不同煤种对烟气中汞的形态和分布的影响

采用化学热平衡分析方法研究了不同煤种燃烧过程中汞元素的化学形态及其分布.选用的煤种为唐山烟煤、高平无烟煤、贵州六盘水贫煤、小龙潭褐煤、印尼褐煤及宜昌褐煤6个煤样,在50~700℃温度范围内,比较讨论了不同煤样在氧化性气氛中汞的化学形态和物理相.结果表明:烟气温度较低时,原煤中S元素含量对烟气中汞的形态和分布的影响占主导地位;而原煤中Cl-含量越多,低温时最容易实现从HgSO4到HgCl2的转化,高温时最难实现从HgCl2到单质Hg的转化;相对于其它煤种,S和Cl元素在褐煤燃烧过程中的这种影响相对弱些.     

CaO对烟气中砷的形态和分布的影响

采用热力平衡分析方法研究了在一个大气压下，1300K-400K温度范围里痕量元素砷在煤燃烧过程的形态及分布以及添加剂CaO对砷的形态和分布的影响．为探讨规律，研究的系统只考虑煤中的主量元素和砷．分析结果表明，在煤燃烧和气化的高温区域里，大部分的砷元素蒸发以一氧化砷的形式存在于气相中，随着温度的降低，一氧化砷将发生化学反应生成固相As2O5和As2S2．CaO可以大大地增强砷元素的沉积趋势，烟气中CaO的含量越大，砷酸钙作为稳定相的温度范围越宽。     

煤燃烧复杂体系中痕量元素迁移转化的热力学

用热力学平衡模拟方法研究了贵州六盘水烟煤燃烧过程中痕量元素Ni、Cr、Hg、As、Se和Sb在凝聚相和气相中的迁移转化.研究的体系为气相和包含氧化物和硫化物熔融体、熔融盐及固溶体凝聚相的复杂体系.分别研究了燃烧过程的3个阶段:燃烧初期的还原性气氛、燃烧完全的氧化性气氛以及燃后冷凝气氛中痕量元素迁移转化规律.用10K小步长法计算了在1 30 0K以下痕量元素从气相迁移至凝聚相的形态及其凝聚顺序.比较计算结果与文献报道的实验数据,结果吻合.在研究煤燃烧过程中痕量元素的迁移转化时,在凝聚相加入氧化物和硫化物熔融体、固溶体及熔融盐模型大大提高了热力学平衡模拟方法的准确度和真实性.     

煤中汞燃烧过程析出规律试验研究

在小型煤粉燃烧实验台架上进行煤燃烧后汞的燃烧形态转化试验研究。采样过程利用了美国EPA推荐使用的On-tario-Hydro方法进行煤样燃烧产物的取样。研究认为，煤样燃烧后烟气中的气态汞总量在10－15μg/m^3范围内，其中二价汞在40％左右，较低的烟气冷却速率可以促进单质汞向二价汞的转化、烟气中的气态汞占总汞的70％左右。     

燃煤烟气中痕量元素的形态分析方法进展

对煤燃烧烟气中痕量元素排放总量的研究已经进行了很多,但是对这些痕量元素的化学形态分布的认识还不够深入。不同化学形态的痕量元素往往具有不同的物理、化学和生物特性,理解煤燃烧过程中有毒痕量元素的化学形态对认识燃烧过程中它们的迁徙富集规律、排放的抑制、正确评估其对人类健康和环境的危害等问题都有重要的意义。针对燃煤系统排放的固体颗粒物和烟气,从传统的连续浸提法、基于化学热力平衡的模型计算两个方面综述了目前有关燃煤过程痕量元素化学形态分析的研究现状。     

壳聚糖吸附剂脱除燃煤模拟烟气中汞的试验研究

采用在线检测法检测了纯氮气气氛下及模拟烟气气氛下高分子化合物壳聚糖吸附剂对单质汞的吸附特性,结果表明,温度升高有利于脱汞反应的进行,纯氮气氛下脱除汞单质效率不高,60℃时为28.85%, 120℃时升为38.46%;氮氧化物、硫氧化物对汞的脱除有一定的促进作用,在模拟烟气气氛下120℃时吸附剂出口平衡吸附率为48.05%,平均吸附率约68%.红外光谱分析揭示了壳聚糖吸附剂吸附烟气中汞的机理为2个游离氨基与2个羟基鳌合1个汞原子或汞离子.     

污泥与煤在循环流化床混烧过程中的汞排放特性

在密相床截面积为0.23m×0.23m、高度为7 00m的循环流化床燃烧试验装置上进行了含汞污泥与煤的混烧试验.测试并分析讨论了污泥与煤混烧过程中汞的分布,探讨了Ca/S摩尔比、脱硫剂种类、过量空气系数等运行参数以及烟气成分对汞在烟气、飞灰和炉渣中形态分布的影响规律.结果表明,大部分汞进入烟气,且元素汞是混烧烟气中的主要存在形态.钙基脱硫剂对烟气中氧化态汞有较强的吸附脱除作用,CaO对汞的脱除效果要好于CaCO3.随着烟气中SO2、NOx浓度的增大,烟气中二价汞所占份额呈上升趋势.过量空气系数对烟气和灰渣中汞的浓度和形态分布有较大的影响.     

