淮南燃煤电厂汞分配、富集与释放通量

汞是一种环境有害元素,燃煤汞排放业已成为当今中国最主要的汞污染源.有效的汞减排政策的制定需要准确了解煤中汞在煤炭燃烧过程中的分配规律及富集模式.本研究针对淮南燃煤电厂的原煤、飞灰、脱硫石膏和脱硫废水进行分析,研究发现,灰渣中的汞含量最低(9.8—27 ng·g~(-1)),其相对于原煤汞(约450 ng·g~(-1))的富集系数一般小于2.1%;飞灰中汞的含量相对较高(121—700 ng·g~(-1)),其富集系数介于9%—54%;而脱硫石膏中汞的浓度最高(1489—4589 ng·g~(-1)).通过物料平衡原理,计算出汞在各个燃煤产物中的分配如下:底灰占1%;飞灰占24%—32%;脱硫石膏及废渣液占7%—22%;大气排放占54%—64%.静电除尘器的脱汞效率为24%—32%,接近世界平均值;而脱硫装置的脱汞效率较低,为10%—29%.根据本研究的汞释放系数(0.24—0.29 g Hg·t~(-1)coal),计算出该电厂在2003—2010年的汞排放通量为1.8—7.3 t.本研究认为燃烧前原煤汞脱除,以及加大对现有脱硫装置的改造能够有效降低大气汞排放.     

燃煤电厂固体废弃物中汞分布特征及排放量估算

采用湿法消解,原子荧光光谱法测定了5个燃煤电站入炉煤、粉煤灰、炉渣和脱硫石膏中汞的含量,分析探讨了汞在燃煤及不同固体废物中的分布特征.采用质量平衡模型(MB)、修正因子模型(EMF)和烟气计算模型(FC)分别对以上电站的汞排放量进行了估算,并对不同方法得到的排放量进行了对比.研究结果显示,3种方法所得汞排放量结果差距明显,亟需建立更加完善的燃煤电站汞污染排放模型.     

汞同位素组成示踪燃煤发电过程中汞排放特征研究进展

汞是一种持久性、全球性重金属污染物,污染范围广,排放源复杂,环境地球化学性质活跃.不同环境介质汞污染源解析一直是环境科学研究领域的难题.燃煤电站汞排放被认为是最大的人为汞释放源,亟需准确可靠的示踪手段来深入阐明燃煤电站汞排放过程、迁移转化等归趋行为.汞在自然界有7个稳定同位素,分别是196Hg(0.15%)、198Hg(10.02%)、199Hg(16.84%)、200Hg(23.13%)、201Hg(13.22%)、202Hg(29.80%)和204Hg(6.85%).由于同位素在演化过程中的分馏效应单向性并携有演化过程信息,在地域分布和生物地球化学循环过程中存在显著分异现象,因此,通过研究汞稳定同位素组成可评估、示踪燃煤汞排放特征和生物地球化学过程.本论文结合近年相关研究成果,针对汞同位素分馏过程、煤中汞同位素分馏现象以及汞同位素示踪燃煤电站汞排放的合理性和可行性进行了综述.     

淮南市电厂和炉渣中汞的分布规律

汞是煤中潜在毒害微量元素中关注最多的元素之一,而燃煤是大气中汞的重要来源,2005年美国环保局(EPA)首次公布了洁净空气中汞的标准,对电厂燃煤过程中汞的排放进行了限制,同时,对燃煤过程中汞排放量的限制将是发展洁净煤技术和环境保护的重要内容之一.     

基于人工神经网络的燃煤汞排放预测模型

利用GA-BP的人工神经网络算法建立燃煤汞排放预测模型,确定煤中汞含量、煤的发热量、煤中硫含量、煤中氯含量、挥发份含量、排烟温度作为输入矢量,元素态汞、氧化态汞和颗粒态汞3个因素作为输出参数,通过对20个燃煤锅炉汞排放形态的测试数据进行模型训练,结合实际测试数据和预测数据对误差来源进行了分析.通过对3个样本进行验证,分析人工神经网络的实际预测效果.研究结果表明,训练与预测的精度都是符合汞排放预测实际要求的,预测精度达0.895,分析表明利用人工神经网络建立预测模型可对燃煤汞排放进行预测.     

