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.      

大气中SO2的固相氧化研究

研究了MgO、CaO、Al_2O_3、Fe_2O_3、V_2O_5、SiO_2、Mno_2颗粒和工业燃煤、民用燃煤、冶金工业和建材飞灰以及四川部分城市实际大气颗粒物对SO_2的固相氧化作用。实验结果表明,7种单组分颗粒对SO_2的氢化能力顺序为:MnO_2>MgO>CaO>Fe_2O_3>Al_2O_3>V_2O_5>SiO_2;污染源飞灰的氧化能力与该颗粒中所含强氧化剂和碱性成分有关,其氧化能力大小为:冶金工业飞灰>民用燃煤飞灰>建材飞灰>工业燃煤飞灰;四川不同城市实际大气颗粒物的氧化能力为:宜宾>自贡>重庆>蛾眉山>乐山>成都。该研究结果为弄清四川酸雨成因和研究防治对策提供了科学依据。     

燃煤飞灰中汞在渗滤过程中的迁移规律研究

燃煤飞灰在堆放、填埋过程中,固定于灰中的汞可能被再次释放,而带来二次污染。为研究飞灰中汞对环境的影响,本研究参照国标规定的渗滤方法和美国毒性特征浸出程序,对飞灰中汞的渗滤特性进行研究,即研究不同类型酸浸取液、浸取液pH值以及液固比对汞渗滤特性的影响。不同酸的浸取试验结果表明：硝酸的汞渗出浓度最大,硫酸最小,经化学动力学分析是由于不同类型酸对于玻璃体中各种氧化物溶解能力的差异性所致。采用硫酸渗滤时,出现反常的渗滤特征,并发现该现象与飞灰二次相生成物有关。滤液汞浓度随浸取液pH的增大成指数曲线下降趋势;随液固比增加,滤液汞浓度呈单峰分布,经化学动力学分析表明氢离子与硅铝玻璃体的配比是产生这一现象的主要原因;本研究对于燃煤汞污染的深度控制及治理方面有指导意义。     

电厂煤燃烧后元素硒的分布及对环境的贡献

对电厂煤、除尘器飞灰、渣及不同粒径的烟道飞灰中痕量元素硒进行研究.化学分析表明,硒在渣和除尘器飞灰中亏损而在细飞灰中富集,尤其在>19.0μm的飞灰中明显富集,富集系数达到5.15,造成这种现象的原因一是挥发性元素的挥发-凝结作用,二是燃烧产物在燃烧气流中停留的时间,三与飞灰颗粒形态有关,>19.0μm的飞灰中多孔颗粒可能是造成其富集的原因.逐级化学提取实验表明,煤中硒主要具有机相关性(69.7%),这也是硒挥发性高的一个主要原因;物质平衡计算显示煤中16.5%的硒随气流直接排放入大气,细飞灰中的硒只占1.1%,且大部分在>19.0μm的飞灰中,影响范围小,渣中硒对周围环境的影响更小,飞灰中的硒具有一定的迁移性,也许可以用来改善缺硒土壤.     

黔西南煤燃烧产物微量元素分布特征及富集规律研究

通过对黔西南高砷煤及燃烧产物(底灰、粗飞灰、细飞灰和烟气)中微量元素含量、水溶性及赋存状态的测定,分析了微量元素在燃煤产物中的分布特征及富集规律,探讨了燃煤过程中微量元素迁移转化机制.结果表明,As和Sb是黔西南高砷煤的主要危害元素,含量分别为(256±195)μg.g-1和(26±21)μg.g-1.根据元素在燃煤产物中富集程度的差异,将其分为4类:Ⅰ底灰富集型(Cr和W);Ⅱ均匀富集型(Cu和Ba);Ⅲ飞灰富集型(Mn和Mo);Ⅳ细飞灰超富集型(As、Cd、Sb和Pb).As的挥发性强于Sb和Pb.As在细飞灰上表现出强烈的富集;而Sb和Pb在原煤和燃烧产物中的分配具有明显的正相关关系(R2=0.990 1,P<0.05).亲石元素容易在底灰沉积或组成飞灰颗粒基质,亲硫元素燃烧后易于吸附在飞灰颗粒表面.而飞灰颗粒粒径越小,比表面积越大,所吸附的微量元素含量越高.     

