论文部分内容阅读
湿法烟气脱硫系统会捕集燃煤烟气中的痕量元素,这些痕量元素最终会部分存留在脱硫石膏中。在脱硫石膏后续的利用处理过程中,其中的有害痕量元素可能会再释放进入环境,带来二次污染。本文以中国七个典型燃煤电厂的脱硫石膏为分析对象,研究了其中As、Be、Cd、Co、Cr、Hg、Mn、Ni、Pb、Sb和Se等11种有害痕量元素在自然条件和工业条件等处理场景中的再释放特性。程序升温分解法的结果显示脱硫石膏中的Hg主要以HgS的形式存在,七个样品中该形态Hg的平均占比为87.8%,同时部分样品中还含有少量比例的HgCl2、Hg2Cl2和Hg2SO4。Bloom连续提取法的结果则显示脱硫石膏中Hg主要以强结合态的形式存在,七个样品中该形态Hg的平均占比为90.79%,HgS在12 M的HNO3提取液中的溶解导致了Hg主要以强结合态的形式被提取出来。BCR连续提取法的结果显示脱硫石膏中的Cd、Co和Mn主要以醋酸可溶态的形式存在,As、Pb、Sb和Se主要以可还原态的形式存在,Be、Cr和Ni主要以残渣态的形式存在。脱硫石膏中的Hg在自然条件下会缓慢向大气挥发释放,所研究的三个样品在室温黑暗条件下180天Hg总的释放率平均为1.15%。Hg的释放主要来自于脱硫石膏中汞化合物自身缓慢的分解以及被还原生成的Hg0。温度、紫外线、固体水含量和空气湿度均能促进Hg的挥发释放,但固体水含量过高时促进作用会减弱。这些因素均能促进脱硫石膏中Hg0的生成以及Hg0向大气的扩散。工业条件下的煅烧也会导致脱硫石膏中Hg显著的挥发释放,所研究的三个样品中Hg的释放率平均为12.10%。我国2013年脱硫石膏中Hg向大气的挥发释放量约为6.56±0.52吨,其中自然条件下处理释放0.65±0.05吨,工业条件下处理释放5.91±0.47吨。采用TCLP和HJ/T 299-2007方法的浸出实验均表明,从11种有害痕量元素来看,脱硫石膏并不具备浸出毒性特征。不同pH值下的浸出实验表明Cd和Mn的浸出浓度随pH值的增大而单调减小,As、Hg和Sb在强酸性和pH值为10左右时浸出浓度较高,Be、Co、Cr、Ni、Pb和Se的浸出浓度在酸性碱性条件下较高,在中性pH值附近则较低。这些痕量元素在pH<4和pH>10时有较高的浸出释放率。Cr、Hg和Pb的浸出浓度随液固比的增加并没有明确的变化规律,其它元素的浸出浓度则均随着液固比的增大而单调减小,而11种痕量元素的浸出率则均随着液固比的升高而有所增加。