汞在燃煤固态产物中的富集规律及其影响因素

选取6个燃煤电厂对燃煤固态产物进行取样.使用DMA80全自动测汞仪分析固态产物的汞含量,并进一步得到了汞在燃煤固态产物中的富集因子.实验还对固态产物的未燃尽碳含量进行了测定.结果表明,汞在煤粉炉固态产物中有亏损的趋势,而流化床锅炉属低温燃烧,飞灰具有高含碳量和发达的孔隙结构,所以汞在灰中有富集的趋势.随着取样点接近烟道下游,温度降低,汞的富集因子增大,明显带有物理吸附的特征.烟气中汞在尾部烟道内的转化过程受动力学因素的限制.飞灰残碳的含量和反应活性是汞吸附的最主要影响因素,静电除尘器中第三电场灰的汞富集因子最高,具有高含碳量的一电场灰由于残碳反应活性的降低而未表现出更强的汞吸附能力.随着锅炉容量和机组负荷的增大,飞灰中汞的富集因子减小.     

燃煤烟气脱汞吸附剂研究进展

概述了目前当今世界燃煤烟气中脱汞吸附剂的研究现状,介绍了碳基吸附剂、钙基吸附剂、石油焦、飞灰,以及一些新型吸附剂对汞的脱除效果。指出活性炭对汞的脱除效率高,但成本也高;飞灰吸附剂对汞脱除的成本低,但脱除效率也低。用于燃煤电厂汞吸附的吸附剂研究处于实验室研究阶段,因此开发价廉和高效脱汞吸附剂和吸附剂的再生等是吸附剂发展过程中的一个重要研究课题。     

锅炉容量对汞富集规律的影响

选取了我国6个燃煤电厂作为研究对象,使用美国环保局推荐的OH方法对燃煤烟气中的汞进行了分析.对入炉煤样、底渣、烟气中飞灰和除尘器灰进行了取样,使用DMA80全自动测汞仪测定了固态样品中的汞含量.通过对汞浓度数据的计算分析得到了燃煤电厂汞的排放特性和汞在燃煤电厂固态产物中的富集因子IK,分析了锅炉容量对汞排放特性的影响.结果表明:燃煤电厂的原煤中汞的形态及其分布受燃烧设备和燃烧工况的影响,随着锅炉容量的增大,煤中的汞有向烟气中转移的趋势.     

氯和灰分对大型燃煤锅炉烟气中汞形态的影响

采用安大略标准燃煤烟气汞采样分析方法,对大型燃煤锅炉出口烟气中汞形态的形成及分布机理进行了研究.分析了煤中Cl、灰分及采样位置对锅炉出口烟气中汞形态分布的影响.结果表明:烟气中的飞灰能够直接影响颗粒汞与气态汞之间的平衡比例;煤中灰分含量越多,锅炉出口烟气中颗粒汞所占比例越大;煤中Cl对气态汞中Hg0向Hg2 形态转变有促进作用;较高的烟气温度和较短的停留时间会严重阻碍飞灰对汞的吸附,影响颗粒汞的形成,同时也会阻碍Cl元素对Hg0的氧化作用.     

静电除尘器对燃煤电站汞排放的影响

用自行设计的燃煤烟气汞形态测量装置在燃煤电站锅炉上进行了静电除尘器对汞排放影响的实验研究,得出如下结论:静电除尘器对汞的控制有一定的作用,除尘器后烟气中汞的含量明显低于除尘器前;烟气经过除尘器后汞的形态分布变化较大,除尘器后烟气中氧化态汞的含量大大降低,排放烟气中的汞主要为单质态汞;经过除尘器后氧化态的汞主要富集在飞灰中,单质态汞主要存在于烟气中,灰渣中汞的含量很低.研究结果可以对电厂燃煤烟气中汞迁移反应机理的理解和控制方法的设计提供有益的参考.     

燃煤电站飞灰对汞的氧化和捕获的研究进展

综述了燃煤电站飞灰对汞的氧化和捕获的研究进展,简要介绍了煤燃烧过程中汞在飞灰中的富集规律,重点论述了飞灰本征特性(包括飞灰中未燃碳含量、岩相组分和微观结构形貌以及某些活性无机化学组分等)对飞灰脱汞性能的影响以及烟气化学组分(常规组分及HCl、SOx、NOx、Br等)对飞灰氧化和捕获汞的影响,最后提出了利用飞灰中磁珠颗粒进行脱汞的新思路.     