Mercury adsorption characteristics of HBr-modified fly ash in an entrained-flow reactor

In this study, the mercury adsorption characteristics of HBr-modified fly ash in an entrained-flow reactor were investigated through thermal decomposition methods. The results show that the mercury adsorption performance of the HBr-modified fly ash was enhanced significantly. The mercury species adsorbed by unmodified fly ash were HgCl₂, HgS and HgO. The mercury adsorbed by HBr-modified fly ash, in the entrained-flow reactor, existed in two forms, HgBr₂ and HgO, and the HBr was the dominant factor promoting oxidation of elemental mercury in the entrained-flow reactor. In the current study, the concentration of HgBr₂ and HgO in ash from the fine ash vessel was 4.6 times greater than for ash from the coarse ash vessel. The fine ash had better mercury adsorption performance than coarse ash, which is most likely due to the higher specific surface area and longer residence time.     

Investigation of basic properties of fly ash from urban waste incinerators in China

Basic properties of fly ash samples from different urban waste combustion facilities in China were analyzed using as X-ray fluorescence （XRF）, scanning electron microscopy （SEM）, X-ray diffraction （XRD）. The leaching toxicity procedure and some factors influencing heavy metals distribution in fly ash were further investigated. Experimental results indicate that the fly ash structures are complex and its properties are variable. The results of XRF and SEM revealed that the major elements （〉10000 mg/kg, listed in decreasing order of abundance） in fly ash are O, Ca, Cl, Si, S, K, Na, Al, Fe and Zn. These elements account for 93% to 97%, and the content of Cl ranges from 6.93% to 29.18 %, while that of SiO2 does from 4.48% to 24.84%. The minor elements （1000 to 10000 mg/kg） include Cr, Cu and Pb. Primary heavy metals in fly ash include Zn, Pb, Cr, Cu etc. According to standard leaching test, heavy metal leaching levels vary from 0 to 163.10 mg/L （Pb） and from 0.049 to 164.90 mg/L （Zn）, mostly exceeding the Chinese Identification Standard for hazardous wastes. Morphology of fly ash is irregular, with both amorphous structures and polycrystalline aggregates. Further research showed that heavy metals were volatilized at a high furnace temperature, condensed when cooling down during the post-furnace system and captured at air pollution control systems. Generally, heavy metals are mainly present in the forms of aerosol particulates or tiny particulates enriched on surfaces of fly ash particles. The properties of fly ash are greatly influenced by the treatment capacities of incinerators or the variation of waste retention time in chamber. Fly ash from combustors of larger capacities generally has higher contents of volatile component and higher leaching toxicity, while those of smaller capacities often produce fly ash containing higher levels of nonvolatile components and has lower toxicity. The content of heavy metals and leaching toxicity maybe have no convincing correlation, and high alkali content of CaO greatly contribute to leaching toxicity of heavy metal and acid neutralization capacity against acid rain.     

粉煤灰的粉体特性及其对减水效应的影响

通过对粉煤灰颗粒形貌、平均粒径、粒度分布等粉体特性参量的测定和计算分析 ,发现粉煤灰的减水效应主要来自圆球形玻璃微珠的滚珠轴承润滑作用或对水泥絮凝结构的分散作用。过细的粉煤灰大掺量取代水泥后有可能会降低其减水效应     

Effects of inorganic chlorine source on dioxin formation using fly ash from a fluidized bed incinerator

Chlorine source is indispensable for polychlorinated dibenzo-p-dioxin and furan (PCDD/F) formation during municipal solid waste (MSW) incineration. Inorganic chlorine compounds were employed in this study to investigate their effects on PCDD/F formation through heterogeneous synthesis on fly ash surfaces. A fly ash sample obtained from a fluidized bed incinerator was sieved to different size fractions which served as the PCDD/F formation sources. The capability of different metal chlorides which facilitate the formation of PCDDs/Fs was found to follow the trends: Na ＜ Mg ＜ K ＜ Al ＜ Ca, when two particle fractions of ＞177 μm and 104-125 μm were used in the experiments. However, the capability of NaCl, MgCl2 and KCl did not seem much different from each other, whereas CaCl2 and AlCl3 were much more active in PCDD/F formation. NaCl and MgCl2 were relatively effective to produce more PCDDs, while KCl, AlCl3 and CaCl2 generated more PCDFs during heterogeneous reactions occurring on fly ash. 2,3,7,8-TCDF was the most significant contributor to the toxicity of the PCDDs/Fs formed from inorganic chlorine sources. Decreasing the sizes of fly ash particles led to more active formation of PCDDs/Fs when NaCl was used as inorganic chlorine in the experiment. The highest PCDDs/Fs produced from particles with size ＜37 μm, while the lowest PCDDs/Fs produced from particles with size ＞177 μm. The toxicity generally increased with decreasing size of the fly ash particles. The formation of PCDDs was mainly facilitated by the two size fractions, 104-125 μm and ＜37 μm, while formation of PCDFs was favored by the two other size fractions, ＞177 μm and 53-104 μm.     

