Hg0 在C u Cl2-Z SM -5 分子筛上的吸附与动力学研究

张迎宾，马 威，赵珠宇

（1.江西理工大学 能源与机械工程学院，江西 南昌 330013；2.江西省矿冶环境污染控制重点实验室，江西 赣州 341000）

引言

燃煤烟气中的汞含量相对较低，主要以零价汞（Hg0）、二价汞（Hg2+）、颗粒态汞（Hgp）三种形态存在[1-2]。对于挥发性高、水溶性低、化学性质比较稳定的单质汞[3]，比较难以被一体化除尘设备直接脱除，针对该难题，采用催化氧化法能够将烟气中比较难以溶解的Hg0氧化为易溶解的Hg2+，进而在后续除尘装置中脱除或回收，其中过渡金属氧化物由于其表面具备丰富的活性氧常被用到汞的催化氧化中[4]，如马步宇等[5]研究了通过采用过渡金属元素Cu 掺杂改性SCR 催化剂以提升对零价汞的催化氧化性能。此外，吸附剂吸附法是目前较为成熟的一种脱汞技术，也是目前研究最为广泛的脱汞方法之一，但目前传统吸附剂面临着成本高、吸附速率低等问题[6]。因此，研究新型高效脱汞吸附剂，并探讨汞吸附动力学过程是实现烟气中汞的高效脱除的重要手段。

基于前期研究，本研究采用在ZSM-5 分子筛吸附剂中掺杂过渡金属Cu 元素的方法制备改性ZSM-5分子筛吸附剂，研究其对Hg0吸附性能与影响因素之间的关系，从动力学角度分析改性ZSM-5 分子筛对Hg0的吸附速率和动力学过程，旨在为利用改性ZSM-5 分子筛吸附Hg0的工业应用提供理论依据。

1 实验材料与方法

1.1 改性分子筛制备

实验以Si/Al 为50 的ZSM-5 分子筛为载体，以CuCl2（分析纯）为改性材料。将预处理后的分子筛与不同质量浓度（1.0，2.0，2.5，3.0，3.5 wt %）的CuCl2溶液搅拌浸渍12 h 后，通过旋转蒸发烘干研磨后，过200目筛，在105 ℃活化2 h，放入干燥箱，制得复合吸附材料CuCl2-ZSM-5 分子筛。……