模擬燃煤煙氣中汞形態(tài)轉化及脫除技術的實驗及機理研究.pdf

1、燃煤汞排放作為大氣污染的一個重要來源,其造成的汞污染對生態(tài)環(huán)境具有很大的直接和潛在的危害.國內外有關燃煤過程中汞的形態(tài)轉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理方面的研究也還很薄弱.因此,積極開展汞污染的研究,研究汞脫除的特效吸附劑,研究汞形態(tài)的轉化規(guī)律和合理的治汞方法,對于提高燃燒質量,減輕汞對環(huán)境的污染都有重大意義.首先對單質汞向氧化態(tài)汞轉化的影響因素進行了實驗研究,采用Ontario Hydro方法作為樣品取

2、樣方法,分別進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、反應器出口溫度高低以及汞濃度變化對燃煤煙氣中汞形態(tài)分布的影響.建立了燃煤煙氣中汞形態(tài)轉化的動力學模型,在氯化氫存在的情況下煙氣中汞均相氣相氧化的總反應速率方程.通過模型計算,選取基本工況,對煙氣中汞的反應過程進行了模擬計算,計算結果與實驗結果基本吻合;通過模型分析,選取一些重要影響因素,預測了在一定運行條件下汞形態(tài)的轉化,結果與汞形態(tài)轉化實驗研究的結果

3、一致.該模型可用于定量預測典型燃煤煙氣中汞形態(tài)轉化的程度.對吸附劑進行化學改性后,在小型模擬煙氣實驗臺上進行了汞吸附實驗篩選,以期獲得經濟、高效的汞吸附劑.首先進行了吸附劑的改性實驗研究.并研究了不同煙氣成分、不同入口汞濃度、不同吸附反應溫度、不同炭汞比等因素對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行了汞排放及控制試驗研究.結果表明汞在燃燒產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汞的減少.電站除塵器對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;煙氣經過除塵器前后氣態(tài)汞分布變化不大;排入大氣的煙氣中主要為單質態(tài)汞為主.在小型脫汞實驗臺上進行了燃煤煙氣除汞技術的機理試驗研究.對固定床實驗篩選出來的吸附劑進行了脫汞實際應用研究,對各種脫汞操作工況進行了優(yōu)選,得出對于未進行化學改

5、性的吸附劑,半干法除汞是最佳操作方式;對于經過化學改性的吸附劑,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程需要的吸附劑量較大,化學改性具有一定的難度,因此就工程實際應用前景來看半干法除汞是最佳的電廠燃煤煙氣除汞技術;在中型燃油實驗臺上進行了有關的放大應用實驗,主要研究了固定床試驗所篩選出的幾種吸附劑對汞蒸氣的吸附效果,以及吸附反應溫度、不同碳汞比等因素對汞蒸氣吸附作用的影響.對吸附汞后的吸附劑進行了穩(wěn)定性實驗,結果表明被