2021年7月,实验室李玉忠教授团队在可凝结颗粒物控制方面取得新进展,相关研究成果以“Adsorption of condensable particulate matter from coal-fired flue gas by activated carbon”为题发表在国际知名期刊Science of The Total Environment上。李玉忠教授为通讯作者,研究生张肖宇为第一作者。
可凝结颗粒物(CPM)是一种在排放前处于气态,排放后经过大气稀释冷凝作用相变为固态的颗粒物。CPM因排放量大,物质组成复杂,危害性高等特点被广泛关注,然而现阶段还未见专门针对CPM控制策略的报道。鉴于CPM中含有大量如HCl, Hg, VOCs, PAHs等多种可能被活性炭吸附的物质,李玉忠教授团队首次提出了利用活性炭吸附法脱除CPM的控制策略。
图1. 活性炭吸附脱除可凝结颗粒物实验装置及主要实验结果
研究人员测试了5种不同商用活性炭对CPM的吸附脱除效果,发现5种活性炭在90°C时对CPM的吸附脱除效率为19-22%,主要吸附其中的Cl-,NH4+,Hg以及芳香族化合物等;同时,当烟气温度降低时,活性炭的吸附性能随之增强。针对温度为130°C的锅炉排放烟气,当采用“先降温冷凝再活性炭吸附”的组合方式脱除CPM时,综合脱除效率最高可达到51%。冷凝和吸附两种CPM脱除作用随着烟气终温的降低而增强,烟气终温低于90°C时,冷凝脱除的贡献率更大。
该工作首次提出了专门针对CPM的控制策略,为CPM的治理提供了思路,同时也丰富了燃煤污染物控制领域的基础理论。