电厂飞灰对烟气中汞吸附性能的试验研究

采用美同环保署(EPA)推荐的Ontario Hydro方法,在小型模拟燃煤烟气Hg吸附和形态转化试验台上研究了几种典型燃煤电厂灰样对模拟烟气中Hg的脱除效果.结果表明:袋式除尘器(FF)灰和消石灰只能吸附氧化态汞.在135℃时,SO2的存在能促进它们对Hg的吸附;电除尘器(ESP)灰由于残碳含量较高,对零价汞也有一定的吸附能力;消石灰对Hg吸附能力的主要因素是比表面积,其吸附能力随着比表面积的增大而增强;在含有SO2的烟气体系中,ESP灰和FF灰的吸附能力基本相当.SO2的存在大大提高了FF灰的吸附能力.     

电站燃煤锅炉飞灰特性对其吸附汞能力的影响

为了获得电站燃煤锅炉飞灰对汞的吸附特性,对电站煤粉锅炉和循环流化床锅炉2种燃烧方式下的飞灰进行了研究.通过分析孔隙结构、粒径和碳质量分数对飞灰吸附汞的影响,进一步探究飞灰对汞的吸附机理.结果表明:循环流化床锅炉的飞灰汞质量分数约为煤粉锅炉的10倍;飞灰中碳质量分数对飞灰吸附汞能力起促进作用;飞灰对汞的吸附能力与粒径大小有直接关系,随着飞灰粒径在24.5~362.5μm范围内增大,飞灰中汞质量分数呈现先增大后减小的趋势,在粒径77.5~106μm内出现峰值,约为560×10~(-9);汞质量分数较高的飞灰样品中4~6nm范围内的介孔含量较高,有利于飞灰对汞的吸附,且比表面积较比孔容积在汞吸附过程中发挥了更为重要的作用.     

燃煤电厂飞灰碳含量与PAHs有机污染物吸附量之间相关性研究

以五家燃煤电厂为例,实验分析了飞灰总碳、元素碳、有机碳含量,并与飞灰中多环烃类（PAHs）有机污染物吸附量作了相关分析;此外研究了燃煤排放PAHs与炉前煤中PAHs的关联性,从煤化学、煤燃烧学角度探讨了PAHs的吸附反应机制,提出煤粉燃烧过程中PAHs的一种重要形成机制-未燃碳颗粒及吸附反应机制,指出飞灰中的碳位不仅是PAHs的重要吸附位,同时也是PAHs的重要反应位。     

燃煤飞灰吸附气态汞影响因素的试验研究

利用汞渗透管产生的汞蒸气和基本气体成分,在小型固定床试验台上研究了飞灰用量、吸附温度、汞进气浓度及飞灰颗粒大小等因素对燃煤飞灰吸附气态汞的影响.研究表明:在40~120℃内,飞灰对汞的吸附主要是物理吸附,飞灰对汞的吸附效率随着温度的上升而下降;随着汞入口浓度的增大,飞灰的汞吸附效率先降低再升高,飞灰的汞相对吸附量增加;飞灰粒径在50~74μm时可能达到最佳的汞吸附效果.较高的飞灰量、较低的汞进气浓度和吸附温度,以及合适的粒径范围均有利于飞灰对汞的吸附.     

Mercury emission and adsorption characteristics of fly ash in PC and CFB boilers

The mercury emission was obtained by measuring the mercury contents in flue gas and solid samples in pulverized coal (PC) and circulating fluidized bed (CFB) utility boilers. The relationship was obtained between the mercury emission and adsorption characteristics of fly ash. The parameters included unburned carbon content, particle size, and pore structure of fly ash. The results showed that the majority of mercury released to the atmosphere with the flue gas in PC boiler, while the mercury was enriched in fly ash and captured by the precipitator in CFB boiler. The coal factor was proposed to characterize the impact of coal property on mercury emissions in this paper. As the coal factor increased, the mercury emission to the atmosphere decreased. It was also found that the mercury content of fly ash in the CFB boiler was ten times higher than that in the PC boiler. As the unburned carbon content increased, the mercury adsorbed increased. The capacity of adsorbing mercury by fly ash was directly related to the particle size. The particle size corresponding to the highest content of mercury, which was about 560 ng/g, appeared in the range from 77.5 to 106 µm. The content of mesoporous (4–6 nm) of the fly ash in the particle size of 77.5–106 µm was the highest, which was beneficial to adsorbing the mercury. The specific surface area played a more significant role than specific pore volume in the mercury adsorption process.     

循环流化床燃煤过程汞控制性能的实验研究

在热态循环流化床实验台上进行了不同工况燃煤过程汞控制特性的研究,得出如下结论:循环流化床燃煤过程对燃煤中汞的排放具有一定的控制作用;多煤种混烧在汞的控制方面优于单煤种燃烧;煤中掺入石灰石可以有效地减少汞向大气的排放;燃烧的煤种不同,汞的排放特性也不相同.     

