燃煤过程中铬铅去向分析

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重金属元素在燃煤产物中的分布特征及迁移机理

重金属元素在燃煤产物中的分布特征及迁移机理

摘要以我国西南地区燃烧典型煤种的小龙潭电厂运用扫描电子显微镜及电感耦合等离子质谱法等现代微观微量测试方法进行了重金属元素富集系数同飞灰粒径运用煤岩学硅酸盐物理化学从煤粉颗粒中矿物的分布赋存形态入手系统讨论了煤粉燃烧过程中各类矿物质的转化行为从飞灰演化角度提出了飞灰对重金属富集的四种机制发生化学反应生成稳定的化合物最后初步系统地描述了煤粉燃烧过程中重金属元素的挥发富集的转化过程关键词AbstractThe distribution characteristics of heavy metals in different coal combustion products is studied with advanced analysis methods (SEM, ICP-MS etc) in this paper. Multi-disciplinary theories including coal petrology, mineralogy, silicate physical chemistry and coal combustion have been adopted in this thesis to discu ss the changing behavior of the minerals in the course of pulverized coal combustion and the main factors which affect the evaporation of heavy metals are analyzed. Concluded that the evolution of fly ash and the enrichment of heavy metals on fly ash were two respects of the same process. Heavy metals reacted with fly ash and produced stable arsenic compounds, heavy metals come into crystal lattice of clay minerals, heavy metals was absorbed by fly ash and condensed or coagulated on the surface of fly ash were considered to be the four main forms of the enrichment of heavy metal by fly ash. At last, the behavior of evaporation焦作工学院 学位论文原创性声明本人郑重声明是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果本人学位论文与资料若有不实学位论文作者签名:年月日焦作工学院 学位论文知识产权声明书本人完全了解学校有关保护知识产权的规定研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于焦作工学院本人允许论文被查阅和借阅可以采用影印保密论文待解密后适用本声明 指导教师签名1 引言 1 引言1.1 选题目的与意义可吸入颗粒物(Inhalable particulate