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Keywords:

  • selenium;
  • activated carbon;
  • low temperature;
  • adsorption;
  • chemisorption

Abstract

Selenium, along with mercury and halides, represents one of the most volatile trace metallic emissions from coal-fired combustors and utility boilers. This study investigates the potential of activated carbon in capturing gas phase selenium species in the low temperature range (125°C to 250°C) and elucidates the mechanism of interaction between selenium species and activated carbon. Selenium dioxide is chosen as the representative selenium species and experimental investigations are carried out in a differential bed reactor to illustrate the mechanism of SeO2 and carbon Interaction, Activated carbons with different structural properties are studied as adsorbents for selenium dioxide capture at low temperature. The capture mechanism is found to involve both physical and chemical adsorption in the low temperature range. At 125°C, about 1.5 wt% of selenium is captured at equillbrium. Carbon surface analyses and XPS studies confirm the presence of both elemental and oxide forms of selenium on the surface suggesting partial reduction of selenium dioxide to elemental selenium at carbon surface.

Le sélénium, avec le mercure et les halides, représente l'une des émèssions métalliques à l'état de traces les plus volatlles émanant des centrales au charbon et des chaudières d'usines. On étudie dans ce travail le potential du charbon actif dans la capture d'espèces de sélénium en phase gazeuse dans une gamme de températures basses (125°C à 250°C) et on tente d'élucider le mécanisme d'interaction entre les espèces de sélénium et le charbon actif. Le dioxyde de sélénium est choisi comme l'espèce de sélénium représentative et des recherches expérimentales sont menées dans un réacteur à lit différentiel afin d'illustrer le mécanisme d'interaction du SeO2 et du carbone. Des carbones activés aux proprietés structurelles différentes sont étudiés comme adsorbants pour la capture de dioxyde de sélénium à basse température. On a trouvé que le mécanisme de capture falsalt intervenir l'adsorption à la fois physique et chimique dans la gamme des températures basses. À 125°C, environ 1.5% en poids du sélénium est capturé à l'équillbre. Des analyses de surface du carbone et des études de XPS confirment la présence de formes élémentaires et oxydées de sélénium à la surface, ce qui suggère la réduction partielle du dioxyde de sélénium en sélénium élémentare à la surface du carbone.