煤燃燒過程中汞形態(tài)轉(zhuǎn)化特性的研究.pdf

1、本文首先綜述了汞對環(huán)境和人類健康的危害、汞在燃煤電站中的排放現(xiàn)狀、轉(zhuǎn)化規(guī)律、影響汞形態(tài)分布的因素，以及目前國際上有關的汞排放控制技術(shù)。采用安大略方法(OHM),在一維燃煤試驗爐上,對上海地區(qū)常用的山西開中的混煤燃燒過程中汞形態(tài)轉(zhuǎn)化特性進行了實驗研究。本試驗燃煤產(chǎn)物中氣態(tài)汞占總汞的66％,固體中汞占總汞的34％；二價汞約占氣態(tài)汞總量的60％,單質(zhì)汞約占氣態(tài)汞總量的40％；飛灰中汞約占總汞的31％,爐渣中汞占總汞的3％。表明氣態(tài)汞是燃煤汞最

2、主要的排放形式,二價汞是氣態(tài)汞的主要形式,飛灰中的汞含量相比底渣中的汞含量要高。在爐膛900～1100℃這一狹窄的溫度范圍內(nèi),在無催化劑作用下,NH4Cl揮發(fā)分解出的NH3可以選擇性地還原煙氣中的NOx。在本試驗條件下最大除氮效率為50％左右。 試驗表明：隨煤粉中NaCl、NH4Cl添加劑含量的增加,單質(zhì)汞在煙氣中的含量逐漸減少,顆粒態(tài)汞增加,氯元素有利于單質(zhì)汞向二價汞的轉(zhuǎn)化。加入NaCl的工況單質(zhì)汞含量稍小于加入NH4Cl的工

3、況,顆粒態(tài)汞含量稍大于加入NH4Cl的工況。NaCl較利于汞形態(tài)的轉(zhuǎn)化,從而可以達到較好的脫汞效果。但是添加NH4Cl工況有利于汞和氮氧化物的聯(lián)合脫除。 運用大型數(shù)值計算軟件CHEMKIN，將NaCl、NH4Cl、溫度等因素對煙氣中汞形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響進行了數(shù)值模擬研究。熱力學平衡模擬結(jié)果表明：氯含量的增加使Hg向HgCl2轉(zhuǎn)變的溫度區(qū)間增大,氯化汞作為穩(wěn)定相的溫度范圍越寬。化學反應動力學模擬表明：恒溫恒壓條件下,單質(zhì)汞向氯化汞的轉(zhuǎn)

4、換效率隨氧、氯含量增加而增加；氯含量一定的情況下,汞形態(tài)的轉(zhuǎn)化受溫度影響較大；不含氯的情況下,氧化氣氛下SO2有利于汞的氧化；煙氣中含氯元素時,SO2會阻礙氯元素對單質(zhì)汞的氧化。經(jīng)熱力學平衡分析得,燃煤煙氣中產(chǎn)生的NOx中大部分為NO;進而用化學反應動力學模型,得出NH3有利于煙氣中NO的脫除,在1200K-1400K溫度下,能夠達到較好的脫氮效果。 文中將模擬結(jié)果與試驗結(jié)果進行了比較,數(shù)值模擬和試驗結(jié)果趨勢基本一致。證明了氯元