matterÓÖÓÃPM10表示是室内外环境空气质量的重要监测指标燃煤排放PM10表面通常富集各种重金属元素SeCr等PCDD/Fs这些多为致癌物质和基因毒性诱变物质目前已知的PM10对人体健康影响包括[1]ʹºôÎüϵͳ¼°ÐÄÔàϵͳ¼²²¡¶ñ»¯¸Ä±äÃâÒ߽ṹµÈ·½ÃæÈËÃÇÖð½¥ÈÏʶµ½´óÆøÐü¸¡¿ÅÁ£ÖеÄPM10对人体健康的危害远比粗颗粒大光化学烟雾及能见度降低的重要因素我国于2000年6月1日起将空气质量日报中的总悬浮颗粒物指标修订为可吸入颗粒物指标如北京市目前可吸入颗粒物已经成为我国城市大气的首要污染物我国空气质量超标的城市中1998年空气总悬浮颗粒物平均浓度值为0.289毫克/立方米有308个城市总悬浮颗粒物年均浓度高于世界卫生组织的空气质量指南值(0.09mg/立方米)¿ÉÎüÈë¿ÅÁ£ÎïÊÇÄ¿Ç°ÎÒ¹ú³ÇÊдóÆø»·¾³µÄÊ×ÒªÎÛȾÎïʯÓÍÉúÎïÖʺͷÏÆúÎïµÄ¹Ì¶¨Ô´ÒÔ¼°È¼ÓÃÆûÓͶøÎÒ¹úÒÔúÌìÈ»ÆøΪÖ÷ÒªÄÜÔ´µÄ¹úÇé¾ö¶¨ÁËÔÚÏ൱³¤µÄʱÆÚÄÚ½â¾öȼÉÕÔ´¿ÉÎüÈë¿ÅÁ£ÎïÎÛȾÎÊÌâÖ±½Ó¹Øϵµ½¹úÃñµÄÉú´æ»·¾³ºÍÉú´æÖÊÁ¿¼°Ê±¿ªÕ¹È¼ÉÕÔ´¿ÉÎüÈë¿ÅÁ£ÎïµÄÐγɼ°¿ØÖÆ»ù´¡Ñо¿¹¤×÷河南理工大学硕士学位论文1.2 国内外研究现状目前国内外有关煤中重金属元素的研究主要集中在以下几个方面即可参与到煤分子结构中呈有机结合态独立矿物等无机结合形式在煤中存在螯和物和有机酸盐等Seni[3]把微量元素以静电吸引方式结合的有机络合物称为外部络合物外部络合物主要赋存于低变质程度的煤层中-OH羧基-SH氨基等官能团结合B Cu Sr-OH-COOH H以共价健方式结合的内部络合物主要赋存于高变质程度的煤层中王运泉[6]等认为在早期煤化作用阶段微量元素可以形成上述两种络合物外部络合物不稳定煤中含氧官能团苯环等在从低变质到中其数量逐渐减少但以外部络合物结合的微量元素的存在形式会发生转变元素As, Cd, Co, Cu, Hg, Mo, Ni, Pb,Se 和 Zn与煤中黄铁矿和其他硫化物矿物有关As 已被检测到以固溶态形式存在于黄铁矿中FeAsS, 又名毒砂铬常以类质同象置换粘土矿物中的Al3+而赋存于粘土矿物中1994ZnS Swaine 报导除闪锌矿外粘土Dreher和Finkelman[8]用逐级化学提取分析了怀俄明州煤中硒的赋存状态水溶态和离子交换态占10%80%,黄铁矿占5%其它硫化物和硒化物占1%粘土和硅酸盐占15%左右其在煤中主要以较大的后生矿物1 引言 晶体赋存在裂隙中进入煤大分子结构的铅占17.54%进入粘土矿物晶格的铅占32.86%当煤中方铅矿等含铅硫化物不存在时(Pb<20铅主要是进入大分子结构和粘土矿物晶格中(类质同象替代K+)ÔÚһЩúÖиõÒ²¿ÉÓëÓлúÖʹ²Éúµ«Í¬Ê±ÓÖÖ¸³öÆ丳´æµÄÁíÒ»ÖÖ¿ÉÄÜÐÔΪúÖÐϸ·ÖÉ¢×´µÄ¸õÌú¿ó[Cr2O4]Germani和Zoller½«ÔªËØ·ÖΪÈýÀàÖ÷ҪΪÇ×ʯԪËØ倾向于在粗灰中富集或在燃煤产物中均匀分布主要为亲铁元素倾向于在飞灰而在底灰中枯竭如Hg,Br等大部分以气相或气溶胶形式进入大气Cerchar(1985)对第二类元素在不同大小飞灰颗粒上的分布进行了研究这些微量元素在50-100在30-50在10Zn>Pb>Cr>Ni>CoKauppinen和Pakkanen(1990)在对一燃烧烟煤的锅炉静电除尘器下游烟气中气溶胶颗粒的研究中发现m和2约5%气溶胶颗粒赋存于细飞灰颗粒部分常量元素和微量元素Mn, Zn 也服从这一分布约34%的Cd9%的Pb<1飞灰颗粒部分对于粗粒飞灰m聚结演化而来Natusch(1976)对单个飞灰颗粒上微量元素的赋存特征进行了研究并认为微量元素在飞灰表面浓度高于内部对于客观评价飞灰中微量元素对环境的毒害性具有重要意义微河南理工大学硕士学位论文量元素在飞灰表面富集增加了生物体对有毒微量元素的可得到性 传统的以微量元素在飞灰中的平均浓度作为标准不能正确客观的反应微量元素对环境的影响AES结果表明推测为烃类化合物这分布种特征可能暗示飞灰对气体的化学吸附是按一定顺序进行或是有选择性的即吸附量随着飞灰比表面积的增大而增大 