燃煤过程中微量元素砷和硒形态转化的热力学平衡模拟

砷和硒是煤中的易挥发有毒微量元素。由于砷和硒在燃煤烟气中的浓度极低以及实验条件的限制 ,目前化学热力学平衡分析已成为预报烟气中砷和硒等有毒元素形态分布的主要理论分析方法。本文综述了热力学平衡分析方法应用于砷和硒在燃煤过程中形态转化和平衡分布等方面的研究进展。首先用于热力学平衡分析的是只含有砷或硒一种微量元素和煤中主量元素及氯元素的简单体系 ,并假设烟气中只有理想气体组成的气相和纯凝聚相的理想模型。然而是否考虑砷和硒与其他微量、主量或次量元素的相互作用 ,砷和硒所有可能存在的反应 ,以及在熔融相砷和硒与熔融物的结合会严重地影响模型的预报结果 ,因此 ,目前热力学平衡体系已发展成为含有包括砷和硒在内的多个微量元素和煤中所有主量、次量元素 ,以及包括熔融相在内的非理想多相复杂体系     

粉煤灰的处理和利用

燃煤发电厂每年排出大量由煤的灰分形成的各种煤灰渣——粉煤灰、炉渣和熔渣,其中绝大部分是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰,我们称之为粉煤灰。 粉煤灰是我国当前排量较大、较集中的工业废渣之一。现阶段我国年排渣量已达三     

燃煤电厂静电除尘器协同控制汞排放

对燃煤电厂静电除尘设备协同控制汞排放影响因素展开深入研究,主要分析除尘器前后烟气中汞形态浓度的变化情况、除尘器内部飞灰对烟气汞的吸附及SCR脱硝反应器对除尘器脱汞的影响。采用安大略法和Lumex汞分析仪分别对我国8家电厂烟气、煤和灰中汞含量进行了测试,并对某电厂SCR反应器前后飞灰汞含量进行了测试对比。     

用数值模拟方法研究含硫颗粒物生成过程

为了研究不同燃烧条件对燃煤中含硫颗粒物生成的影响,利用数值分析方法模拟炉膛煤燃烧。通过改变燃烧环境温度、进口氧气所占总气体摩尔比,分析得到的碳烟(soot)颗粒、SO2和CO2等主要物质浓度场。模拟结果能够很好地反映炉膛内各物质生成趋势和历程。生成的碳烟颗粒中富集煤中一部分硫元素,燃烧后期未被氧化的碳烟颗粒是燃煤烟气含硫颗粒物的一个重要来源。进口O_2摩尔比从0.1~0.5时碳烟颗粒迅速被氧化,出口处产生含硫碳烟颗粒物减少。在1 200~1 600 K范围内,温度增高不利于碳烟颗粒的生成,来源于碳烟颗粒的含硫颗粒物也就逐渐减少。     

同位素稀释质谱法测定粉煤灰标准参考物质中痕量铅

煤是重要的能源之一,我国又是以煤为主要能源的国球。研究和防治燃煤对环境的污染是非常重要的课题。粉煤灰是热电厂、钢铁厂和供热中心等排出而又广泛存在的污染物质。铅是有毒元素之一,准确测定其含量,这对作环境评价和粉煤灰的再资源化都是十分必要的。标准参考物质既能用来校准仪器,提高分析质量,又能检查和校对新建立的分析方法,促进测试技术的提高。国外50年代就开展了这项工作。近些年来我国对此也十分重视,相继     

Ⅱ、渤海湾的悬浮物和沉积物的中子活化分析

一、序言测定海水、海水中的悬浮物以及海底的沉积物中微量元素的浓度,可以为评价海洋的污染情况和研究污染元素的迁移转化规律提供重要依据。悬浮物和沉积物的特点是:(1)基体成分复杂,对于待分析元素易产生干扰,因此要求分析方法分辨率高;(2)海水中悬浮物的总量很少,故要求分析方法取样量要小,而且最好对同一份样品可以做多元素测定;(3)样品中     

