废弃物衍生吸附剂合成过程S/Cl/Br定向调控强化脱汞机理研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51776084
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0604.燃烧学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The chemical-impregnated sorbent injection is an effective method to reduce mercury emission from coal-derived flue gas. However, the cost of modified-sorbent is relatively high for full-scale commercial application—this limits the popularization of the injection technology particularly in developing countries. Based on this principle, the applicant proposes a novel sorbent synthesis technology, i.e., waste PVC/tire/ brominated flame retardant materials in e-waste plastics were selected as Cl/S/Br precursor and waste biomass as carbon-based materials. A kind of high-efficiency and low-cost mercury sorbent is then obtained through co-pyrolysis of these two materials in municipal solid waste. In order to reveal the regularity of the formation of the surface active groups and the mechanism of mercury adsorption, this application is going to study the following aspects: 1) migration and transformation of S/Cl/Br, and the induction of highly reactive groups for mercury removal during the pyrolysis process;2) effects of activation on physical and chemical properties of modified char; 3) surface/interface reaction between new-born reactive functional groups and mercury, and the competition, synergetic adsorption and selective control mechanism of multi-component contaminant; 4) effects of adsorption/desorption cycle on the surface active groups and its mercury adsorption performance. This research will provide the fundamentals of how to synthesize cost-effective sorbents for mercury removal by using municipal solid waste.
化学改性吸附剂喷射是控制燃煤烟气汞排放的有效手段,但改性吸附剂较高的成本限制了该项技术的发展。基于此,申请人提出以生物质废弃物为碳基材料,以废弃PVC/轮胎/电子产品塑料外壳为活性组分前驱体,采用共热解方法一步制得脱汞吸附剂,从改性活性组分成本、吸附剂基体成本和制造成本三方面降低脱汞吸附剂的成本。本申请围绕热解过程中S/Cl/Br的迁移转化规律及高汞反应活性基团的诱导生成;活化造孔过程对改性焦物理、化学性质的影响规律;焦的表/界面汞脱除机理,多组分污染物竞争、协同吸附及选择性调控机制;多次吸附/脱附循环过程对改性焦表面活性基团及脱汞性能的影响规律等方面开展应用基础研究,揭示新型吸附剂表面活性基团定向调控生成规律及汞吸附机理,为开发以城市固体废弃物中的生物质和含S、Cl、Br塑料混合物制备新型高效、价格低廉的脱汞吸附剂新技术开发与应用奠定基础。

结项摘要

活性炭喷射技术被认为是脱除燃煤烟气中汞最有效的方法,本项目以城市固体废弃物为原料,通过一步共热解法制备了含Cl/Br/S生物焦脱汞吸附剂。.首先探究了PVC强化木竹生物焦脱汞的可行性。共热解过程中引入PVC会造成含Cl生物焦孔道的堵塞,PVC中的Cl以KCl和C-Cl官能团的形式存在于生物焦中;含Cl生物焦最佳制备参数为600 oC和PVC/木竹混合比例为1:3;NO,HCl和SO2可以促进脱汞;C-Cl官能团是主要的吸附位点。.其次探究了溴系阻燃塑料强化木竹生物焦脱汞的可行性。塑料中的Br以Br–和C-Br形式存在于生物焦中,塑料热解残渣会阻塞孔道;含Br生物焦的脱汞性能远高于原始生物焦,最佳制备参数为600 oC和溴系阻燃塑料/木竹混合比例为1:1;O2,NO,HCl和SO2可以促进脱汞;含Br官能团(C-Br)将Hg0氧化为HgBr2。.然后探究了废弃轮胎强化木竹生物焦脱汞的可行性。含S生物焦孔隙结构优良;改性焦中的硫以硫化物,有机硫、元素硫和硫酸盐存在;含S生物焦具有更高的Hg0捕获能力,最佳制备参数为800 oC和废弃轮胎/木竹混合比例为1:1;O2,NO,HCl和SO2对脱汞具有促进作用;有机硫/元素硫可用作Hg0氧化成HgS的活性组分。.紧接着对吸附剂进一步优化,制备了磁性改性吸附剂。铁的催化作用使得生物焦的比表面积和表面官能团含量增加;磁性含Cl生物焦的最佳制备参数为700 oC、Fe(NO3)3溶液浓度为0.05 wt.%。O2,NO,HCl和SO2会促进改性焦对汞的脱除;磁性含Cl生物焦的Fe3O4,C-Cl和C=O提供化学吸附活性位。.最后对改性焦中Hg/Cl/Br的稳定性进行了淋滤测试。Hg在含Br生物焦表面的稳定性优于含Cl生物焦,Hg/Cl/Br在共热解吸附剂表面的稳定性优于化学浸渍吸附剂。

