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#1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。NO2气体对烟气中汞转化的影响最显著，其次是NO气体；SO2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NO2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Cl2分子，而并不是HCl气体本身。基本烟气+HCl+NO+NO2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+NO2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