1.2.3 燃煤过程中重金属元素的转化行为Meij(1985)等根据煤粉燃烧过程中微量元素的行为特征如Al, Ba Th等挥发如As, Cd, Se等不凝结元素Hg¶øһЩԪËØÒÔÁòËáÑÎÐÎʽÄý½áÔڷɻұíÃæÒÔÑõ»¯ÎïÐÎʽÄý½áµÄÔªËØËæ×ÅζȵĽøÒ»²½½µµÍ»áÖð²½×ª»¯ÎªÁòËáÑÎÐÎʽU¿ÉÄÜÒÔthe silicate mineral coffinite(U(SiO)1-x)或晶质铀矿(UO2)形式存在煤燃烧后它主要富集于底灰或炉渣内晶质铀矿(UO2)是一种易挥发性化合物随着温度的降低而进入飞灰颗粒或凝结吸附于飞灰颗粒表面我国学者刘迎晖[12]等应用化学热力平衡分析方法在还原与氧化气氛条件下对砷-煤-氯系统进行了研究2002ÂÈÖ÷ÒªÒÔÂÈ»¯ÇâÐÎʽÎö³ö1999As与Cd行为很相似Cd及其氧化物本身沸点都低,易挥发或其氧化物被火焰中碳或一氧化碳还原成单质砷及镉在燃烧中挥发性很强在燃烧中汽化-凝聚机理起一定作用1998ÁòËá¸Æ Pb1 引言 Co Ni 排放的抑制作用无论是煤中原有的钙还是燃煤过程中添加的氧化钙对砷的挥发性都具有抑制作用Jyg-Cheng[15-16]用高岭土铝土矿在流化床上进行了吸附剂捕获重金属元素铅铬和铜的试验它们的吸附效率依次为石灰石>水>高岭土>氧化铝吸附效果最好的是水当烟气中存在有机氯石灰石是最好的吸附剂如高岭土的最佳反应温度是800而铝土矿的最佳反应温度是700Owens[17]的热力平衡计算也证明了这一点80%的PbO是在温度范围600-1600K之间被吸附的高岭土镉时发现捕获率达85%ÂÁÍÁ¿óÊÇïÓµÄ×îºÃÎü¸½¼ÁXRD其结果分析发现高岭土和铝土矿吸附铅后有PbAl2SiO8并认为这可能是高岭土和铝土矿中的SiO2和Al2O3在高温下与金属蒸汽发生化学反应的缘故美国麻省理工学院的研究结果表明而与煤级关系不大亚微米级颗粒主要由挥发的元素均相凝聚而成K2SO4CaSO4日本学者利用低变质烟煤与褐煤进行研究表明燃烧过程中未能充分聚结粗粒飞灰m聚结演化而来我国也有少数学者涉足该领域的研究K 1.3 存在问题与不足有关微量元素排放的研究工作各种重金属在不同粒径飞灰上的分布和富集规律等迁移缺乏对其机理的深刻认识和对规律的科学描述此外煤燃烧时它们不可能独立形成飞灰颗粒飞灰结渣等同时则其转化行为就可能不同煤粉燃烧过程中微量元素的转化行为的研究应结合煤中微量元素的赋存状态而许多研究者却忽视了这些以我国西南地区燃用小龙潭褐煤的小龙潭电厂为主要研究对象研究煤中主要重金属元素As Pb Cd在各种燃煤产物中的分布规律从煤中重金属元素赋存状态飞灰演化过程及飞灰对重金属元素的富集机理显降低本次研究小龙潭三电厂飞灰化学成分具有以下特点小龙潭和阳宗海电厂燃烧低变质褐煤分别为35.2%¶ø¹óÑôµç³§·É»ÒÖÐCaO只占2.34%СÁú̶ºÍÑô×Úº£µç³§º¬Á¿Æ«¸ß½öÕ¼3.22%表2-2 研究电厂粉煤灰的化学成分 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 Na2O K2O TiO2 Loss 小龙潭27.28 13.05 10.26 35.20 2.83 5.60 0.29 0.53 0.77 4.23 阳宗海54.36 19.42 10.00 8.14 0.72 1.20 0.10 0.31 1.17 3.78 贵阳74.16 9.84 3.22 2.34 0.79 1.5 0.47 0.23 2.14 4.80 2.2.2 燃煤飞灰显微结构特征有关粉煤灰显微结构的研究不同学者已作了大量的研究2000Ê×ÏȽ«·É»Ò¿ÅÁ£»®·ÖΪ¹èÂÁÖʸÆÖʺÍÌ¿ÖÊËĸö×é±¾´ÎÑо¿´ÓÐÎòÉÏ¿ÉÒÔ·Ö±æ³öµÄ¿ÅÁ£ÀàÐͼû图2-2-1СÁú̶СÁú̶2 