燃煤過程汞污染物的排放、遷移及吸附凈化的數(shù)值模擬.pdf

1、煤燃燒產(chǎn)生的汞排放是大氣汞污染最主要的來源，對生態(tài)環(huán)境和人類健康造成極大危害。燃煤過程中汞釋放形態(tài)及賦存方式的轉化研究對理解和控制汞污染顯得尤為重要。但近年來相關研究局限于化學動力學、簡單的燃燒模擬及少量的實際電站測量工作，將污染物生成及轉化反應機理與實際鍋爐燃燒過程相結合的研究鮮見報道?；钚越刮椒ㄊ且环N先進的干法煙氣凈化技術，國內外在煙氣脫硫工藝上的應用已經(jīng)比較成熟，但關于活性焦吸附脫除重金屬汞的系統(tǒng)化機理研究還比較缺乏。
　

2、　本文的主要研究工作包括以下內容：
　　論文以410t/h全尺寸煤粉鍋爐作為研究對象，通過化學熱力學平衡、化學動力學分析，考察在不同鍋爐運行參數(shù)和復雜煙氣組分影響下，燃煤汞釋放及形態(tài)轉化的規(guī)律，獲得了單質汞和氧化態(tài)汞在實際三維爐膛及煙道內的濃度分布。結果表明：采用渦耗散概念模型能夠更好地預測鍋爐內單質汞及氧化態(tài)汞的分布規(guī)律；在燃煤煙氣溫度高于1000 K時，單質汞是主要賦存形式；汞的氧化反應主要發(fā)生在溫度范圍約為500-900 K

3、的下行對流煙道區(qū)域內，HCl和HOCl是影響單質汞氧化的關鍵組分，Cl、Cl2均與汞發(fā)生氧化反應，且Cl2是產(chǎn)生HgCl2的重要組分。HgCl2濃度隨溫度下降均呈迅速上升趨勢。氯化物形態(tài)的汞化合物含量約為92.36％，HgO含量7.64％。
　　在實驗室規(guī)模的固態(tài)吸附劑汞吸附效能測定系統(tǒng)上開展了活性焦吸附單質汞的實驗研究，獲得了復雜炯氣條件對活性焦吸附劑脫汞特性的影響規(guī)律。結果表明：在CO2/N2/O2/SO2/Hg0煙氣體系中，

4、SO2的存在對系統(tǒng)吸附單質汞的能力有明顯的抑制作用；CO2/N2/O2/NO/Hg0煙氣體系中，較低濃度的NO對單質汞的脫除有抑制作用，而高濃度值的NO抑制作用減弱；CO2/N2/O2/NO/SO2/Hg0體系下，提高NO濃度對單質汞脫除有一定的促進作用，而提高SO2濃度初期促進汞的脫除，后期則表現(xiàn)為抑制作用。
　　對活性焦的汞吸附過程開展了動力學特性研究，結果表明：在CO2/N2/O2/NO/Hg0體系中，針對不同煙氣初始Hg0

5、濃度的汞脫除效率曲線相似，脫除效率隨初始Hg0濃度增大而增加；汞的吸附全過程遵循準二級動力學反應，該吸附過程以化學吸附為主。在CO2/N2/O2/NO/Hg0體系和CO2/N2/O2/SO2/Hg0體系中，在反應溫度升高的過程中發(fā)生了化學吸附或者化學反應，423 K可作為以上兩個體系活性焦的最佳脫汞溫度。利用Bangham方程對CO2/N2/O2/NO/Hg0體系中活性焦脫除單質汞的吸附情況進行了準確描述，獲得了不同溫度下活性焦脫除汞的