中国燃煤电厂碳排放量计算及分析

人类活动造成的温室气体排放已经对自然生态造成了巨大的影响。如果无法有效解决气候变化问题,到2030年将有超过1亿人因此而失去生命,且全球经济增长将削减3.2%。有效地控制和减少温室气体的排放是人类急需解决的问题。目前中国温室气体排放总量已经超越美国成为全球第一大温室气体排放国,中国的能源结构决定了中国燃煤发电是中国CO2主要排放源之一,因此实现燃煤发电碳减排对降低中国碳排放总量,减少温室气体排放具有重要意义。准确地计算燃煤电厂产生的碳排放量是进行碳排放权交易、低碳火电厂在经济上具有可行性,最终实现燃煤电厂碳减排的前提条件之一。本研究根据世界资源研究所提供的计算工具首先界定了本研究对于碳排放计算的范围,其次阐述了不同电厂应针对其使用的燃煤进行工业分析的精细化程度不同而采用不同的计算方法,最后对两组不同机组类型的中国火电厂进行了碳排放量计算和对比分析。根据以上分析得出了大容量、高参数的燃煤发电机组相比小容量发电机组不仅能提高能源利用效率,同时也能相对减少因生产电能而产生的CO2排放。其次,燃煤电厂CO2排放中煤炭固定燃烧占有绝对比例,脱硫及外购电力所占比例较小,但排放的绝对总量并不小。再次,由于大容量、高参数机组与小容量发电机组相比在生产单位电能所消耗的燃煤量更少、其排放的废弃中的CO2浓度相对较高,应此更适合安装碳捕捉系统,有助于提高捕捉效率,降低捕捉CO2的成本。因此,建议在未来建设碳捕捉系统时应优先选择大容量、高参数机组。本研究的创新点在于在上述研究的基础上考虑单个燃煤电厂的煤质、考虑电厂脱硫、外购电力的因素,根据电厂对煤质不同程度的工业分析采用不同的计算方法,目的在于更?     

内蒙古自治区原煤中汞含量分布及燃煤大气汞排放量估算

燃煤汞排放是主要的人为大气汞排放源,且煤炭消耗量巨大,全球因燃煤向大气排放的汞量已不容忽视[1].我国作为世界能源消费大国,现今及今后50年仍将以煤炭燃烧作为主要的能源[2].内蒙古自治区地区煤炭资源储量极其丰富,煤炭预测资源总量约为1.4万亿吨,位居全国第二.因此,确定内蒙古自治区原煤中汞含量及空间分布、估算各行业燃煤大气汞排放量对于完善我国煤炭汞资料、评估燃煤汞排放的环境风险具有重要指导意义.1材料和方法根据内蒙古自治区地区煤矿分布情况,在赤峰、大雁、霍林河、锡林郭勒旗、鄂尔多斯、榆林(内蒙和陕西交界处)、伊     

NaClO_2湿法氧化脱硝污染物排放特征与监测方法研究

针对应用NaClO_2作为氧化剂氧化吸收低温烟气中的NO_x,基于实际工业应用烟气排放的实测结果分析,探讨了脱硝烟气组分对NO_x和SO_2监测方法的影响,分析评估了烟气脱硝后NO_x的实际排放水平、净化效率及其影响因素,讨论了NaClO_2湿法氧化脱硝二次气态污染物的排放水平与特征,以期为制定科学合理的NO_x排放控制策略提供科学依据。研究选择北京市3家供热厂9台实际使用的NaClO_2湿法氧化脱硝燃煤供暖锅炉,根据相关文献烟气模拟试验的最佳试验条件,采用4种NO_x与SO_2监测方法,对其脱硝烟气中气态污染物的排放进行了实测。结果表明,锅炉烟气经MgO或NaOH湿法脱硫和NaClO_2湿法氧化脱硝后,SO_2基准氧含量排放浓度为2~7mg·m~(-3),低于北京市地方排放标准限值(10mg·m~(-3));而NO_x基准氧含量排放浓度为92~105mg·m~(-3),超过了现行北京市地方标准排放限值(80mg·m~(-3))。烟气净化装置SO_2净化效率高达99.1%~99.6%,NO_x净化效率为52.5%~74.3%,平均为65.1%。净化装置SO_2进口浓度与烟气氧含量不影响其净化效率,而NO_x的净化效率与净化装置NO_x进口浓度及烟气氧含量有一致的变化趋势。烟气氧含量可能对NaClO_2湿法氧化脱硝系统NO_x的净化效率有一定的制约作用,使净化后烟气中NO_x的基准氧含量排放浓度维持于某一特定排放水平。NaClO_2湿法氧化脱硝二次污染物Cl_2逸出严重,排放浓度为1.4~30mg·m~(-3),平均为12mg·m~(-3),超标率89.7%;而HCl排放浓度为0.22~11mg·m~(-3),平均为2.2mg·m~(-3),97.4%达标。NaClO_2湿法氧化脱硝后烟气组分复杂,应选择适宜的监测方法测定NaClO_2湿法氧化脱硝后烟气中NO_x和SO_2的排放。     

