燃煤烟气中金属及氯对汞氧化的影响

中国以煤为主的能源消费结构决定了我国的大气污染主要来自煤的燃烧。在燃烧源环境污染与防治研究领域中,继二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳等众多污染物之后,燃煤过程中有毒痕量元素汞的排放污染问题已引起世界范围内的广泛关注,有关汞及其化合物的排放控制研究已成为一个新兴而前沿的研究领域。本研究通过开展一系列管式炉实验研究获得了Na,K,Ca等碱金属对Hg氧化反应影响的数据,并通过热力学模拟软件开展了相关计算工作,结合分析了金属和Cl对Hg氧化的共同影响。具体内容如下: (1)采用化学热力学平衡分析方法,借助于HSC chemistry 5.1软件,计算分析了473～2000K温度范围内,0.1MPa压力条件下,不同系统在不同烟气氛围中,不同氯浓度时汞的形态分布,并重点讨论了在多种痕量金属或者碱金属同时存在的情况下对汞氧化的影响,结果显示金属之间存在对Cl的竞争反应,多种金属混合物共存时HgCl2只有在高氧环境下才有少量的生成 (2)在多功能管式炉台架上进行实际燃煤烟气中汞氧化的实验研究,通过改变原煤中Cl含量以及添加金属等不同实验条件,测试烟气中的HCl和SO2成分以及汞氧化的比例。结果显示金属碳酸物的加入后汞的氧化率从86%降低到22%左右,这个过程中HCl的释放量有较大的减少。脱Cl燃烧后烟气中汞的氧化比例也降低到只有7%和10%,因此认为Cl对汞的氧化起主导作用,而金属的加入使汞氧化受到了很大的抑制。