燃煤锅炉可吸入颗粒物排放规律研究

应用基于空气动力学直径分级的低压撞击器(LPI)对4台燃煤锅炉除尘器前后飞灰颗粒进行13级采样,研究了不同除尘器入口和出口PM10的颗粒粒径排放规律及元素分布特性.结果表明,除尘器前后PM10质量粒径均呈双峰分布,其峰值分别在0.1 μm和2.36～3.95 μm附近.无论是文丘里水膜除尘器还是静电除尘器,粒径为0.1～1 μm左右的颗粒的除尘效率最低,最低效率值在50%～65%左右.除尘器对不同粒径颗粒的收集效率差别很大,对粒径为10 μm左右颗粒的收集效率为96%左右,而对亚微米颗粒的收集效率在62%-83%之间.PM10中各级氧化物组成表明较易气化元素,如s和Na等在小粒径颗粒上有明显富集趋势,而不易气化元素Si和Al等在大粒径颗粒上富集;这说明小粒径颗粒可能为气化-凝结机理形成,而比较粗的颗粒可能是通过煤焦和矿物质的破碎以及内部矿物质的聚合形成.     

高砷煤矿废水灌溉区土壤砷的分布特征探究

通过对贵州兴仁县交乐村高砷煤矿废水灌溉区土壤总砷的分布特征进行研究。文章对土壤总砷、pH值及有机质含量进行了分析,结果表明,污灌区土壤砷的含量最高达237.55mg/kg,最低为24.20mg/kg,平均As含量为85.62mg/kg,均高于世界、中国及贵州黄壤中的平均水平;pH平均值为5.12,属酸性土壤;有机质含量普遍偏高;高砷煤矿废水灌溉导致了灌区土壤中砷的累积。灌溉方式影响了土壤中砷的迁移与分布情况,土壤中砷的含量,随着与灌溉水源距离的增加而急剧降低。研究区土壤中砷的迁移较缓慢,但有向下游逐渐扩散的趋势。土壤总砷含量受到了pH值和有机质影响,但与两者的相关性并不明显。     

燃煤流化床锅炉PAHs排放的试验研究

针对大型燃煤循环流化床锅炉，研究锅炉负荷和钙硫比对烟气中及电除器飞灰中多环芳烃含量和种类的影响，试验结果表明：随着锅炉负荷和钙硫比升高，烟气中和飞灰中多环芳烃的种类和含量减少，但负荷和钙硫比对烟气中和飞灰中多环芳烃的影响效果是不同的。     

含砷飞灰固化处理研究

通过试验确定了胶凝材料的组成体系,探讨了影响胶凝材料性能的主要工艺参数,确立的最佳固化工艺条件为:水泥∶砂子∶飞灰= 57.6∶40∶2.4,水灰比为0.28,水泥采用标号为42.5的快硬硫铝酸盐特种水泥,以硫化钠作为添加剂,其用量为飞灰/硫化钠= 1.5.在最佳配比和最佳养护条件下,固化体在实验室条件下抗压强度可达2.5 MPa,砷的浸出浓度为0.83 mg/L,达到了相关的填埋标准.     

高砷煤燃烧影响下室内外空气砷含量特征

利用空气总悬浮物采样器和安德森颗粒物分级采样器,对陕西南部燃煤型砷中毒地区的室内外空气样品进行了采集和化学分析,探讨了室内外空气ρ(总砷)与煤w(砷)的关系,以及空气ρ(总砷)在不同粒径颗粒物中的分布特征. 结果表明:室内外空气ρ(总砷)均与煤w(砷)呈显著正相关,烤火间空气ρ(总砷)与煤w(砷)的相关系数(R)为0.80(P<0.01);室外空气ρ(总砷)平均值与当地煤w(砷)平均值的相关系数(R)为0.97(P<0.01);烤火间空气ρ(总砷)高峰主要出现在向煤炉添煤3 h后的旺火期,且旺火期的室内空气ρ(总砷)与空气ρ(粉尘)呈显著正相关(R0.74,P<0.05).与土木结构相比,砖混结构房屋有助于减少燃煤释放到空气中的砷在不同房间之间的扩散;室内不同房间之间、室外不同地点之间以及室内外的空气ρ(总砷)差异主要表现在颗粒物粒径小于2.1 μm的部分;天气状况对室内空气ρ(总砷)随颗粒物粒径的分布没有明显影响.      

