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燃煤烟气中汞的析出及形态变化机理研究

贺克雕  
【摘要】: 燃煤汞排放作为大气污染的一个重要来源,其造成的汞污染对生态环境具有很大的直接和潜在的危害。随着燃煤污染问题的加重、环境保护意识的增强、相关环境保护法规的制定与实施,特别是微量元素测试技术的发展,燃煤造成的微量元素污染问题开始得以重视,相关研究陆续开展。近年来,国外研究者开始关注对煤燃烧过程中汞的形态分布及其迁移转化规律方面的研究。我国在这方面的研究也才刚刚起步。研究汞的形态变化及其迁移机理具有十分重要的意义。 实验采用云南省燃煤电厂用煤煤种——褐煤和烟煤,在一维煤粉燃烧炉上采用EPA推荐的Ontario-Hydro方法,利用原子荧光光谱仪对样品进行分析,测定了燃烧褐煤、烟煤烟气中汞的形态分布情况。结果表明,零价汞是气态汞的主要形式,零价汞占气态汞总量的33%~88%,而二价汞占12%~67%。 探讨不同煤种、燃烧温度、加热时间、烟气气氛、煤样粒径等因素对汞形态分布的影响。得到的结论为:在大于700℃的高温燃烧条件下煤中的汞在很短时间内即析出。在500℃、700℃、900℃三种温度的燃烧条件下,两种煤烟气中的气态汞含量均小于10μg/m~3。不同煤种对汞的形态分布也有影响。褐煤产生的烟气中零价汞的含量比烟煤高,而二价汞的含量要比烟煤低。氧化性烟气气氛对元素汞的氧化有促进作用,而还原性烟气气氛则不利于氧化态汞的生成。小粒径的煤样利于汞的析出。 选取了汞氧化的基元反应进行了化学热力学参数计算,并利用文献报道的动力学参数及模拟结果进行了分析探讨,得出燃煤过程中汞氧化的重要迁移机理。


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