活性炭脱汞吸附剂的制备及其吸附动力学研究开题报告
2020-06-10 22:05:15
1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
1.汞的危害及来源
汞在自然界中以单质汞、有机汞和无机汞的形式存在。单质汞中毒主要有头痛,头晕,恶心,发烧,全身酸痛等症状。而无机汞中毒的主要症状表现为轻度兴奋症,神经衰弱综合症等。有机汞化合物的毒性最大,而甲基汞导致的疾病最严重。甲基汞进入人身体以后会被吸收,这将对人身体产生重大的危害,破坏细胞的正常代谢,使人体运动失调、损害听觉、导致语言障碍,同时还会有损肾脏及肝脏细胞对人身体的解毒功能,而且还会破坏人体的中枢神经系统,特别是胎儿、婴儿和孕妇将会受到影响。据美国环保署研究显示,每年美国大约有60000名儿童由于汞污染引起神经系统损伤,同时每年因为汞的污染导致将近322000名新生儿神经系统受损[1]。上世纪五、六十年代,日本熊本县水俣湾附近的居民因为食用了大量受到甲基汞污染的海产品,造成了一万两千多人汞中毒,累计有一千两百多人死亡,并引发了相应的神经系统疾病,这就是著名的日本”水俣病”事件。
汞在大气环境中存在的形态有三种:颗粒态汞(hgp)、气态二价汞(hg2 )和气态单质汞(hg0)[2]。颗粒态汞(hgp)和气态二价汞(hg2 )容易通过降水的方式沉降到地表,其污染的范围较小,并且容易除去,而气态单质汞(hg0)性质比较稳定,溶解度低,在大气中滞留时间长,所以汞在长距离的大气循环运输过程中容易形成区域性、乃至全球性的污染。因此,许多国家已经开始国家间的合作来解决这一棘手问题#8212;#8212;汞污染问题[3-6]。人们对汞污染的来源进行了探讨,发现煤炭的燃烧是人工汞排放的主要污染来源。联合国环境规划署(united nations environment programme, unep)也同样指出,燃煤电厂是最大的人为汞污染源。根据美国环保署(epa)统计,美国每年向大气环境中排放的汞约有150吨,同时统计到燃煤电站就排放了48吨,大约占到总排放量的1/3;研究显示,2005年我国燃煤电厂排出了193.6吨汞,占全世界燃煤汞排放总量的12%。因此就燃煤锅炉而言,解决汞污染问题的关键是对大型电厂锅炉汞排放控制技术的研究。
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
1.本文以目前人类对关注的环境问题为背景,分析了燃煤烟气中汞污染的来源,危害及其常见的汞脱除工艺。针对活性炭脱汞过程中遇到的问题,通过阅读文献发现卤素在汞脱除中有促进作用,为此考虑制备卤素改性活性炭吸附剂,希望为活性炭脱汞技术提供一定的研究基础。
2. 本文拟采用椰壳活性炭为原料,制备卤素改性活性炭吸附剂,并在固定床内考察其脱汞效果。通过改变实验参数(温度、初始汞浓度)等因素分析最佳工艺条件。并结合得到的实验数据,采用动力学对实验结果进行拟合,分析汞吸附机理。
3. 熟悉常见的动力学模型如:内扩散模型,准一级动力学模型、准二级动力学模型、Elovich等,了解各动力学模型的积分方程式及其使用条件。熟练掌握Oringe 软件的使用,并利用其对实验数据进行动力学拟合。