CH_4火焰中CO_2对NO行为影响的实验研究

针对CH4 火焰中CO2 浓度对于NO降解的影响进行了详细地分析研究。结果表明 :过量空气系数对于NO的降解有着很大的影响。和氧化性气氛相比 ,还原性气氛更有利于NO的降解。同时还原性气氛中CO2 的存在降低了NO的降解率 ,而氧化性气氛中CO2 的存在能够促进NO的降解。在还原性气氛中 ,随着CO2 浓度的升高 ,其继续减少NO降解率的作用也越来越不明显     

脱硫废水添加对煤燃烧时汞析出特性的影响

为探究含氯脱硫废水溶液添加对煤燃烧时汞析出特性的影响,分别利用沉降炉和管式炉实验装置进行了3种煤在1200℃下的燃烧实验。实验时通过改变模拟脱硫废水溶液的添加量来控制燃煤中氯的质量分数分别为0.00%、0.02%、0.04%和0.06%。分析煤燃烧后烟气中汞浓度、吸收液、飞灰和煤灰中汞含量的变化情况发现:随着加氯量的增加,烟气中Hg0浓度逐渐降低,Hg2+浓度则逐渐升高,但对Hgt（气态总汞）浓度的提升效果相对较差。当加氯量为0.06%时,煤种B在沉降炉中燃烧后烟气中Hg0浓度下降约2.3 μg/m3,而Hg2+浓度提高约2.6 μg/m3,但Hgt浓度仅提高了0.3 μg/m3。氯的添加也会使飞灰中汞含量增加,煤灰中汞含量降低。通过综合对比分析沉降炉和管式炉实验结果发现:无论是否添加氯,煤在沉降炉中燃烧后烟气中Hg0比例均小于管式炉实验结果。当煤种B加氯量为0.06%时,在沉降炉和管式炉中燃烧后烟气中Hg0含量占比分别为50.6%和67.8%。此外,还发现3种煤粉在管式炉中加氯燃烧后汞的析出率提高趋势均较沉降炉明显。故含氯脱硫废水溶液的添加可以改变煤燃烧时汞的析出特性,且有利于促进烟气中Hg0的氧化,对燃煤烟气脱汞具有重要作用。     

煤中汞迁移规律及其形态分布研究

选择典型燃煤锅炉对其汞释放规律、形态分布特征进行了试验,并基于煤、石灰石、粗渣、细灰和烟气中的汞含量,给出了系统的汞平衡结果为104%~124%,可满足锅炉汞平衡要求。采用燃煤电厂汞形态浓度取样测试Ontario Hydro标准方法,给出了烟气中氧化汞、单质汞(Hg~0)的分布。结果表明:所测燃煤烟气汞浓度介于0.46~2.40μg/m~3之间,单质汞(Hg~0)占80%~90%。现有静电除尘器和脱硫设施对汞的排放有控制作用,使烟气总汞排放降低了90.3%~98.7%。     

添加CaCl2对烟气净化装置联合脱汞的规律分析

煤炭燃烧向大气中排放了大量汞。为了探究经济有效的汞排放控制方法,在管式炉中进行了CaCl₂晶体的水解实验,CaCl₂在一定温度和气氛下会水解产生HCl,HCl有利于烟气中Hg0的氧化。且随着反应温度的增加,水解率呈上升趋势。在流化床炉中进行了CaCl₂溶液蒸发协同脱汞实验。CaCl₂溶液喷洒在燃煤中可显著提高SCR脱销装置对Hg0的氧化率;煤中喷洒CaCl₂溶液可提高烟气中Hg2+的浓度和占比,从而提高湿法烟气脱硫装置（WFGD）对气态Hg的脱除效果。相比于喷洒在原煤中,将CaCl₂溶液喷洒在布袋除尘器（FF）前的蒸发干燥塔中,可显著提高FF脱除Hg的效果。整体上看,当温度越高,氯添加比越高时,烟气净化装置协同脱汞的效率也越高。     

Release characteristics of mercury in chemical looping combustion of bituminous coal

This study evaluated the release characteristics of mercury from bituminous coal in chemical looping combustion (CLC) using Australian iron ore as the oxygen carrier in a fixed bed reactor. The effects of several parameters, such as temperature in the fuel reactor (FR) and air reactor (AR), gasification medium in the FR, and reaction atmosphere in the AR, on mercury release characteristics, were investigated. The mercury speciation and release amount in the FR and AR under different conditions were further explored. The results indicate that most of the mercury in coal was released in the FR, while the rest of it was released in the AR. Hg⁰ was found to be the major species in the released mercury. The results also indicate that a higher temperature in the FR led to an increase in the total mercury release amount and a decrease in Hg⁰ proportion. However, a higher temperature in the AR resulted in a decrease in the total mercury release amount and Hg⁰ proportion. The increase in the H₂O/CO₂ ratio of gasification mediums in the FR was beneficial for the increase in the total mercury release amount and Hg⁰ proportion. A higher O₂ concentration in reaction atmosphere in AR had a negligible effect on the total mercury release amount, but a positive effect on Hg⁰ oxidization.     

