飞灰对烟气中汞形态转化的影响及测量技术研究
本文依托浙大热能所与美国能源部(DOE)、美国环保署(EPA)的国际重点合作项目，就飞灰对烟气中汞转化的影响进行实验研究，为燃煤汞控制技术的发展打下基础，并为烟气汞测定方法的进一步完善提供理论依据。另外，作为“中国燃煤汞排放研究”工作的一部分，对浙江某300MW燃煤锅炉形态汞排放进行测定，为中国燃煤汞排放量估算提供可靠的数据。
在总结前人研究成果基础上，确立采用飞灰筛分方法进行研究的思路。在模拟烟气实验台上，采用固定床的方式，对飞灰原样和筛分后样品进行实验研究。并应用Minitab软件对实验数据进行统计分析，以期找出影响烟气中汞形态转化的主要原因。
首先选取浙江北仑电厂[＃]l和[＃]2机组飞灰，采用各种方法进行筛分，得到不同粒径分布的飞灰颗粒、磁性飞灰颗粒、非磁性飞灰颗粒。并对飞灰样品进行分析，得到飞灰样品的矿物组成、化学元素组成、表面微观结构、未燃烬碳含量、比表面积等信息。
在小型模拟烟气实验台上，先对两种飞灰原样进行实验研究，实验表明烟气成分和飞灰类型是影响烟气中汞的转化的主要因素。N02气体对烟气中汞转化的影响最显著，其次是NO气体；SO<,2>气体对汞的氧化有抑制作用，这主要因为其具有较强的还原性；HCl对汞转化的影响虽然是显著的，但其氧化能力不如NO<,2>和NO气体。主要原因在于，对汞转化起作用的主要是活性Cl原子和Cl<,2>分子，而并不是HCl气体本身。基本烟气+HCI+NO+NO<,2>的烟气组合，对烟气中汞的转化最有利。
最后，在基本烟气+HCl+NO+NO<,2>的烟气组合下，对六种筛分后的飞灰进行实验研究，结果表明：飞灰颗粒的比表面积对烟气中汞的转化有着重要影响；飞灰中的磁性颗粒对汞的转化有一定影响；飞灰中未燃烬碳对汞的转化无显著影响。
本文还采用安达略水法对某300MW燃煤锅炉的形态汞排放进行测定。并对不同负荷下以及静电除尘器前后，形态汞的排放特性进行了分析比较。锅炉负荷改变时，燃烧产物中汞形态分布变化不大。占到总汞量83％～90％的汞都随着烟气排入大气；吸附在飞灰上的颗粒汞占到总汞量的9％～16％；底渣中的汞量极低，不足总汞量的1％。
烟气中的汞浓度在7-357-13．862ug／Nm<'3>之间，Hg<'0>占气态总汞量的54％-67％，Hg<'2>占到气态总汞量的33％-46％。说明在燃烧室中以单质形式进入气相的汞在烟气的冷却过程中发生了一系列氧化还原反应。烟气成分和不同飞灰类型是影响烟气中汞形态转化的主要因素。
烟气经过ESP后，烟气中气态总汞量有所降低，Hg<,2+>的比例降低，相应Hg<'0>的比例上升。气态总汞量的降低主要是由于飞灰的吸附引起的；而ESP后Hg<'2+>比例的降低，可能是由于ESP前安达略水法取样时形成的“灰饼”对烟气中汞有氧化作用，而使得ESP前气态汞中Hg<'2+>的比例偏高。
燃煤锅炉;汞排放;汞控制技术;烟气;形态转化
浙江大学
硕士
工程热物理
周劲松;岑可法
2006
中文
TK229.6
89
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）