吸附剂烟气脱砷的研究现状

大气砷污染问题日益引起人们的重视,吸附剂能够在去除烟气中砷的同时去除其他有害气体,是控制烟气砷含量、防止砷污染的有效途径.文章分析了砷在废气中的形态及分布,总结了近年来氧化钙、活性炭、飞灰和金属氧化物作为吸附剂用于烟气脱砷的最新研究进展,重点分析了各自的吸附机理及不同因素对脱砷过程的影响.指出吸附过程通常以化学吸附为主...     

烟气中砷采样方法的研究

本文主要介绍烟气中砷的采样方法和在湘潭钢铁厂应用情况,烟气中砷的采样方法国外有报道但缺少详细资料,国内仍处于探索阶段。我院根据湘钢污染源普查工作的需要做了初步研究工作,通过现场实践取得了较好结果,探明砷对湘钢环境的影响,并对生产具有一定指导意义。     

2005年中国燃煤大气砷排放清单

燃煤排放的砷是引起大气环境污染和经济损失的重要痕量元素之一.对燃煤大气砷排放进行估算可以为砷排放法规政策的制定和选择适宜的燃煤砷污染控制技术提供依据.采用基于燃料消耗的排放因子法,按照经济部门、燃烧方式和除尘设施将燃煤排放源进行分类,根据各省区不同排放类型的煤炭消耗量和燃煤平均砷含量,建立了2005年中国燃煤大气砷排放清单. 2005年中国燃煤生产和消耗量分别为2 119.8和2 099.8 Mt.燃煤导致的大气砷排放总量估算约为1 564.4 t,其中排放量最大的省区是山东（144.4 t）,其次是湖南（141.1 t）、河北（108.5 t）、河南（77.7 t）、江苏（77.0 t）等,燃煤大气砷排放主要集中在中东部省区;绝大部分燃煤大气砷排放来自工业（818.8 t）和电力部门（303.4 t）,分别占燃煤大气砷排放总量的52.3%和19.4%;2005年中国燃煤排放的砷大约有375.5 t是以气态形式排放到大气中,占排放总量的24%.总体上,在全国范围内燃煤大气砷污染排放控制的重点是电力和工业部门;而对于新疆、甘肃、青海、贵州等地区,还应关注生活消费燃煤引起的砷中毒事件.     

煤及其燃烧产物中砷的分布特征

首先研究了我国各主要聚煤区煤中砷的分布,煤的砷含量均值高于世界但低于美国,低于或接近我国土壤砷含量,但与地壳克拉克值比较,砷在煤中被明显富集。从各聚煤区情况看,砷的含量和富集因子均有中新生代煤最大,华南二叠纪煤为次,而华北石炭——二叠纪煤最小的特点。煤各级燃烧产物中砷分布研究表明,底灰中亏损,但富集于飞灰特别是细粒飞灰的表面,质量平衡率的计算显示砷大多能截留于飞灰中,呈蒸气状态逸散入大气的有限。      