基于实测的燃煤电厂氯排放特征

选取我国4家电厂的6台煤粉锅炉进行现场测试,采集并分析烟气以及飞灰、底渣、脱硫石膏等燃煤副产物样品,以开展燃煤电厂Cl污染物排放特征的研究. 结果表明:燃煤中96.99%以上的Cl析出进入烟气,原烟气中ρ(Cl)范围为10.17~33.63mg/m3.除尘器和石灰石-石膏湿法脱硫装置对烟气中的Cl具有协同脱除作用,尤其是石灰石-石膏湿法脱硫装置. 除尘器对烟气中Cl脱除效率为12.29%~19.86%,石灰石-石膏湿法脱硫装置对烟气中Cl的平均脱除效率为95.22%. 经过燃烧和烟气污染控制装置后,燃煤中0.35%~3.01%的Cl转移到底渣中,6.46%~15.00%的Cl转移到飞灰中,68.88%~77.31%通过脱硫废水排放,9.19%~15.95%的Cl转移到脱硫石膏中;只有2.21%~5.54%的Cl排入大气中,净烟气ρ(Cl)仅为0.34~1.38mg/m3. 目前我国燃煤电厂Cl污染的主要问题是妥善处理脱硫石膏和废水,以防止Cl的二次污染.      

负载硫氯化合物的活性炭去除单质汞的研究

文章在模拟含汞气体条件下研究了高温下负载氯化硫的活性炭对单质汞的去除效果及反应条件对去除率的影响。实验发现,140℃时负载氯化硫的活性炭在接近实际烟气汞浓度条件下能在长时间内保持较高的单质汞去除率;单质汞去除率与氯化硫负载率成正比,与反应温度和模拟含汞气体进口汞浓度成反比。     

Pd/activated carbon sorbents for mid-temperature capture of mercury from coal-derived fuel gas

Higher concentrations of Hg can be emitted from coal pyrolysis or gasification than from coal combustion, especially elemental Hg. Highly efficient Hg removal technology from coal-derived fuel gas is thus of great importance. Based on the very excellent Hg removal ability of Pd and the high adsorption abilities of activated carbon（AC） for H2 S and Hg, a series of Pd/AC sorbents was prepared by using pore volume impregnation, and their performance in capturing Hg and H2 S from coal-derived fuel gas was investigated using a laboratory-scale fixed-bed reactor. The effects of loading amount, reaction temperature and reaction atmosphere on Hg removal from coal-derived fuel gas were studied. The sorbents were characterized by N2 adsorption, X-ray diffraction（XRD） and X-ray photoelectron spectroscopy（XPS）. The results indicated that the efficiency of Hg removal increased with the increasing of Pd loading amount, but the effective utilization rate of the active component Pd decreased significantly at the same time. High temperature had a negative influence on the Hg removal. The efficiency of Hg removal in the N2-H2S-H2-CO-Hg atmosphere（simulated coal gas） was higher than that in N2-H2S-Hg and N2-Hg atmospheres, which showed that H2 and CO, with their reducing capacity, could benefit promote the removal of Hg. The XPS results suggested that there were two different ways of capturing Hg over sorbents in N2-H2S-Hg and N2-Hg atmospheres.     

贵阳市小型燃煤锅炉烟气中汞的形态及释放

选择贵阳市某厂的1台安装有湿法脱硫除尘的燃煤锅炉,研究湿法脱硫除尘前后燃煤烟气中颗粒态汞(Hgp)、氧化态汞(Hg2+)、原子态汞(Hg0)以及总汞(Hgt)的含量和形态分布。结果显示,湿法脱硫除尘后的颗粒态汞、氧化态汞、原子态汞分别约占总汞的10 4%,6 0%,83 6%。湿法脱硫除尘器对氧化态汞与颗粒态汞有很好的去除效率(分别为87 9%,76 1%),而对原子态汞的去除效率较差(为30 4%)。由于对该锅炉的年燃煤量统计有一定的误差以及烟气采样分析方法本身存在的误差,该锅炉输出的总汞略大于输入的总汞,质量平衡结果为:输出输入=103 6%～107 4%。煤经过燃烧后,总汞的释放因子为:41 7%残留在底灰中,65 7%进入烟气中,其中经过湿法脱硫除尘器的净化,26 7%的汞随除尘废水排放到水环境中,7 8%存在于经过除尘后的渣中,25 05%随清洁烟气释放到大气中。      

Vapor-phase elemental mercury adsorption by residual carbon separated from fly ash

Introduction The impact of mercury on the environment and thephysiological health of human is well documented(Laudal,2000; Poissant, 2002; Galbreath, 2000; Palusova, 1991).Mercury, especially methyl mercury, has high affinities forfatty tissue…