土壤固相吸附砷的研究进展

砷是一种常见的有毒元素,土壤砷污染与修复问题已引起世界范围的广泛关注。土壤原位修复是消除土壤砷污染的有效方法,其中砷在土壤固相上的吸附也是近年来的研究热点。土壤固相广泛存在于土壤中,并具有表面积大和表面电荷等理化性质,它可通过与砷酸根阴离子发生表面配位反应,形成内外层配位体等方式来固定土壤中的砷,以降低金属离子的迁移能力和有效性,是一种有效的原位减轻砷污染的方法。文中简单介绍了砷污染的现状、危害和赋存状态,重点介绍了铁铝锰的氧化物和氢氧化物、粘土矿物、有机质等土壤固相对砷的吸附机理及其影响因素,旨在更好地掌握砷的吸附行为。     

多循环CCRs法在分离燃煤锅炉尾部烟气中CO2方面的应用

随着温室效应和全球变暖的加剧，煤燃烧所排出的CO2作为引起温室效应的主要气体而引起人们的密切关注。由于燃煤锅炉所排放的尾气中所含的CO2的体积份额低、排放量大，而且处于微负压状态，因此目前控制和分离吸收CO2的方法，包括各类吸收法、吸附法、膜分离法和O2／CO2燃烧技术等，能够经济可行地适用于电力工业燃煤锅炉尾部烟气中CO2分离的方法非常少。与上述各类方法相比，钙基吸收剂CCRs（calcination／carbonation reactions）法是一种新兴的经济可行的分离燃煤锅炉尾部烟气中CO2的方法。对采用该法时，吸收剂的选择、吸收剂在多次CCRs过程中结构特点的变化、提高吸收剂对CO2的吸收容量以及防止吸收剂反应性的衰减等方面进行了详细的阐述。     

污泥焚烧中Cd形态转化的热力学平衡模拟

采用热力学平衡分析方法,结合典型污泥成分和焚烧条件预测了污泥焚烧过程中重金属Cd的转化和迁移规律。模拟计算中考虑了主量矿物质与Cl、S对Cd的形态转化的影响。研究结果表明,污泥焚烧过程中,在低温的条件下Cd主要以固体碳酸盐形式存在,随着温度升高,碳酸盐分解为固态CdO,随后有气态Cd(OH)2、Cd和CdO生成,并且在较高温度主要以气态Cd存在。焚烧体系中,矿物质SiO2对Cd的形态转化影响大于其他矿物质,SiO2能与Cd结合生成稳定的CdSiO3,从而可有效抑制含Cd气态污染物的排放。焚烧体系中Cl较易与Cd结合形成CdCl2而导致Cd的挥发,Cl含量的增加促进了Cd在焚烧体系中的挥发。在低温阶段,Cd易与S结合形成固态硫酸盐,抑制了金属的挥发;在高温阶段,金属的形态转化基本不受S的影响,但是可以影响气态金属Cd的生成温度。根据污泥在不同焚烧温度、Cl含量、S含量条件下Cd的不同产物形态,可以对Cd的污染进行有效控制。     

疏基棉富集——荧光光度法测定土壤中水溶性硒

硒是人和动物所需的微量元素之一。但限于所用方法的灵敏度,分析溶液中低含量(ngg~(-1))的硒,需予先浓缩大量的试样。在选用荧光光度法时,有机质含量高的溶液尚须消解,使予处理手续繁琐,而且容易造成硒的损失。为了克服这些缺点,建立快速准确的测试毫微克级硒的分析方法非常必要。 用巯基棉吸附溶液中痕迹量有机汞,无机汞,以及各种重金属离子的方法,已有文献记载;但用巯基棉吸附非金属性较强的离子的方法尚未见报导。本文提出用巯基棉富集硒(Ⅳ),然后进行荧光光度测定的方法。此法操作简单,快速(可直接取试     

粉煤燃烧过程中细粒子形成机理的研究

煤是一种有机沉淀岩，主要包括有机碳化合物和无机矿物。在燃烧的高温条件下，煤中的矿物质首先经历热分解和气化，当烟气冷却时，它们经过冷凝成核、凝结和团聚等作用，形成大量细粒子。这些细粒子的排放会对大气环境和人类健康造成严重的影响。研究燃烧过程中细粒子的形成机理将为其污染防治提供理论基础和科学依据。本文系统地综述了煤燃烧过程中矿物质和痕量元素的气化、冷凝成核、表面凝结、团聚的机理、模拟和预测方法以及细粒子形成机理的研究进展。     