层燃炉燃煤中9种微量元素的迁移

建立了层燃锅炉底灰,飞灰中Ｂｅ,Ｃｏ,Ｃｒ,Ｃｕ,Ｍｎ,Ｎｉ,Ｐｂ,Ｖ,Ｚｒ含量与煤中这９种元素含量关系的经验公式,估算了煤中微量元素在底灰,飞灰和排放大 的烟气中的总量分配。研究了飞灰中元素含量和总量的粒度分布,探讨了煤炭燃烧过程中元素的集散规律。     

电厂粉煤灰理化性质的测定及利用途径

为充分综合利用火电厂的粉煤灰,笔者对某电厂2台410t/h锅炉的双室四电场电收尘器捕集的飞灰进行了化学成分、细度、比表面积、真密度、堆积密度粒径分布等理化性质参数进行了测试,并加以分析、讨论,以期为提高粉煤灰的使用价值、加大粉煤灰分选开发的力度提供 科学依据。      

干法烟气脱硫副产物中汞的形态分布

通过分析干法烟气脱硫副产物中不同形态汞的含量,研究干法脱硫灰中汞的环境稳定性. 利用逐级化学提取法,分析了锅炉底灰、锅炉飞灰、脱硫塔底灰和除尘器灰中水溶态、酸溶态、过氧化氢溶态及王水溶残渣态汞的含量,研究了不同形态汞含量的变化规律. 结果表明,锅炉底灰、锅炉飞灰、脱硫塔底灰和除尘器灰中w（总汞）分别为0.23,0.36,0.46和1.22 mg/kg,且随着脱硫除尘时间的延长w（总汞）呈增加的趋势,其中,以氯化物、硝酸盐和硫酸盐存在的水溶态汞变化明显,除尘器灰中w（水溶态汞）高达0.72 mg/kg. 分析认为,干法烟气脱硫灰吸附的大部分汞蒸气转化为可溶性的氯化物、硝酸盐和硫酸盐等,另外还有少量汞以单质状态存在.      

粉煤灰中植物营养元素赋存状态及应用

土壤化学分析表明 ,粉煤灰中一般含有丰富的矿质营养元素。这些营养元素的赋存状态决定了粉煤灰的供养能力和供养特点。通过对粉煤灰的粉晶X 射线衍射分析、扫描电镜观察以及透射电镜分析、电子探针分析 ,揭示了粉煤灰中元素的赋存状态。粉煤灰中的营养元素主要赋存于玻璃相中。由于粉煤灰的玻璃质颗粒和矿物析晶体粒径细小、结构不稳定、活性很大 ,其中的营养元素易溶出。     

贵州贫困农村室内不同燃料产生PM10的微观特征

应用高分辨率扫描电镜(SEM)和图像分析研究了贵州贫困农村不同燃料类型(拌泥煤、煤、蜂窝煤和柴)产生室内PM10的微观形貌和不同类型颗粒物的数量-粒度、体积-粒度分布.结果表明:不同类型燃料产生的PM10中颗粒物以烟尘及其集合体、矿物颗粒和飞灰为主,烟尘及其集合体均达到72.69%以上;在数量-粒度分布上,以煤和蜂窝煤燃烧产生的PM10中烟尘集合体和燃煤飞灰呈单峰分布;以拌泥煤为燃料产生的室内PM10中烟尘及其集合体呈单峰分布,燃煤飞灰呈双峰分布;以柴为燃料的室内PM10中烟尘及其集合体呈单峰分布.不同类型燃料产生的PM10中颗粒物体积-粒度分布基本呈单峰分布,主要分布在粒径>1.0μm.     

粉煤灰处理印染废水新方法的探讨

研究粉煤灰处理印染废水方法,包括粉状粉煤灰直接吸附处理印染废水和颗粒粉煤灰处理印染废水,并且与颗粒活性炭处理印染废水进行对比试验。粉状粉煤灰处理后印染废水COD和色度都达到了GB4287-92《纺织染整工业水污染物排放标准》的一级排放标准,其中COD达DB21/1627-2008《辽宁省污水综合排放标准》。颗粒粉煤灰处理后的印染废水达GB4287-92的一级排放标准,但未达到DB21/1627-2008排放标准。在试验条件接近或相同的情况下,粉煤灰对COD值和色度值的处理效果均优于颗粒活性炭。     