协同处置废物水泥窑汞等非常规污染物分析与排放

近年来我国城市固体废物产生量逐年增加,水泥窑协同处置废物技术发展迅速.本研究选择1台规模为3200 t·d~(-1)的协同处置固废水泥窑,对烟气中汞等非常规污染物排放浓度进行现场测试,研究汞等非常规污染物分析与排放.研究表明,协同处置废物水泥窑窑尾烟气出口Hg~0占比79%,Hg~(2+)占比21%左右,烟气中Tl+Cd+Pb+As和Be+Cr+Sn+Sb+Cu+Co+Mn+Ni+V平均浓度为32.12μg·m~(-3)和10.54μg·m~(-3)均低于我国协同处置固体废物水泥窑窑尾允许排放限值1.0 mg·m~(-3)和0.5 mg·m~(-3),窑尾烟气中HF平均0.21 mg·m~(-3),HCl平均4.49 mg·m~(-3),PM_(2.5)窑尾和窑头袋式除尘后出口烟气浓度,窑尾排放浓度较窑头高.     

淮南燃煤电厂烟气中颗粒相和气相中多环芳烃的赋存特征

采集安徽省淮南市3个燃煤发电锅炉排放的气态和颗粒态样品,通过GC-MS测定美国环保局优控的16种多环芳烃(PAHs),并对其残留、赋存和分配特征进行了分析研究.结果表明,PM_(10)相和气相中PAHs的质量浓度范围分别为2.9—7.5μg·m~(-3)和6.0—15.1μg·m~(-3),PAHs的质量浓度明显受到锅炉类型、装机容量与燃烧条件的影响,静电除尘器(ESP)对气相PAHs清除效率较低;PM_(10)相中PAHs主要为中分子量4环和高分子量5环,分别占总PAHs的35.8%—49.3%和16.2%—27.3%,与PM_(10)相相比,气相PAHs主要分布为2—3环,而4—6环PAHs含量较少.脱硫装置有效地提高了高分子PAHs的去除率;PM_(10)相及气相中PAHs分布不均衡,吸收作用主导了PM_(10)相与气相之间的PAHs分配;PAHs单体显示出不同的主导分配机制,主要由于它们之间不同的化学亲和力和蒸气压所导致的.     

燃煤烟气中汞形态分析的实验研究

在一维煤粉燃烧炉台架上采用EPA推荐的Ontario Hydro方法 ,测量了燃烧不同煤种排放的烟气中汞的形态分布情况 .结果表明 ,烟气中汞以颗粒态和气态汞的形式存在 .气态汞总量在 9— 2 3 μg·Nm- 3范围内 ,主要以单质汞的形式存在 ,占气态汞总量的 5 2 %—83 % ,而二价汞占 1 7%— 48% .飞灰中汞的浓度大大超过了底灰中汞的浓度 ,表明汞在飞灰中富集 ,在底灰中分散的行为     

