模擬燃煤煙氣中汞形態(tài)轉(zhuǎn)化及脫除技術(shù)的實(shí)驗(yàn)及機(jī)理研究.pdf

1、燃煤汞排放作為大氣污染的一個(gè)重要來(lái)源,其造成的汞污染對(duì)生態(tài)環(huán)境具有很大的直接和潛在的危害.國(guó)內(nèi)外有關(guān)燃煤過(guò)程中汞的形態(tài)轉(zhuǎn)化和控制方法的研究還處于探索階段,在有效吸附劑的篩選及治汞機(jī)理方面的研究也還很薄弱.因此,積極開(kāi)展汞污染的研究,研究汞脫除的特效吸附劑,研究汞形態(tài)的轉(zhuǎn)化規(guī)律和合理的治汞方法,對(duì)于提高燃燒質(zhì)量,減輕汞對(duì)環(huán)境的污染都有重大意義.首先對(duì)單質(zhì)汞向氧化態(tài)汞轉(zhuǎn)化的影響因素進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,采用Ontario Hydro方法作為樣品取

2、樣方法,分別進(jìn)行了煙氣中氯化氫濃度大小、氧氣濃度大小、NO濃度大小、二氧化硫濃度大小、反應(yīng)器出口溫度高低以及汞濃度變化對(duì)燃煤煙氣中汞形態(tài)分布的影響.建立了燃煤煙氣中汞形態(tài)轉(zhuǎn)化的動(dòng)力學(xué)模型,在氯化氫存在的情況下煙氣中汞均相氣相氧化的總反應(yīng)速率方程.通過(guò)模型計(jì)算,選取基本工況,對(duì)煙氣中汞的反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行了模擬計(jì)算,計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合;通過(guò)模型分析,選取一些重要影響因素,預(yù)測(cè)了在一定運(yùn)行條件下汞形態(tài)的轉(zhuǎn)化,結(jié)果與汞形態(tài)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)果

3、一致.該模型可用于定量預(yù)測(cè)典型燃煤煙氣中汞形態(tài)轉(zhuǎn)化的程度.對(duì)吸附劑進(jìn)行化學(xué)改性后,在小型模擬煙氣實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了汞吸附實(shí)驗(yàn)篩選,以期獲得經(jīng)濟(jì)、高效的汞吸附劑.首先進(jìn)行了吸附劑的改性實(shí)驗(yàn)研究.并研究了不同煙氣成分、不同入口汞濃度、不同吸附反應(yīng)溫度、不同炭汞比等因素對(duì)汞蒸氣吸附作用的影響.在燃燒石煤的循環(huán)流化床電站鍋爐上進(jìn)行了汞排放及控制試驗(yàn)研究.結(jié)果表明汞在燃燒產(chǎn)物中的分布因工況不同而不同,燃燒添加石灰石前后汞的分布發(fā)生了較大的變化,比較明

4、顯的是ESP灰中汞增加,排放大氣總汞減少,爐底灰渣中汞和排放大氣總汞中固態(tài)汞含量變化不是很大,添加石灰石有利于總汞中零價(jià)汞的減少.電站除塵器對(duì)汞的排放有一定的控制作用,除塵器后煙氣中汞的含量明顯低于除塵器前;煙氣經(jīng)過(guò)除塵器前后氣態(tài)汞分布變化不大;排入大氣的煙氣中主要為單質(zhì)態(tài)汞為主.在小型脫汞實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了燃煤煙氣除汞技術(shù)的機(jī)理試驗(yàn)研究.對(duì)固定床實(shí)驗(yàn)篩選出來(lái)的吸附劑進(jìn)行了脫汞實(shí)際應(yīng)用研究,對(duì)各種脫汞操作工況進(jìn)行了優(yōu)選,得出對(duì)于未進(jìn)行化學(xué)改

5、性的吸附劑,半干法除汞是最佳操作方式;對(duì)于經(jīng)過(guò)化學(xué)改性的吸附劑,干噴射吸附劑法除汞是最佳操作方式;由于電廠燃煤煙氣除汞過(guò)程需要的吸附劑量較大,化學(xué)改性具有一定的難度,因此就工程實(shí)際應(yīng)用前景來(lái)看半干法除汞是最佳的電廠燃煤煙氣除汞技術(shù);在中型燃油實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了有關(guān)的放大應(yīng)用實(shí)驗(yàn),主要研究了固定床試驗(yàn)所篩選出的幾種吸附劑對(duì)汞蒸氣的吸附效果,以及吸附反應(yīng)溫度、不同碳汞比等因素對(duì)汞蒸氣吸附作用的影響.對(duì)吸附汞后的吸附劑進(jìn)行了穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明被