生活垃圾焚烧飞灰的物理化学特性

分析了生活垃圾焚烧飞灰的粒径、微观形貌及组成。结果表明:98%～99%的飞灰颗粒粒径在4～100μm之间,颗粒分布比较均匀;玻璃相含量高达59%,其中的玻璃微珠使得飞灰具有较大的活性;主要化学成分是CaO、SiO2和Al2O3,含量分别35.8%、20.5%、5.8%,构成SiO2-Al2O3-金属氧化物体系;主要矿物成分是SiO2、CaCl2、Ca3Si2O7、Ca2SiO.40.35H2O、Ca9Si6O21.H2O、K2Al2Si2O8.3.8H2O和AlCl3.4A(lOH).34H2O等硅酸盐及铝硅酸盐,因此飞灰是一种有用材料。     

添加剂对燃料式熔炉固化垃圾焚烧飞灰特性的影响

采用燃料式表面熔炉,以废旧石英玻璃粉代替纯SiO₂作为添加剂,对杭州某生活垃圾焚烧厂的焚烧飞灰,连续进行了6个多月、处理规模为500 kg/d的熔融固化中试分析,主要研究了添加剂对焚烧飞灰的熔融温度、重金属固定率、熔渣中重金属的浸出质量浓度、烟气中二英和其他污染物排放水平的影响,同时探讨了整个系统的稳定性和可操作性. 结果表明:添加剂能有效降低飞灰的熔点,并使熔渣中重金属浸出质量浓度有所减少;同时也可显著提高重金属Cu和Zn的固定率,但对Pb,Cd和Cr的固定率影响不明显;当温度高于到达飞灰样品熔融温度时,所有飞灰样品的减容率均高于80%,飞灰样品的减容率依次为w(添加剂)为20%的飞灰>w(添加剂)为10%的飞灰>w(添加剂)为5%的飞灰>原灰. 二英总毒性当量浓度(以TEQ计)为0.053 ng/m3,远低于国家标准. 同时发现在一定运行条件下,排放烟气中其他污染物的排放浓度均符合国家相关标准,且运行期间系统稳定、可操作性强.      

垃圾焚烧飞灰处置与资源化利用研究进展

针对作为危险废物的垃圾焚烧飞灰,系统介绍了国内外对其进行处理处置的现状,从水泥固化、高温稳定化及化学药剂稳定化几方面进行了论述。在总结目前国内外飞灰资源化利用途径的基础上,介绍了其4类再利用途径:建筑材料制作(水泥、混凝土、陶瓷、玻璃和玻璃陶瓷),农业利用(土壤改良剂)、岩土工程应用(道路、筑堤)和其它(吸附剂),并对以后的处理方向作了阐述,为飞灰的无害化和资源化处理提供参考。     

燃煤飞灰中细颗粒物(PM2.5)的物理化学特性

研究了小龙潭电厂燃煤飞灰中细颗粒物的粒径分布、显微结构、颗粒类型以及As,Se,Cd,Pb,Cr和Be等6种微量重金属在不同粒径中的分布规律。结果表明:燃煤排放的PM_2.5以球形颗粒为主,但随着颗粒物粒径的减小,非球形颗粒的数量有所增加;多数PM_2.5的表面并不光滑,不同粒径颗粒之间存在逐级吸附的现象;微量重金属As,Se,Cd,Pb和Cr大部分富集在粒径小于2 1μm的细颗粒上,高钙飞灰对As有强烈的吸附作用。      

祁连山老虎沟12号冰川积雪中飞灰颗粒物的特征

冰川积雪中的飞灰颗粒物可指示由大气沉降的人类活动污染物.本研究基于2012年6月在青藏高原东北缘的祁连山老虎沟12号冰川夏季野外观测取样、实验室扫描电子显微镜与X射线能谱仪联用系统(SEM-EDX)分析了积雪粉尘中球形颗粒物的特征信息,以弄清冰川区沉降的球形飞灰颗粒物的理化特征及其环境意义.结果表明,在所选取的雪层不同深度的9个积雪样品中,都存在着一定数量的飞灰颗粒,这些颗粒物通常是人类生产活动中的化石燃料高温燃烧所形成的.基于EDX能谱分析了飞灰颗粒物的化学元素成分组成,认为沉积在祁连山冰川积雪中的飞灰主要分为3种类型,分别为"富Si类"、"富Fe类"和"富Ti类"颗粒物.总体上,"富Si类"和"富Fe类"颗粒占了球形飞灰颗粒的绝大部分.这些不同组分的飞灰代表了污染物的不同生产活动来源,其平均粒径要相对大于雪层中自然来源的所有矿物粉尘颗粒物,反映了大气传输远距离中密度对粉尘颗粒的重要性.结合NOAA Hysplit气团后向传输轨迹分析认为,中亚地区和我国新疆地区城市、及研究区周边的工业燃烧物通过大气传输是祁连山老虎沟12号冰川积雪中飞灰颗粒的主要可能来源.