典型汞污染地区食物汞含量及人体汞暴露健康风险

系统采集典型汞污染地区(铅锌冶炼、金矿冶炼和燃煤电厂)食物样品(大米、蔬菜和鱼肉) 409个,测定其总汞含量以评估当地居民食物摄入汞暴露的健康风险。结果显示:铅锌冶炼地区大米总汞含量的几何均值为5.99μg·kg~(-1)(3.02～30.7μg·kg~(-1)),仅有1个样品总汞含量超过我国大米汞限量标准(20μg·kg~(-1)),蔬菜和鱼肉总汞含量分别为0.646～5.44μg·kg~(-1)和1.80～26.4μg·kg~(-1),均未超过我国食品汞限量标准;金矿冶炼地区大米总汞含量的几何均值为4.46μg·kg~(-1)(3.13～8.67μg·kg~(-1)),蔬菜和鱼肉总汞含量分别为0.760～7.83μg·kg~(-1)和1.59～21.9μg·kg~(-1),所有食物均未超过我国食品汞限量标准;燃煤电厂地区大米总汞含量的几何均值为3.63μg·kg~(-1)(1.05～11.4μg·kg~(-1)),蔬菜和鱼肉总汞含量分别为1.12～3.78μg·kg~(-1)和2.24～12.3μg·kg~(-1),所有食物均未超过我国食品汞限量标准。铅锌冶炼、金矿冶炼和燃煤电厂3个地区居民通过食用食物(大米、鱼肉和蔬菜途径)总汞摄入量的均值分别为0.068、0.038和0.031μg·d~(-1)·kg~(-1),均未超出联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会(JECFA)推荐的人体安全总汞摄入量0.71μg·d~(-1)·kg~(-1);表明3个研究地区居民汞暴露的风险较低。大米汞摄入量占3个地区居民食物总汞摄入量的比例分别为77.2%、70.8%和71.4%,食用大米是当地居民汞暴露的主要途径。     

生活垃圾焚烧炉中二噁英、氯苯排放特性及关联

为探究二噁英(PCDD/Fs)合适的指示物,本文研究了国内两座生活垃圾焚烧电厂的两台循环流化床炉A、B的PCDD/Fs及氯苯(CBzs)排放特性.同时利用统计分析软件(SPSS)分析了PCDD/Fs浓度、TEQ浓度、CBz浓度之间的相关性.结果显示,在17种有毒PCDD/Fs中,2,3,4,7,8-P5CDF是最主要的二噁英同系物,在焚烧炉A、B中分别占毒性当量(TEQ)的28.97%—49.42%和45.56%—56.23%.氯苯的排放以二氯苯(DCBzs)、三氯苯(Tr CBzs)为主,其浓度是PCDD/Fs的几千倍.当用CBz作PCDD/Fs和TEQ的指示物进行一元线性回归分析时,发现部分指示物有很高的相关系数,R2最高可达0.8642.     

珠三角某垃圾焚烧厂周边植物叶片汞含量空间格局影响因素影响因素

为研究珠三角某城市生活垃圾焚烧厂周边汞污染空间格局及影响因素,于2014年1月,采集了马占相思、荔枝和芒萁等优势种的叶片样品192份,并同步采集相应表层土壤样品64份,采用冷原子吸收法测定样品总汞含量,并运用ADMS模型对2013年大气汞年均浓度进行模拟,分析了植物叶片汞含量与土壤和大气汞浓度之间的关系。结果表明,植物叶片的汞含量范围为0.0029~0.1741 mg·kg-1,荔枝叶片汞含量最高,为(0.0766±0.0395)mg·kg-1,其次为芒萁((0.0599±0.0370)mg·kg-1)和马占相思((0.0556±0.0396)mg·kg-1)。植物叶片汞含量与土壤汞含量无显著相关性,而受风向和距污染源的距离影响显著,与ADMS模拟的大气年均汞浓度存在显著相关性。研究表明,植物叶片汞含量变化与烟气扩散浓度的空间分异格局基本吻合,叶片对大气中汞的吸收在植物与环境的汞交换中占据主导地位,对叶片的生物监测可以反映城市生活垃圾焚烧厂汞排放对生态环境的实际影响。     

喷氨同时脱除NO和N_2O过程的化学动力学模拟

本文采用化学动力学模拟的方法,对广泛应用于燃煤锅炉的喷氨脱硝技术进行了研究,首次发现在燃煤锅炉的烟气中喷入氨气不仅可以降低NO_x的排放量.而且可以同时降低N_2O的排放量.文中还就喷氨初期的烟气温度、烟气中的含氧量和水份、NO和N_2O的初始浓度、烟气中的CO含量以及喷氨量对喷氨同时脱除NO和N_2O效果的影响进行了计算分析,确定了喷氨同时脱除NO和N_2O的最佳条件.对喷氨过程的化学反应机理进行的分析表明,该过程之所以能同时脱除NO和N_2O,是因为在NH_3的分解和NO的还原过程中产生了一定浓度的H和OH离子,从而加速了N_2O的热分解过程.     

