CaCl2添加對煤熱解汞析出規(guī)律影響的實驗研究.pdf

1、燃煤電廠是全球范圍內最大的單一人為汞排放源，燃煤汞排放控制成為全球環(huán)保工作的重點之一?；钚蕴繃娚涫亲钣行У拿摴夹g，但其成本高昂、性質不穩(wěn)定等因素制約了推廣應用，必須開發(fā)研究適合中國國情的經濟有效的燃煤汞控制技術。燃煤汞的控制與汞的排放形態(tài)密切相關，研究表明煤中含有的氯以及加入煙氣中的氯都可以促進汞的形態(tài)轉化和脫除。石灰石-石膏濕法脫硫廢水中富含氯離子，而其常規(guī)處理工藝復雜、成本高昂。本研究擬把該濕法脫硫廢水中的氯用于促進燃煤汞形態(tài)轉化

2、，從而促進煤燃燒中汞污染控制，達到以廢治廢的目的。
　　 本研究首先對8種煤進行汞含量和氯含量測量，篩選具有汞含量和氯含量代表性的煤樣品。隨后在橫式氣氛保護管式爐上進行煤熱解汞析出規(guī)律的研究，考察溫度、氣氛、加熱速率等因素對汞析出的影響，然后研究了CaCl2（脫硫廢水主要成分）添加對煤熱解過程中汞釋放規(guī)律影響。
　　 我國煤中平均汞含量為0.22mg/kg，研究結果表明不同煤種間的汞含量差異巨大。對實驗煤樣品進行微波消解

3、預處理后，使用冷原子熒光光譜儀對液體樣品汞濃度進行測定，求得煤樣品中汞含量。8種煤樣品中汞含量范圍從0.047mg/kg到0.484mg/kg。煤中氯元素含量測試中，通過兩種已知氯含量的標準煤進行結果驗證，發(fā)現(xiàn)國標法GBT3558-1996艾氏劑熔樣-硫氰酸鉀滴定（伏爾哈德法）對氯含量測試誤差偏大，而氧彈燃燒-離子色譜法則可以將測試誤差大大減少，本文采用后者進行氯含量測試，選出氯含量具有高、中、低代表性的三種煤2#、4#和7#作為實驗煤

4、種。
　　 為研究煤熱解過程中汞析出規(guī)律，在氣氛保護橫式電加爐上進行煤的連續(xù)程序升溫熱解實驗，考察溫度、氣氛、加熱速率對汞析出規(guī)律的影響。研究表明，溫度是影響汞析出的重要因素，汞從200℃左右開始析出，因煤種不同略有差異;純N2氣氛下幾乎全部以Hg0形態(tài)析出，隨著氧氣濃度提高，Hg2+比例明顯升高，但是總汞釋放率略下降;加熱速率對汞析出規(guī)律也有重要影響，加熱速率越快，Hg2+析出比例有一定幅度上升，同時提高總汞釋放率。
　

5、　 在得到煤熱解過程汞析出規(guī)律的基礎上，進一步研究了添加CaCl2對煤熱解時汞析出規(guī)律的影響。研究表明CaCl2添加后在含氧氣氛和較高的加熱速率下，能明顯提高Hg0的氧化率，提高的程度受到煤種的影響，氧化率在20％至50％之間;傅里葉在線煙氣測試表明CaCl2加入后HCl濃度大幅提高，HCl在O2參與下生成Cl2、Cl等對Hg0有強氧化性的物質，從而提高Hg0的氧化率;較原煤而言，CaCl2的添加能使總汞釋放率有所下降，這是因為隨著熱

6、解的進行，煤逐漸變?yōu)榘虢梗虢箤幸欢ㄎ阶饔?，CaCl2加入后對煤半焦起到化學改性作用，進一步強化了半焦的吸附性能。
　　 為確定煤中汞的賦存形態(tài)，采用連續(xù)固定溫度升溫熱解實驗在低溫段對4#煤熱解汞析出進行實驗研究。首先采用緩慢升溫，升溫速率3℃/min，在線監(jiān)測發(fā)現(xiàn)熱解過程中，有明顯的3個汞析出峰，表明煤中有不同賦存形態(tài)的汞，其析出溫度不同而形成明顯的不同溫度下的析出峰。
　　 通過本文的工作發(fā)現(xiàn)，煤中汞的含量和賦