al. High-temperature adsorption of carbon dioxide on mixed oxides derived from hydrotalcite-like compounds.[J].EnvironmentalScience&Technology, 2008, 42(2):614-618. DOI:10.1021/es072085a.

[14]Ulibarri M A, Pavlovic I, Barriga C, et al. Adsorption of anionic species on hydrotalcite-like compounds: Effect of interlayer anion and crystallinity[J].AppliedClayScience, 2001, 18(1):17-27. DOI:10.1016/s0169-1317(00)00026-0.

[15]Cao J, Zhong W, Jin B, et al. Treatment of hydrochloric acid in flue gas from municipal solid waste incineration with Ca-Mg-Al mixed oxides at medium-high temperatures[J].EnergyFuels, 2014, 28(6):4112-4117.

Dechlorination performance of three hydrotalcite-like compounds in medium-high temperature

Hu Chunhong Cao Jun Jin Baosheng

(Key Laboratory of Energy Thermal Conversion and Control of Ministry of Education,Southeast University,Nanjing 210096,China)

Three hydrotalcite-like compounds (HTLs), i.e., CaMgAl-HTLs, ZnMgAl-HTLs, and FeMgAl-HTLs, were prepared by co-precipitation. The dechlorination performance of three HTLs on different initial concentrations of HCl, reaction temperatures, and reaction time conditions were studied, and the absorption mechanism was speculated by TGA (thermo gravimetric analyzer). The experimental results show that the ideal HCl removal efficiencies (over 86%) are achieved for all of the three HTLs under different conditions. The removal efficiencies of HCl first increase and then decrease followed by keeping constant with the increase of the reaction time. Meanwhile, the average removal efficiencies decrease with the increase of the initial concentrations of HCl. Moreover, with the increase of the temperatures from 350 ℃ to 650 ℃, the average HCl removal efficiencies for CaMgAl-HTLs and ZnMgAl-HTLs increase at first and then decrease but slightly rebound afterwards, and the peak values are both achieved at 450 ℃, with 97.6% and 96.8%, respectively. While for FeMgAl-HTLs, the average removal efficiency decreases with the increase of the temperature, and the peak value with 94.1% is achieved at 350 ℃. Overall, in the three HTLs, ZnMgAl-HTLs show best performance on the removal efficiency of HCl (over 93%), and the performance of FeMgAl-HTLs is the worst unstable.

hydrotalcite-like compounds; absorption; medium-high temperature;HCl removal efficiency

10.3969/j.issn.1001-0505.2016.04.018

2015-11-02.作者簡(jiǎn)介: 胡春紅(1990—),女,碩士生;金保昇(聯(lián)系人),男,教授,博士生導(dǎo)師,bsjin@seu.edu.cn.

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51476032).

10.3969/j.issn.1001-0505.2016.04.018.

X701.2

A

1001-0505(2016)04-0782-06

引用本文: 胡春紅,曹俊,金保昇.3種類水滑石在中高溫條件下的脫氯性能[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2016,46(4):782-787.

猜你喜歡
類水滑石吸附劑
固體吸附劑脫除煙氣中SOx/NOx的研究進(jìn)展
化工管理(2022年13期)2022-12-02 09:21:52
用于空氣CO2捕集的變濕再生吸附劑的篩選與特性研究
能源工程(2021年1期)2021-04-13 02:05:50
浙江麗水:打好劣V類水剿滅戰(zhàn)
熒光類水滑石的細(xì)菌檢測(cè)及殺菌性能
水滑石的制備及應(yīng)用進(jìn)展
水滑石在軟質(zhì)聚氯乙烯中的應(yīng)用研究
十四烷酸插層稀土類水滑石的合成及其對(duì)PVC的熱穩(wěn)定作用
PA6/類水滑石納米復(fù)合材料的制備與性能研究
油酸鈉改性鋅鎂鋁水滑石的制備及對(duì)聚丙烯的增強(qiáng)作用
銅鋯類水滑石催化合成MIBK的研究
龙山县| 巴林右旗| 广元市| 赤城县| 寿阳县| 仪征市| 安平县| 谢通门县| 浙江省| 贡觉县| 承德县| 长葛市| 阿鲁科尔沁旗| 特克斯县| 天门市| 郴州市| 北海市| 夏河县| 三穗县| 眉山市| 唐河县| 灌云县| 霍林郭勒市| 香河县| 班玛县| 凭祥市| 五河县| 杂多县| 成武县| 北辰区| 雷波县| 东乡县| 桦南县| 仪陇县| 丰镇市| 民乐县| 桦甸市| 高青县| 信阳市| 钟山县| 舞钢市|