项目成果

期刊论文数量(24)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(5)
Theoretical research on role of sulfur allotropes on activated carbon surface in adsorbing elemental mercury
活性炭表面硫同素异形体吸附单质汞作用的理论研究
  • DOI:
    10.1016/j.cej.2020.126639
  • 发表时间:
    2021-01
  • 期刊:
    Chemical Engineering Journal
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Ruize Sun;Guangqian Luo;Xian Li;Hong Tian;Hong Yao
  • 通讯作者:
    Hong Yao
Selenium migration behaviors in wet flue gas desulfurization slurry and an in-situ treatment approach
湿法烟气脱硫浆液中硒的迁移行为及原位处理方法
  • DOI:
    10.1016/j.cej.2019.123891
  • 发表时间:
    2020-04
  • 期刊:
    Chemical Engineering Journal
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Zou Renjie;Zhang Haoyu;Luo Guangqian;Fang Can;Shi Mengting;Hu Hongyun;Li Xian;Yao Hong
  • 通讯作者:
    Yao Hong
Using H2S plasma to modify activated carbon for elemental mercury removal
利用 H2S 等离子体改性活性炭去除元素汞
  • DOI:
    10.1016/j.fuel.2019.05.132
  • 发表时间:
    2019-10-15
  • 期刊:
    FUEL
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Shi, Mengting;Luo, Guangqian;Yao, Hong
  • 通讯作者:
    Yao, Hong
Preparation of fly ash adsorbents utilizing non-thermal plasma to add S active sites for Hg-0 removal from flue gas
非热等离子体添加S活性位点制备飞灰吸附剂去除烟气中的Hg-0
  • DOI:
    10.1016/j.fuel.2019.116936
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Fuel
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Sun Ruize;Zhu Hailu;Shi Mengting;Luo Guangqian;Xu Yang;Li Xian;Yao Hong
  • 通讯作者:
    Yao Hong
Surface CO/CO2 ratio of char combustion measured by thermogravimetry and differential scanning calorimetry
通过热重和差示扫描量热法测量焦炭燃烧的表面CO/CO2比率
  • DOI:
    10.1016/j.fuel.2018.06.072
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Fuel
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Zou Renjie;Luo Guangqian;Cao Liang;Jiang Liangkui;Li Xian;Yao Hong
  • 通讯作者:
    Yao Hong

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其他文献

新型生物炭基催化剂催化甘油合成碳酸甘油酯
  • DOI:
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    --
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  • 通讯作者:
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西部低阶煤中铬赋存形态及燃烧排放特性研究
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    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    姚洪
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    工程热物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张璧;罗光前;徐萍;邓章;姚洪
  • 通讯作者:
    姚洪
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    三浦孝一
调理剂对深度脱水污泥热解特性影响研究分析.
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    化工学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张强;刘欢;刘鹏;胡红云;罗光前;姚洪
  • 通讯作者:
    姚洪

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罗光前的其他基金

等离子诱导纳米硫颗粒在线制备及烟气喷射脱汞机理研究
  • 批准号:
    52076093
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  • 资助金额:
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等离子体诱导制备活性基团表层富集吸附剂及其烟气脱汞性能
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  • 项目类别:
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程序升温热解在煤中汞形态识别中的应用及其机理
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  • 项目类别:
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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