[发明专利]一种测试炭基吸附剂脱汞性能的方法及装置

说明书

本发明提供一种测试炭基吸附剂脱汞性能的方法及装置，具体包括制备混合气体、吸附、后处理和检测过程。制备混合气体模拟实际工业中烟气的环境，然后进行实验来测试炭基吸附剂脱汞性能。本发明提供的方法及装置操作简单，用气量小、测试时间短、成本低，并且能真实反映吸附剂脱汞效果，可信度高，具有重要的指导意义和参考价值。

技术领域

本发明涉及性能测试领域，具体涉及一种炭基吸附剂脱汞性能的测试。

背景技术

煤燃烧除了引起CO₂、SO_x、NO_x、PM10污染问题以外，以汞为代表的有害痕量元素对环境造成的污染问题越来越突出。汞排入环境后不易除去，并且在环境中通过生物链长期积累，对生物和人体产生长期的毒害作用。研究表明，最近20多年来，全球大气中的汞浓度呈逐年上升趋势，尤其是近十年上升趋势更加明显。2011年3月美国EPA颁布了最新的电厂污染物排放标准，其中对电厂燃煤烟气中汞排放进行了严格的限制。2011年7月，中国环境保护部颁布了最新的《火电厂大气污染物排放标准(GB13223-2011)》，要求从2015年起，将电厂燃煤烟气中汞及其化合物排放量控制在0.03mg/Nm³以下。在中国经济高速发展的背景下，燃煤电厂和大、中型燃煤工业锅炉依然还在大力发展，燃煤污染的防治问题是一个不容回避的问题。因此，必须加强燃煤汞污染控制等方面的研究，建立系统的科学理论，发展经济、高效的汞污染控制技术。

燃煤烟气中的汞主要有三种存在形态：颗粒汞(Hg^p)、二价汞(Hg²⁺)和单质汞(Hg⁰)。颗粒态汞可以由除尘设备去除，二价汞容易被湿法烟气脱硫装置及大部分吸附剂所吸收脱除，单质汞由于难溶于水且具有较高的挥发性，很难被现有的污染物控制装置吸收。近年来，我国学者在吸附剂吸附汞方面进行了大量研究，除飞灰类物质、钙基吸附剂、贵金属吸附剂、生物质类吸附剂、矿石类吸附剂等吸附剂外，应用最为广泛的当属炭基吸附剂。通过对活性炭进行改性，获得了较好的汞吸附效果。如有关文献记载了用于烟气脱汞的硝酸改性活性炭吸附剂、其制备方法及用途，通过硝酸改性活性炭使其具有较好的脱汞效果；又如有关文献记载了用于烟气脱汞的铁氯改性活性炭吸附剂，通过硝酸铁-氯酸混合溶液浸渍活性炭来提高其脱汞效率。虽然改性炭基吸附剂在汞脱除方面具有很好的效果，但在实际生产中无法直接对其脱汞性能进行测试进而评价其优劣，因此，有必要在实验室条件下模拟实际工况进行吸附剂脱汞性能测试，从而更好的评价其性能优劣，降低工业试验成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种炭基吸附剂脱汞性能的测试方法及装置。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种测试炭基吸附剂脱汞性能的方法，包括制备混合气体、吸附、后处理和检测过程，所述方法具体包括以下步骤：

1)将50mg粒度为2～4mm的炭基吸附剂样品装入吸附反应器中。

2)将N₂、CO₂、NO、NO₂、HCl、SO₂、和O₂混合，N₂混合前经过汞渗透管将汞蒸汽带入混合气体；制得的混合气体由20ppmNO₂、300ppmNO、5～10ppm HCl、300ppm SO₂、6％O₂、13.5％CO₂、15±1ng/L汞和N₂组成，其中N₂作为平衡气体。

3)将制得的混合气体加热至100～150℃；然后通入吸附反应器，混合气体的总流量为1L/min，吸附反应器温度为140℃。

4)经步骤3)处理后的混合气体通入加热箱，对其进行加热至100℃后保温。

5)经步骤4)处理后的混合气体依次通入10％SnCl₂溶液和10％NaOH溶液。