Impact of Nonoxidized Sulfur Species on Elemental Mercury Removal by SO<sub>2</sub> Activated Petroleum Cokes
Notice bibliographique
Résumé
High-sulfur petroleum coke is potentially one of the most promising materials for developing efficient and low-cost sorbents for Hg 0 removal from flue gas. In this study, three distinct SO 2 -activated high-sulfur petroleum cokes were prepared at 650–850 °C via different sulfurization protocols, including SO 2 -impregnated petroleum coke (PC-S), SO 2 -impregnated coke produced with an additional reductive heat-treatment process in N 2 (PC-NS), and SO 2 -impregnated coke prepared with the presence of SO 2 in the gas during the cooling process (PC-SC). The SO 2 -activated cokes were characterized with nitrogen adsorption/desorption measurements, X-ray photoelectron spectroscopy, thermogravimetric analysis, and their mercury removal performances were investigated in a fixed-bed reactor at 80–200 °C with an initial mercury concentration of 35–120 μg/m 3 . To explore the influence of nonoxidized sulfur species on Hg 0 removal, particular focus was given to the comparison of the reduced sulfur, sulfide sulfur, and elemental sulfur formed during different sulfurization processes, as well as the consequent differences in Hg 0 adsorption characteristics. It found that the sulfur incorporated into the carbon matrix of PC-S by interaction with SO 2 at 650 °C was dominantly organic sulfide. Thermal treatment in N 2 at 800 °C led to an addition of reduced sulfur in PC-NS. An increment of 0.74 at. % elemental sulfur was observed in PC-SC after exposure to SO 2 during the cooling step. The Hg 0 adsorption capacity of PC-SC at low temperatures was significantly enhanced, yielding a mercury capacity of 622 μg/g at 80 °C. However, elemental sulfur suffered from severe temperature sensitivity for mercury binding. The sample PC-NS which contained more reduced sulfur showed the highest Hg 0 adsorption capacity at elevated temperatures above 160 °C. Furthermore, the increment in inlet mercury concentration would lead to higher adsorption capacities and faster adsorption rates. According to the R L obtained from Langmuir isotherms, the Hg 0 adsorption reactivity can be arranged as follows: PC-NS > PC-S > PC-SC. The mercury temperature-programmed desorption results suggested that sulfur species not only had an effect on Hg 0 adsorption capacity but also played an essential role in the thermal stability of the adsorbed mercury compounds. Mercury was principally associated with elemental sulfur in the form of metacinnabar and combined with thermal-stable organic sulfide in cinnabar or organomercuric compounds Hg–SR.
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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