强酸性高浓度含砷废水处理方法与经济性评价

研究了硫化物沉淀和中和沉淀工艺对强酸性体系下As(Ⅲ)和As(Ⅴ)处理效果,考察了沉淀剂种类与投量、酸度(或平衡pH)等因素对除砷效果的影响,结合共沉淀产物的元素组成与价态分析探讨了2种工艺的除砷机理。研究表明,硫化物沉淀对As(Ⅲ)去除效果优于As(Ⅴ),且As(Ⅴ)去除过程中存在As(Ⅴ)转化为As(Ⅲ)的还原过程;中和沉淀对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)去除率均可达到98%以上,但不存在砷形态转化过程。进一步以云南某硫精制酸化工厂实际含砷废水为对象,研究了硫化物沉淀(以Na2S为硫源)、中和共沉淀(Fe(Ⅲ)-Ca(OH)2,Fe(Ⅲ)-NaOH,单独Ca(OH)2和Ca(OH)2-Fe(Ⅱ)等)除砷效果和处理成本,发现上述几种工艺砷去除率均可达到99.0%左右;Na2S共沉淀法处理成本最高,单独Ca(OH)2成本最低但废渣产生量大;Ca(OH)2-Fe(Ⅱ)可在不大幅提高成本的基础上确保处理效果并降低废渣产生量。在工程中应综合原水水质特点、处理水质目标、可接受的处理成本以及含砷废渣处置要求等,确定最佳的处理技术方案。     

多循环CCRs法在分离燃煤锅炉尾部烟气中CO2方面的应用

随着温室效应和全球变暖的加剧,煤燃烧所排出的CO2作为引起温室效应的主要气体而引起人们的密切关注.由于燃煤锅炉所排放的尾气中所含的CO2的体积份额低、排放量大,而且处于微负压状态,因此目前控制和分离吸收CO2的方法,包括各类吸收法、吸附法、膜分离法和O2/CO2燃烧技术等,能够经济可行地适用于电力工业燃煤锅炉尾部烟气中CO2分离的方法非常少.与上述各类方法相比,钙基吸收剂CCRs(calcination/carbonation reactions)法是一种新兴的经济可行的分离燃煤锅炉尾部烟气中CO2的方法.对采用该法时,吸收剂的选择、吸收剂在多次CCRs过程中结构特点的变化、提高吸收剂对CO2的吸收容量以及防止吸收剂反应性的衰减等方面进行了详细的阐述.     

粉煤灰烧制陶粒过程中二氧化硫的释放规律与形成机理

研究了粉煤灰烧制陶粒过程中烟气二氧化硫的释放规律,同时对烧结前后粉煤灰与陶粒中不同形态硫含量和硫平衡进行了分析,探讨了烟气中二氧化硫的来源和转化机理.结果表明,烟气中约55％的二氧化硫来源于硫酸盐的还原,其余主要来自有机硫燃烧和亚硫酸盐的分解.烧制每千克陶粒所产生的二氧化硫量约为7.8g.高温烧结过程中粉煤灰球内形成的还原性气氛导致了粉煤灰中硫酸盐向二氧化硫的还原转化.     

燃煤二氧化硫释放和钙基脱硫剂的反应特性

我国是以煤炭为主要能源的国家。煤中通常含有硫,硫燃烧后生成的SO_2是影响环境质量的最主要污染源之一。国家新颁布的《锅炉大气污染物排放标准》增加了关于燃煤SO_2控制限值的条款,因此降低燃煤SO_2排放是一项很重要的课题。 一、硫在煤中的存在形态和含量 煤中的硫以各种不同的形态存在,一般可分为可燃硫和不燃硫二类。不燃硫主要是硫酸盐硫(S_(I.Y)),通常是石膏,有时还含有绿矾(FeSO_4·7H_2O)等。可燃硫包括有机硫(S_(YJ))和无机硫(S_(LT))。有机硫的分子结构可表示为C_xH_yS_z。可燃硫中无机硫主要是黄铁矿,有些煤含有少量的元素硫和方铅矿(PbS)、闪锌矿(ZnS)等。我国的煤含硫量各地差别较大,通常在0.3％～6.5％之间。全国平均在1.68％左右。 二、SO_2的释放规律     

