非均相类Fenton催化剂脱汞的实验与机理
2015-08-20周长松孙路石张安超吴晓峰马川苏胜胡松向军
周长松,孙路石,张安超,吴晓峰,马川,苏胜,胡松,向军
(1 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室,湖北 武汉 430074;2 河南理工大学机械与动力工程学院,河南 焦作 454000)
引 言
汞由于其剧毒性、持久性、生物积累性而成为全球持久性危害的污染物之一[1]。联合国环境规划署2005年数据显示世界人为汞排放量约为每年2100 t,而我国约占40%,其中燃煤汞排放量约占75%[2-3]。2012年我国颁布的《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223—2011)要求我国火力发电燃煤锅炉汞及其化合物的排放上限为0.03 mg·m-3。煤燃烧产生的汞主要有3 种赋存形态:颗粒态汞(Hgp)、2 价态汞(Hg2+)和单质汞(Hg0)[4-5]。Hgp吸附在飞灰表面,容易被电除尘设备去除;Hg2+可在湿法脱硫设备中被脱硫剂吸收;Hg0由于其物理化学性质稳定、难溶于水等特性,很难被现有的污染物处理设备脱除[6-9]。
非均相类Fenton 技术因氧化能力强、反应速率快、工艺简单,在能源、环保等领域获得了广泛的研究与应用[10-11]。通过不同化学工艺制备非均相催化剂,用于催化分解H2O2产生具有强氧化作用的羟基自由基( OH· ),称为非均相类Fenton 反应。已有研究表明[12-13],非均相类Fenton 反应产生大 量OH· 自由基中间体,OH· 自由基一旦形成,会诱发一系列自由基链式反应,攻击溶液中的各种污染物,直至氧化为最高价态氧化物。铁氧化物具有表面活性高、易分离、价格低廉、无二次污染等优点,被广泛作为非均相类Fenton 催化剂,用于处理工业污染物[14]。徐小妹等[15]总结了多孔负载型催化剂用于非均相类Fenton 反应来降解水相中的多种污染物。但是目前的研究主要针对水体中污染物的脱除,对烟气中汞脱除的研究还比较少,而且主要局限于使用均相催化剂,容易造成催化活性下降、产生二次污染等问题。……