研究电厂概况 2-2-1C 铁质飞灰2-2-1d 子母珠2-2-1e多孔飞灰(阳宗海) 2-2-1f铁质空心飞灰(阳宗海)2-2-1g子母珠(阳宗海) 2-2-1 h 空心珠(阳宗海)河南理工大学硕士学位论文2-2-1i 飞灰总体特征(贵阳)2-2-1j 独立矿物(贵阳)2-2-1h 多孔飞灰(贵阳)2-2-1k 空心玻璃微珠(贵阳)2-2-1l 铁质飞灰(贵阳)2-2-1o 碗状飞灰(贵阳)图2-2-1 燃煤飞灰显微结构特征2 研究电厂概况 2.3燃煤产物的总体特征2.3.1 飞灰肉眼观察飞灰颜色主要受其化学成分和未燃炭含量的影响颜色变深¾ßÈõ½ðÊô¹âÔóÁ£¾¶½Ï´ó50~150µm比较常见的为后者 球形颗粒主要由棕色或褐色灰白色微珠通常粒径较大玻璃或油脂光泽状似珍珠有时可见有些漂珠内部包裹或粘连细粒炭屑表面光滑褐色与黑色微珠粒度较细玻璃~金属光泽壳壁开裂者少见 不规则颗粒还有少量肉红色2.3.2 底灰状似炉渣颗粒大小不一小龙潭电厂底灰中炭含量高实体显微镜下可识别出以下颗粒类型 黑色炭粒多孔状与细屑状小龙潭电厂底灰中可达5mm¶à¿×Ì¿Á£³£Õ³½á³ÉºÁÃ×¼¶²»¹æÔò¿ÅÁ£Ï¸Ð¼×´Ì¿Á£Óë·É»ÒÖÐÀàËÆÀàËÆÓÚ¯±ÚÕ´ÎÛ»ò½áÔü¶àΪºÁÃ×~厘米级手拈即碎小龙潭电厂的为褐色或褐红色可见此类颗粒通常由无数灰球或不规则颗粒熔结形成形成致密块状颗粒形态仍清晰可辩 玻璃微珠及不规则颗粒不过粒径较大 2.3.3 结渣与沾污结渣(slaging)与沾污(fouling)统称锅炉受热面煤灰沉积物主要由硅酸盐熔体形成的致密坚硬的烧结体沉积时液相较少河南理工大学硕士学位论文沉积物相对疏松而过热器沉积物为沾污È¡×Ô3#锅炉水冷壁为青灰色外表面凹凸不平刺分布但致密坚硬程度较低土状光泽但没有熔结为一体È¡×Ô3#锅炉过热器土状光泽中间厚向两侧变薄至2mm左右可见呈同心层分布厚1~2mmºñ2~5mm Öí¸ÎÉ«ºñ0.5~2mmÏòÉÏÇãбСÁú̶µç³§½áÔüºÍÕ´Î۵Ļ¯Ñ§³É·Ö¼û±í2-3½áÔüÓëÕ´Î۵Ļ¯Ñ§³É·ÖSiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 Na2O K2O TiO2 Loss 飞灰27.28 13.05 10.26 35.20 2.83 5.60 0.29 0.53 0.77 4.23底灰24.01 10.99 9.60 27.24 2.05 0.24 0.07 0.28 0.61 24.36结渣26.93 12.36 14.42 39.41 3.19 1.87 0.31 0.69 0.752.4 飞灰粒度分布粒度是表征粉煤灰物理性质的重要参数之一分别测定小龙潭电厂其结果见下图表中D[4d(0.5)d(0.9)分别表示累计含量占总量的50%ϱíΪ¸÷Á£¼¶ËùÕ¼°Ù·ÖÊýS.A. Benson(1993)的研究结果表明形成的飞灰粒度呈双众数分布细粒部分峰值在图2-4-4 飞灰粒度分布模式[20]0.1µm´ÖÁ£²¿·ÖÔÚ12~15µm2 研究电厂概况 成各电厂飞灰粒度也呈双众数分布明显向右向右偏移尤其是亚微米级颗粒难以捕获致使它们大部分进入大气的缘故河南理工大学硕士学位论文图2-4-2 阳宗海电厂飞灰粒度分布曲线图2-4-3 贵阳电厂飞灰粒度分布曲线2 研究电厂概况 从以上飞灰粒度分布曲线图上我们可以看出 三电厂飞灰平均粒径分别为mm和25.83其顺序为阳宗海电厂<贵阳电厂<小龙潭电厂 根据飞灰粒度分布图阳宗海电厂和贵阳电厂中PM1032%在PM10中20%2.5 总结介绍了主要研究电厂的背景飞灰结渣和沾污利用扫描电子显微镜观察了飞灰显微结构的特征空心微珠多孔飞灰利用激光力度分析仪分析了电厂飞灰粒度分布特征三电厂飞灰平均粒径由大到小顺序为三电厂可吸入颗粒物在飞灰中的比例分别为52%和45%河南理工大学硕士学位论文3 