水泥窑共处置过程中水泥生料对砷的吸附/冷凝特性

针对水泥生料开展了氮吸附与SEM测试分析,研究了水泥生料的比表面积,孔径结构和微观表面积。同时,利用管式回转炉和控温立式炉联用装置研究了砷元素在水泥生料上的吸附冷凝特性。结果表明,水泥生料的比表面积很小,微观表面结构致密无孔,砷元素主要是冷凝在生料表面上。进入吸附冷凝炉的重金属可以分为3部分,第1部分冷凝在管壁上,占80%左右;第2部分吸附/冷凝在生料上,占10%左右;第3部分随烟气释放到空气中,不到10%。水泥生料对砷的吸附冷凝量随时间的增加而增加,随温度的升高而降低。水泥生料对砷的吸附冷凝特性可用双常数速率方程拟合,拟合效果较好,计算得表观活化能在6~7 kJ/mol之间。此外,砷的初始浓度对水泥生料的吸附冷凝特性影响很小。     

水泥回转窑共处置含砷污泥

通过水泥窑共处置含砷污泥的煅烧实验,探讨了不同掺加量(0%、2%、5%、10%和15%)对水泥煅烧过程易烧性的影响。采用X-射线衍射仪(XRD)对熟料样品的矿物相进行研究,并对水泥制品进行抗压和抗折测试,同时对熟料中砷的固化率进行分析。实验结果表明,掺加含砷污泥对熟料游离氧化钙含量影响显著,且能降低烧成温度。且掺加浓度的提高(2%~15%)对f-CaO含量影响不大。XRD测试表明,掺烧15%含砷污泥熟料的主要矿物相没有太大变化,其抗压和抗折实验结果与参比水泥相似,符合国家标准。砷元素的固化率为84.29%。     

电厂燃煤过程中汞的迁移转化及控制技术研究

讨论了近年来国内外电厂煤燃烧过程中汞的形态分布以及迁移转化规律研究的最新成果，并在此基础上评价了现有电站污染控制系统的脱汞性能，考虑到汞的排放控制，提出了对现有设备的可能优化措施。在分析中，注意到汞的易挥发性，认为汞排放控制应该充分考虑烟气中汞形态的迁移转化。由于氧化态汞在汞控制中有着重要作用，其研究将是控制电厂汞排放的关键。先进的汞排放控制技术的开发应以增强汞的氧化态为优先发展方向。     

贵州地区大气汞污染及湿法脱硫装置除汞效果的初步评价

2004年冬季在贵州地区对大气中气态元素汞进行了大范围的流动监测调查,重点监测电厂分布地区及东部汞采冶加工地区,结果表明,气态元素汞浓度的高值出现在汞化工区和金矿区;在广大农村地区和小县城附近,大气汞浓度大都在100 ng/m3范围内.同期还进行了大气颗粒物汞的采样和分析,结果表明,监测到的大气颗粒物的汞浓度水平＜3 ng/m3,与国内其他一些城市相当;细颗粒物中汞的富集度高,粒径＜2.2 μm的颗粒物汞占60%～80%.此外,实测了采用石灰-石膏法脱硫电厂的燃煤汞平衡,评价了汞去除效果,结果表明,燃煤中的汞大约20%留在灰渣中,石灰-石膏脱去约20%,约59%的汞通过烟气排放到空气中.     

固定源可凝结颗粒物中金属元素组分特征研究

参考2017年美国环境保护署(USEPA)推荐的Method 202和中国《固定污染源废气低浓度颗粒物的测定重量法》(HJ 836—2017),对中国华北、华东地区正常稳定运行的燃煤电厂、燃煤供热锅炉、垃圾焚烧发电厂、建筑陶瓷厂、焦化厂、石化厂等涉气重点行业企业排放的固定源可凝结颗粒物(CPM)及其中的金属元素进行了测试。结果表明，不同行业企业废气CPM中金属元素的种类和排放水平不同，主要与燃烧源、原(辅)材料、生产工艺、废气治理设施的CPM治理效果等因素有关。CPM中Zn、Al是主要金属组分，多数企业Fe、Ba占比也较高。燃煤电厂中As、Pb,燃煤供热锅炉中Pb、Cr、As,石化厂中Hg、Pb,建筑陶瓷厂中Cr,垃圾焚烧发电厂和焦化厂中As,分别是CPM中值得关注的有毒有害重金属元素。