廢氣處理設備含汞廢氣處理設備處理工藝的選擇
目前,國內廢氣處理設備凈化汞蒸汽常用吸收法、吸附法和聯合凈化法等。
1、溶液吸收法
吸收法多采用具有較高氧化還原電位的物質,如高錳酸鉀(KMnO4)、次氯酸鈉溶液等,它們有與汞蒸汽作用時反應速度快,凈化效率高,溶液濃度低、不易揮發(fā)、沉淀物少等特點,常用吸收法有高錳酸鉀和次氯酸鈉溶液吸收法等.
2、廢氣處理設備固體吸附法
利用某種化學物質處理過的活性炭作為汞吸收劑的方法可用于含汞廢氣的凈化。國內在處理低濃度汞廢氣和高濃度含汞廢氣的二級凈化多用cl處理的活性炭,但在汞冶煉成其他高濃度或大氣量合汞廢氣治理中考慮到經濟成本的因素,也采用多硫化鈉處理的焦炭作吸附劑。
近幾年來國內出現了載銀活性炭和載硫活性炭凈化裝置,已經推廣應用。從技術角度考慮,以載銀活性炭作為吸收劑是一種比較理想的方式。汞與某些金屬接觸能生成穩(wěn)定的汞齊合金,汞與銀形成銀汞齊的能力很強,當空氣中的汞蒸汽與載銀吸附劑接觸時,汞與銀立即生成銀汞齊,于是汞被吸附。
汞齊是一種金屬臺金,在常溫下很穩(wěn)定,而且無毒害。但是由于活性炭載銀時絕大多數銀只被覆于活性炭表面,當氣體流通過載銀活性炭床時汞只被有銀的地方所吸附。因此,在以載銀活性炭作為吸收劑時氣流透過流速應該控制在非常小的范圍內(一般為0.2m/s),可見,此方法的活性炭填裝量相當大。另外,由于近幾年金銀價格猛漲,使得載銀活性炭的制造成本隨之增加。從處理成本的角度考慮,讓一般的企業(yè)難以接受。
以載硫活性炭作為吸收劑從經濟和技術角度綜合考慮是一種較為理想的方式。由于活性炭載硫時絕大多數硫被覆于活性炭孔隙中,當氣體流通過載硫活性炭床時,汞蒸氣更容易、更有效地與硫接觸,從而迅速與硫反應生成硫化汞,沉積于活性炭孔隙中,達到除汞目的。這種載硫活性炭適用于常規(guī)方法除汞困難的場合,以除去氣體流中的汞蒸氣,除汞效率均在99%以上。
從硫和汞生成硫化汞的化學反應計量算,則1g硫應與6.25g汞反應,每1g載硫量10%的載硫活性炭中的硫可反應0.625g汞。這就是說,理論上載硫量10%的載硫活性炭極限除汞能力為床中載硫活性炭填裝量的62.5%。在實際應用中,由于基礎活性炭結構性能、顆粒大小、載硫量和氣體流流速、溫度、壓力、含汞濃度以及床型結構,載硫活性炭填裝量、床高、床面積比等因素都影響除汞能力,
廢氣處理設備實際的除汞能力應比極限的除汞能力小許多,所以初步設計時,推薦除汞能力通常按照活性炭床中載硫活性炭填裝量的15%一20%計算。
由此可見,針對節(jié)能燈廠的低濃度汞蒸汽的處理,用載硫活性炭和載銀活性炭相比較,可以大大減少活性炭的填裝量,使得處理裝置的制造成本得以降低。在運行中,載硫活性炭對汞的吸附量也明顯大于載銀活性炭,使得活性炭的使用周期得以延長,減少了活性炭的再生或更換次數。
3、幾種處理方式的優(yōu)點和缺點
(1)、溶液吸收法,設備結構簡單、處理成本較低。但是,由于溶液中有效物質的年度直接影響對汞的吸收能力,在使用過程中需要嚴格,濃度過高會產生二次污染,濃度過低時脫汞效率降低,操作管理難度較大。另外,形成的汞化合物和溶液混合,清理和運輸難度較大;
(2)、載銀活性炭吸附法,設備構造簡單,但處理成本較高。由于載銀活性炭所載的銀基本上都分布在作為載體的活性炭的表面,在和汞接觸的時候,只在有銀的部分形成銀汞齊,而沒有銀的部位汞不會被吸附汞。
當銀汞合金達到一定量的時候就會自動剝落或者對活性炭形成包裹,此時,對汞的去除能力大大降低直至完全失去作用。因此,為了保證處理效果的連續(xù)性和延長再生或更換周期,吸附劑的填裝量通常比較大,設備體積大,投資隨之增加。另外,硝酸銀的價格非常昂貴,使得載銀活性炭的價格居高不下,并且隨著金銀價格增高而不斷的漲價。因此,以載銀活性炭作為吸附劑的工藝在大氣量使用場合一直難以推廣。
(3)載硫活性炭,由于活性炭載硫時絕大多數硫被覆于活性炭微孔間隙當中,當氣體流通過載硫活性炭床時,汞蒸氣更容易、更有效地與硫接觸,從而迅速與硫反應生成硫化汞,沉積于活性炭的微孔間隙當中,達到除汞目的。由于其有效比表面積大大優(yōu)于載銀活性炭,使得吸附劑的填裝量大大減少。因此,從設備造價和吸附劑的成本上硫基活性炭都比銀基活性炭更具優(yōu)勢。
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