液相络合-铁屑还原-酸吸收回收法脱除烟气中的NOx

用"Fe2 螯合剂吸收-铁屑还原-酸吸收"回收法脱除烟气中的NOx,研究了铁屑脱硝过程的影响因素,确定了脱硝过程的合适工艺条件,并对络合脱硝溶液的再生和循环利用进行了研究.结果表明:最佳工艺参数为:络合脱硝溶液中Fe2 EDTA浓度20mmol·l-1,pH值6.0,温度65℃;在此条件下,用两个反应器串联,对O2含量为10.5%的模拟烟气可取得90%以上的脱硝效率.     

喷氨同时脱除NO和NO2过程的化学动力学模拟

本文采用化学动力学模拟的方法，对广泛应用于燃煤锅炉的喷氨脱硝技术进行了研究，首次发现在燃煤锅炉的烟气中喷入氨气不仅可以降低ＮＯｘ的排放量，而且可以同时降低Ｎ２Ｏ的排放量，文中还就喷氨初期的烟气温度、烟气中的含氧量和水分、ＮＯ和Ｎ２Ｏ的初始浓度，烟气中的ＣＯ含量以及喷氨量对喷氨同时脱除ＮＯ２和Ｎ２Ｏ效果的影响进行了计算分析，确定了喷氨同时脱除ＮＯ和Ｎ２Ｏ的最佳条件，对喷氨过程听化学反应机理进行了分析     

电厂污泥掺烧过程中元素迁移特性研究

电厂污泥掺烧的重金属元素及其他有害元素被排放到大气中,会对大气环境质量和人体健康产生不利的影响。采用X射线荧光光谱仪对厦门集美区某污泥掺烧燃煤电厂掺烧入炉煤、污泥、飞灰和底灰4种固体样品中的元素水平进行测定,分析了样品中Na、Mg、Al、Si、Ca、Fe、S、K、Ti等9种常量元素,以及P、Zn、Cu、Mn、Ni、Cr、As、Pb等8种微量元素的含量,并对元素的迁移特性进行研究。结果表明,由于污泥中元素含量较普通燃煤高,导致污泥掺烧电厂飞灰及底灰中的元素含量普遍高于普通燃煤电厂。元素在飞灰及底灰中的相对富集系数也表明微量元素更容易富集在飞灰中。通过计算元素的年挥发量发现,以气体形式较大量挥发的有害元素有:S、P、Mn、Zn、Pb、Cu、Ni、As、Cr,其中Cr及S的排放浓度超过国家标准限值。这些元素的环境风险影响需引起高度重视。     

烧结厂烟尘和静电除尘器灰尘中二噁英的分布特征

研究了烧结厂烟道烟尘和静电除尘器灰尘中二噁英的浓度和分布特征.结果显示,烧结台车机头烟道烟尘和机尾烟道烟尘中二噁英的总含量分别为867.49±215.41和170.35±51.12 pg·Nm-3,毒性当量分别36.53±4.47和9.13±2.40pg WHO-TEQ·Nm-3;机头静电除尘器灰尘和机尾静电除尘器灰尘的总含量分别为2423.59±100.01和157.29±36.83 pg·g-1 dw,毒性当量分别71.67±0.62和7.50±1.08 pg WHO-TEQ·g-1 dw.烧结中二噁英的分布以PCDFs为主,而且PCDFs各同系物的浓度与Cl原子取代数目呈负相关(r2=0.98).在WHO-TEQs中2,3,4,7,8-PeCDF的贡献最大,占总TEQ值的45%左右.     

类芬顿试剂吸收去除气态元素汞

实验初步研究了类芬顿试剂为吸收剂对气态元素汞的脱除性能,考察了铁盐种类、pH、初始汞浓度、反应温度、卤素离子、甲酸添加量等因素对类芬顿试剂脱除气态元素汞性能的影响.结果表明,在pH 3.5条件下,以氯化铁为催化剂时,气态元素汞的脱除效率为76.4%;添加250μg.mL-1Cl-、150μg.mL-1Br-或5.0μg.mL-1甲酸均可以显著提高类芬顿反应体系对气态元素汞的脱除效果,最高脱除效率可达95%以上.