燃煤電站飛灰吸附汞的動態(tài)特性研究.pdf

1、在我國的能源格局中，火力發(fā)電發(fā)揮著一個重要的作用，每年煤炭的燃燒向環(huán)境中排放了大量的有毒物質(zhì)—汞。據(jù)統(tǒng)計燃煤電站汞排放占人為汞排放量的1/3，嚴(yán)重威脅到了人類的生存和生態(tài)環(huán)境的平衡，燃煤電站汞污染問題已經(jīng)越來越受到人們的關(guān)注。根據(jù)國內(nèi)外汞污染研究現(xiàn)狀發(fā)現(xiàn)，燃煤電站飛灰對煙氣中的汞具有一定的吸附特性，是一種潛在的脫汞吸附劑，具有非常好的市場應(yīng)用前景。故本文選取A、B兩種飛灰作為研究對象，研究不同燃煤電站飛灰的汞吸附特性，并對其進(jìn)行化學(xué)改性

2、，以期提高其飛灰脫汞能力，并且針對改性飛灰進(jìn)行了一系列研究，探索改性飛灰與煙氣中汞的反應(yīng)機(jī)理。
　　為了研究飛灰在流動狀態(tài)下的汞吸附特性，本文自主開發(fā)了一套攜帶床脫汞實(shí)驗(yàn)平臺，并對實(shí)驗(yàn)平臺的各組成部件進(jìn)行準(zhǔn)確性研究，確保所得數(shù)據(jù)真實(shí)有效。在該實(shí)驗(yàn)平臺上，研究了不同飛灰、不同試劑改性、不同濃度試劑改性、不同溫度、不同停留時間、不同煙氣成分等因素對飛灰吸附汞效果的影響，并且采取了飛灰脫汞效率和吸附速率兩種評價方法，從最終效果和反應(yīng)速率

3、兩個方面，較為全面的評價了飛灰的脫汞性能，以期可以探索出一條實(shí)用的燃煤電站脫汞技術(shù)。
　　首先本文針對A、B兩種燃煤電站的煤粉進(jìn)行了工業(yè)分析，測量了兩種飛灰中的汞含量和未燃盡碳含量。使用HBr和NH4Br兩種化學(xué)試劑對A、B飛灰進(jìn)行化學(xué)改性，并對改性前后的飛灰比表面積、孔容和孔徑進(jìn)行分析，研究了不同濃度試劑改性飛灰中溴含量和飛灰表面結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律，得到了不周樣品的重要表征信息。
　　研究發(fā)現(xiàn)，不同電站的飛灰，其飛灰捕捉汞的能

4、力有很大的不同。相同情況下，A飛灰的汞捕捉能力要強(qiáng)于B飛灰。飛灰的未燃盡碳含量越高，比表面積越大，孔徑越小，飛灰的汞捕捉能力越強(qiáng)。對飛灰原樣進(jìn)行HBr和NH4Br改性，可以大大提高其飛灰汞捕捉能力，并且HBr改性飛灰的脫汞能力要好于NH4Br改性飛灰。增加改性飛灰的進(jìn)料量或者煙氣中的初始汞濃度，可以增加改性飛灰與煙氣中汞的接觸幾率，從而提高其飛灰脫汞能力。
　　改性飛灰對汞的吸附，包括物理吸附和化學(xué)吸附，反應(yīng)器溫度的提高，可以促進(jìn)

5、改性飛灰的化學(xué)吸附，卻在一定程度上削弱了改性飛灰的物理吸附。研究發(fā)現(xiàn)，改性飛灰的脫汞能力隨煙氣溫度的提高而提高，并且溫度對NH4Br改性飛灰的影響要高于HBr改性飛灰。
　　停留時間對改性飛灰吸附汞效果的影響，受時間和流場的雙重作用:隨著停留時間的增加，改性飛灰與汞反應(yīng)的時間增加，但是反應(yīng)器的進(jìn)氣量在逐漸減小，改性飛灰與煙氣的混合效果逐漸變差。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，HBr改性飛灰脫汞效率隨停留時間的增加而減小，而NH4Br改性飛灰則呈先上

6、升后下降的趨勢。但是，隨著停留時間的增加，兩種改性飛灰的吸附速率卻在一直增加。
　　反應(yīng)器內(nèi)煙氣的成分和含量也會對改性飛灰吸附汞效果造成影響。煙氣中的NO、NO2、HCl和O2氣體本身具有極強(qiáng)的氧化性，會與改性飛灰中溴發(fā)生協(xié)同作用，從而促進(jìn)改性飛灰對汞的吸附。而SO2氣體對改性飛灰吸附汞的影響較為復(fù)雜，在較低含量時，SO2氣體會抑制改性飛灰對汞的捕捉，而在較高含量時，SO2氣體又會促進(jìn)改性飛灰對汞的捕捉。對攜帶床脫汞實(shí)驗(yàn)平臺不同位