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。     

工业燃煤锅炉烟气循环方式下飞灰的汞吸附特性

为探究燃煤锅炉烟气循环方式下飞灰汞的吸附特性,利用固定床汞吸附装置,对立式煤粉沉降炉不同模拟烟气循环工况条件下形成的飞灰汞吸附特性进行了研究,重点考察了烟气循环比例、煤种、关键燃烧气体组分等因素的影响.结果表明:①烟气循环工况条件下形成的飞灰汞吸附能力明显优于非烟气循环工况（空气燃烧）条件下形成的飞灰,并且随烟气循环比例的增加,飞灰汞吸附量呈逐渐增加趋势.褐煤在净烟气循环比例为60%、40%、20%的条件下形成的飞灰汞吸附量分别是非烟气循环条件下的3.0、2.3和1.6倍.②烟气循环引起燃烧气体氛围中ρ（SO₂）与ρ（NO）的变化会影响飞灰的物化特性及其汞吸附性能.随燃烧氛围中ρ（SO₂）的提高,飞灰汞吸附量先增后减.烟气循环比例为40%且燃烧气体氛围中ρ（NO）为803 mg/m3条件下,ρ（SO₂）为2 857 mg/m3时褐煤与烟煤燃烧形成的飞灰汞吸附量较高（分别为0.45和0.75 μg/g）,分别较ρ（SO₂）为1 428和4 286 mg/m3时提高了25%~300%和53%~78%.随燃烧氛围中ρ（NO）的提高,飞灰汞吸附量呈逐渐增加趋势.烟气循环比例为40%且燃烧气体氛围中ρ（SO₂）为2 857 mg/m3条件下,ρ（NO）为1 205 mg/m3时褐煤和烟煤燃烧形成的飞灰汞吸附量较高,分别较ρ（NO）为803和402 mg/m3时提高了1.2~3.6和1.1~1.6倍.③飞灰中UBC（未燃尽碳）、CaO、MgO及Fe₂O₃可促进飞灰对汞的吸附.与褐煤飞灰相比,烟煤飞灰表现出更优的汞吸附性能,与UBC、CaO、MgO及Fe₂O₃在飞灰中的含量存在一定的正相关性.研究显示,烟气循环方式下飞灰汞吸附特性发生明显变化,煤质的合理选择、烟气循环比例、循环气体成分及浓度参数的优化控制可显著改善燃煤锅炉烟气中汞的排放控制效果.      

利用粉煤灰固化含砷污泥的研究

对于As浸出率超标的硫酸废水处理系统污泥,应用固化处理可以有效降低砷浸出率。文章用水泥及粉煤灰固化冶炼厂硫酸废水中和污泥,以As的浸出率为控制指标,从时间、物料配比、pH值等方面考虑对固化块浸出率的影响,寻找粉煤灰最佳掺入量,有效降低处理成本,并尽量减少固体废物对环境的有害影响。与水泥固化相对比,采用粉煤灰固化具有更好的固化效果和明显经济效益。     

基于国内实测燃煤电厂烟气汞排放估算的不确定度

参照测量不确定度评定与表示的国家技术规范,基于近年来我国燃煤电厂常规污控设备协同脱汞的现场测试数据(文献报道和实测值)及各省原煤w(汞)的实测值,初步构建了国内燃煤电厂烟气汞排放不确定度的计算方法,并以2010年的燃煤量、污控方式布局为基础,计算了该年度汞排放的不确定度. 结果表明:2010年我国燃煤电厂烟气汞排放的总不确定度为48.8t,占平均排放总量的34.3%;其中60.2%源于污控设备脱汞效率的不确定度,39.8%源于原煤w(汞)的不确定度;采用ESP(静电除尘)、ESP+WFGD(静电除尘+湿法脱硫)、SCR+ESP+WFGD(选择性催化还原脱硝+静电除尘+湿法脱硫)和FF(袋式除尘)大气污控组合的机组各存在6.0、32.2、9.7和0.9t的烟气汞排放不确定度,分别占各对应机组烟气汞排放量的19.3%、32.8%、84.6%和53.6%,其中SCR+ESP+WFGD污控组合烟气汞排放的相对不确定度最大. 随着我国烟气脱硝工作全面推行,2015年以后,SCR+ESP+WFGD污控措施(组合)的机组所占比例将会提高到66%以上,如果仍以现有数据为基础,则来自SCR+ESP+WFGD污控措施(组合)机组的烟气汞排放不确定度将会大幅增加,因此急需增加对该类装置脱汞效率的实测样本数量.      

