【摘 要】
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燃煤汞排放是造成大气环境汞污染的主要人为来源。工业燃煤锅炉每年消耗大量煤炭,由于大多集中在城市及周边,燃用煤质普遍较差,污染物控制技术水平及工艺落后,烟气中汞的排放与控制值得关注和研究。随着锅炉大气排放标准日益严格,烟气循环脱硝作为一种经济有效的脱硝技术,在部分燃煤工业锅炉得到应用和推广,尤其是对低负荷运行的工业燃煤锅炉。但低负荷燃煤锅炉烟气循环引起烟气氛围与飞灰物化特性发生变化,尤其是对汞的排放
【基金项目】
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国家自然科学基金青年基金项目NO.51608500； 大气重污染成因与治理攻关项目NO.DQGG0304-12；
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燃煤汞排放是造成大气环境汞污染的主要人为来源。工业燃煤锅炉每年消耗大量煤炭,由于大多集中在城市及周边,燃用煤质普遍较差,污染物控制技术水平及工艺落后,烟气中汞的排放与控制值得关注和研究。随着锅炉大气排放标准日益严格,烟气循环脱硝作为一种经济有效的脱硝技术,在部分燃煤工业锅炉得到应用和推广,尤其是对低负荷运行的工业燃煤锅炉。但低负荷燃煤锅炉烟气循环引起烟气氛围与飞灰物化特性发生变化,尤其是对汞的排放及飞灰去除产生重要影响。因而,针对低负荷燃煤锅炉烟气循环方式下汞的排放特性及飞灰吸附去除规律研究具有重要意义。实验以搭建的立式煤粉沉降炉为基础,研究了不同循环条件下汞排放规律。结合固定床汞吸附评价装置,研究了烟气循环引起的飞灰物化特性变化规律,并对其影响飞灰汞吸附性能的规律进行了研究。研究结果表明:（1）反应温度和煤质是影响汞排放规律的重要因素。烟气循环比例提高,烟气含氧量降低,烟气中Hggastot(气态总汞,包括氧化态汞Hg2+及元素态汞Hg0)浓度降低,Hg2+/Hg gastot比例下降。循环烟气净化比例不同造成烟气污染物富集浓度不同对汞氧化具有重要影响。烟气循环比例较低时,由于烟气循环引起的SO2浓度提高对Hg2+/Hggastot比例提高有一定促进作用。但随循环比例进一步提高,SO2对此表现出了抑制作用。由于烟气循环,烟气中积累的NO能够明显促进烟气中Hg2+/Hggastot比例提高,这一效果强弱也取决于O2含量。循环烟气中H2O含量提高有利于汞的氧化,低氧条件下H2O对汞氧化的促进效果较弱。由于烟气循环引起燃烧氛围中SO2含量的提高增加了烟气中Hggastot浓度,NO、CO2、H2O等组分对烟气中Hggastot未表现出明显影响。（2）烟气循环引起烟气氛围与飞灰物化特性发生变化,对飞灰汞吸附性能有重要影响。净烟气循环方式下形成的飞灰汞吸附能力明显优于非烟气循环（纯空气燃烧）方式下。并且随着烟气循环比例的增加,飞灰汞吸附量呈逐渐增加趋势。与褐煤相比,烟煤飞灰表现出更优的汞吸附性能,与飞灰未燃尽率呈现一定正相关性。相同烟气循环比例,不同循环烟气污染物净化比例下燃烧形成的飞灰对汞吸附性能差异明显。燃烧氛围中SO2浓度提高对产生的飞灰吸附汞性能影响具有复杂性,受SO2浓度和煤种共同影响,大部分情况下表现抑制作用。在褐煤和烟煤实验中,燃烧氛围中NO浓度与燃烧产生的飞灰吸附性能均有正相关性。本实验条件下,模拟烟气中的SO2抑制飞灰对汞的吸附,NO及HCl对飞灰汞吸附有明显促进作用。气氛中O2含量与上述因素相耦合,对飞灰吸附性能产生较大影响。烟气氧含氧量较低时,SO2对飞灰吸附能力的抑制作用加深,NO及HCl对飞灰吸附性能的促进作用减弱,对飞灰吸附性能带来不利影响。
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