A review on the utilization of fly ash

Fly ash, generated during the combustion of coal for energy production, is an industrial by-product which is recognized as an environmental pollutant. Because of the environmental problems presented by the fly ash, considerable research has been undertaken on the subject worldwide. In this paper, the utilization of fly ash in construction, as a low-cost adsorbent for the removal of organic compounds, flue gas and metals, light weight aggregate, mine back fill, road sub-base, and zeolite synthesis is discussed. A considerable amount of research has been conducted using fly ash for adsorption of NO_x, SO_x, organic compounds, and mercury in air, dyes and other organic compounds in waters. It is found that fly ash is a promising adsorbent for the removal of various pollutants. The adsorption capacity of fly ash may be increased after chemical and physical activation. It was also found that fly ash has good potential for use in the construction industry. The conversion of fly ash into zeolites has many applications such as ion exchange, molecular sieves, and adsorbents. Converting fly ash into zeolites not only alleviates the disposal problem but also converts a waste material into a marketable commodity. Investigations also revealed that the unburned carbon component in fly ash plays an important role in its adsorption capacity. Future research in these areas is also discussed.     

Mercury capture by native fly ash carbons in coal-fired power plants

The control of mercury in the air emissions from coal-fired power plants is an ongoing challenge. The native unburned carbons in fly ash can capture varying amounts of Hg depending upon the temperature and composition of the flue gas at the air pollution control device, with Hg capture increasing with a decrease in temperature; the amount of carbon in the fly ash, with Hg capture increasing with an increase in carbon; and the form of the carbon and the consequent surface area of the carbon, with Hg capture increasing with an increase in surface area. The latter is influenced by the rank of the feed coal, with carbons derived from the combustion of low-rank coals having a greater surface area than carbons from bituminous- and anthracite-rank coals.     

烟气汞形态分布及其受氯化物添加剂影响的研究

在自行设计的一维煤粉燃烧试验台上,研究了烟气汞形态的分布特征,并分析了NaCl作为添加剂与煤混烧对汞形态分布的影响.结果表明:在试验煤种烟气中,气态汞是烟气汞最主要的排放形式,二价汞是气态汞的主要形式,飞灰中的汞含量比底渣中的汞舍量高;NaCl的添加使气态二价汞和单质汞占总汞的百分比都有不同程度的下降,而颗粒态汞的比例相应增加,但随着NaCl添加量的增加,颗粒态汞的增加量逐渐趋于平缓,单质汞的减少量也相应降低,趋势趋于平缓.     

静电除尘器和湿法烟气脱硫装置对烟气汞形态的影响与控制

利用安大略标准方法和在线汞监测技术对6套典型燃煤电站锅炉静电除尘器(ESP)和湿法烟气脱硫(WFGD)装置前后烟气汞的浓度及形态进行了测试,并研究了2种装置对烟气汞形态转化的影响及其汞控制能力.结果表明:ESP对飞灰的捕获直接降低了烟气中颗粒汞的比例,从已测试的典型燃煤锅炉来看,ESP前的燃煤烟气中颗粒汞的平均比例在30%左右,经ESP后颗粒汞所占比例降至5%左右;经WFGD装置洗涤后,烟气中汞的形态发生了较大的改变,二价汞基本被捕获,进入WFGD装置的烟气中二价汞的比例越高,WFGD装置对烟气汞的脱除效率也越高.配置有选择性催化还原(SCR)脱硝装置+ESP+WFGD尾部烟气处理装置的燃煤电厂,能够很好地控制燃煤烟气汞的排放.     

褐煤在鼓泡流化床和循环流化床燃烧的汞迁移试验研究

对褐煤在小型电加热鼓泡流化床和小型电加热循环流化床中燃烧时的汞迁移特性进行了对比试验研究,重点考察了不同燃烧工况对汞迁移特性的影响。试验结果表明,炉膛温度和给煤量增加,鼓泡流化床和循环流化床的烟气总汞HgT均增加,飞灰颗粒汞含量Hg(p)均减少,并且循环流化床的烟气总汞HgT值均低于相同燃烧工况的鼓泡流化床值,循环流化床的飞灰颗粒汞含量Hg(p)值均高于相同燃烧工况的鼓泡流化床的值;流化风速增加,循环流化床的烟气总汞HgT减少,飞灰颗粒汞含量Hg(p)增加,鼓泡流化床烟气总汞HgT增加,飞灰颗粒汞含量Hg(p)减少。     

基于支持向量机的燃烧过程飞灰含碳量与NOx排放特性模型

大型四角切圆电站锅炉NOx排放和飞灰含碳量是燃烧优化的两个方面,也是电厂关心的重要问题。影响两者的因素众多而且复杂,对锅炉飞灰含碳量和NOx排放特性进行建模是实现燃烧优化的一个前提。文中首先利用交叉验证算法分析样本数据,对支持向量机中的参数C和σ进行选择,再应用支持向量机理论建立了飞灰含碳量和NOx排放特性模型,最后利用试验数据对模型进行了校验。研究结果表明,采用支持向量机算法建模误差较小,达到了比较准确的预测效果。