电厂燃煤飞灰中重金属富集规律的实验研究

研究了电厂燃煤排放的４级粒径不同的飞灰中铜、钴、铅、镍、铬、镉、砷、铍的含量及其分布。发现大多数金属在粒径１μｍ左右的细微粒子中有富集特性,其变化趋势与不同飞灰的孔隙特性变化一致,即随飞灰粒径的减小,飞灰的比表面积和孔体积增大,飞灰中金属的浓度也增多。同时比较了２种工况下金属在飞灰中的不同分布,分析了影响飞灰富集特性的各种因素,如飞灰的孔隙特性、燃烧工况、化学吸附作用、矿物质的汽化－凝结作用等,并     

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。      

燃煤电厂细颗粒物排放粒径分布特征

目前细颗粒物区域污染已成为普遍现象,控制燃煤电厂细颗粒物的排放是控制大气中细颗粒物的重要途径之一,而了解燃煤电厂细颗粒物的排放粒径分布及其形成的可能原因和影响因素显得尤为重要.针对浙江某电厂660 MW燃煤机组,在120、100、90和85℃四种不同运行工况下,采用Dekati ELPI+对电除尘器入口和出口以及烟囱60 m横断面处烟尘进行多平台同步采样测试,以研究该电厂所排放细颗粒物的粒径分布特征、不同工况下细颗粒物的排放浓度及其变化规律.结果表明:① 不同工况下,电除尘器出口和烟囱60 m横断面处颗粒物数浓度都主要集中在亚微米态（粒径 < 1 μm）,并随粒径增大而数浓度快速减小.② 随着烟冷器出口烟气温度的降低,烟气经过除尘装置后,无论是颗粒数浓度还是质量浓度均有一定程度的下降,但当烟气温度降至90℃时,继续降温对电除尘器除尘效果的影响基本趋于恒定.③ 无论燃用设计煤还是校验煤,当烟冷器出口烟气温度相对较低时,经脱硫后积聚模态颗粒物质量浓度较除尘后有明显增加;而烟气温度较高时,呈现出脱硫后较除尘后粗模态颗粒物质量浓度增长的现象.④ 当原烟气稀释倍数从7倍增至10倍时,6~27 nm粒径段颗粒物数浓度呈指数倍增长,说明稀释过程主要影响纳米级颗粒物的数浓度.⑤ 燃用设计煤,烟冷器出口烟气温度90℃时,电除尘器对PM₁的去除效果最明显为63.9%~99.8%,可见降低电除尘器入口运行烟温,可促进其对亚微米态颗粒物的捕集率.      

煤矸石－粉煤灰－废石膏烧结陶粒

采用制粒烧结工艺成功地把煤矸石、粉煤灰及废石膏(或烟气脱硫污泥)制备成建筑用轻质陶粒,实现了对上述固体废物的资源化和稳定化。煤矸石等的配料比以及粉状原料的颗粒尺寸分布是在成球盘中制粒的主要影响因素。烧结过程中的影响因素较多,但烧结温度是影响产品质量的主要因素。煤矸石-粉煤灰-废石膏陶粒烧结过程发生在950—1250℃,最佳烧结温度为1200±50℃,制得的陶位坚硬如岩石,容重等级为900,筒压强度为9—15MPa,超过GB2838-81的筒压强度≥6.5MPa的规定。     

煤矸石－粉煤灰－废石膏烧结陶粒

采用制粒烧结工艺成功地把煤矸石、粉煤灰及废石膏（或烟气脱硫污泥）制备成建筑用轻质陶粒，实现了对上述固体废物的资源化和稳定化。煤矸石等的配料比以及粉状原料的颗粒尺寸分布是在成球盘中制粒的主要影响因素。烧结过程中的影响因素较多，但烧结温度是影响产品质量的主要因素。煤矸石－粉煤灰－废石膏陶粒烧结过程发生在９５０—１２５０℃，最佳烧结温度为１２００±５０℃，制得的陶位坚硬如岩石，容重等级为９００，筒压强度为９—１５ＭＰａ，超过ＧＢ２８３８－８１的筒压强度≥６．５ＭＰａ的规定。