重金属元素在不同燃煤产物中的分布特点3.1 样品采集与处理在小龙潭电厂入炉煤煤粉静电除尘器飞灰采样点布置见图3-1-1¾²µç³ý³¾Æ÷Ç°ºÍ¾²µç³ý³¾Æ÷ºóµÄÑùÆ·ÀûÓòÉÑùǹÔÚÑ̵ÀÖÐÖ±½Ó²É¼¯¾²µç³ý³¾Æ÷·É»Ò°´71采集三个电场的混合样各粒级范围见表3-1-1ICP-MSSe Cd表3-1-1 安德森采样装置分级粒度范围分级粒级范围 典型特征第一级9-10 进入咽喉以上部分第二级 5.8-9.0 进入咽喉以上部分第三级 4.7-5.8 咽喉第四级 3.3-4.7 一级支气管第五级 2.1-3.3 二级支气管第六级 1.1-2.1 末端支气管第七级0.65-1.1 肺泡第八级0.43-0.65 肺泡第九级<0.43 可随呼吸自由进出3 重金属元素在不同燃煤产物中的分布特点 3.2 重金属元素在燃煤产物中的分布规律3.2.1 砷(As)砷是一种斜方六面体的灰黑色非金属它是一种亲铜元素因而也能从阳离子或阴离子转变为中性原子As3+主要出现在硫化物或含硫盐中表3-2-1-1 砷在煤中含量范围国内外对比 中国西南1中国2世界min max AM GM min max AM GM min Max3AM40.1 32000 18.16 5.09 0.21 32000 276.61 4.26 0.5 80 5.0注1999 2 赵峰华 4 V.Valkovic(1980) minmax AM GMúÔÚȼÉÕʱ»¹ÊÇÓлúÉé΢Á¿µÄÉ黯ºÏÎï¾Í»áʹÈËÖж¾ÎÒ¹ú»·±£²¿ÃŹ涨¿ÕÆøÖÐÉ麬Á¿×î¸ßÏÞֵΪ0.003mg/L工业用煤对煤中砷含量在我国还没有明确规定极限值作为酿造和食品工业燃料用煤的砷含量不得超过8µg/gʹÉñ¾-ϵͳÊÜËðúÖÐÉ麬Á¿¹ý¸ßÔÙ½øÈë¸ÖÖÐÇ¿¶È½µµÍ砷在不同燃煤产物中的分布特征为了表示重金属在不同粒级飞灰中的富集程度1986RERE=[(C te)output/(C te)coal]%ash飞灰样品中重金属含量g/g原煤中重金属含量g/g%ash煤的灰分小龙潭10.36%和26.18%河南理工大学硕士学位论文参考Meij等的评价标准相对富集系数在0.7-1.3之间RE>1.3表示元素在燃煤产物中明显富集表3-2-1-2 As 在小龙潭电厂不同燃煤产物中的含量(µg/g)及富集系数元素 煤粉底灰飞灰结渣沾污As 25.1 27.4 144 382 680 富集系数 0.18 0.96 2.56 4.55 由上表可看出飞灰粘污从砷的富集程度来看RE=0.18ÔÚ·É»Ò中富集正常在燃烧时大部分以气相形式溢出倾向于在结渣RE=4.55²¿·ÖËæϸ¿ÅÁ£Í¸¹ý³ý³¾Æ÷½øÈë´óÆø½áÔüͬճÎÛÏà±Èµg/gÁ½µç³§As从煤粉——静电除尘器前飞灰——静电除尘器飞灰——静电除尘器后飞灰中浓度呈现上升趋势两电厂ESP前飞灰富集系数分别为0.32和0.89ESP飞灰富集系数分别为1.85和1.81±íÃ÷µç³ý³¾Æ÷Ç°ÉéÖ÷ÒªÒÔÆøÏà»òÆøÈܽºÌ¬´æÔÚ¶øµç³ý³¾¶Ôϸ·É»Ò¿ÅÁ£µÄ¿ØÖÆЧ¹û½Ï²îÁ½µç³§¶Ô±È¿´¶øµç³ý³¾Æ÷¼°µç³ý³¾Æ÷ºó·É»ÒÉéµÄ¸»¼¯ÏµÊý¸ßÓÚ¹óÑôµç³§³É·Ý¼°²»Í¬½×¶Î·É»Ò¶ÔÉ鸻¼¯»úÀíÓйØ将在下一章进行详细地解释C 砷在不同粒级可吸入颗粒物中的分布在小龙潭电厂2并在室内利用安德森采样装置S各级的粒度范见表3-1-1ICP-MArray表3-2-1-4并绘制砷的分布图µg/g小龙潭电厂 A3 贵阳电厂(粒级范围 1 9 ̄10µm 3 4.7~5.8µm5 2.1~3.3µm7 0.65~1.1µm9 <0.43µm )由图3-2-1-2可见小龙潭电厂和阳宗海电厂飞灰中As的含量总体上表现出增加的趋势As的含量超过1000µg/g贵阳电厂1Ö®ºóÓÖÖð½¥½µµÍÕâ¿ÉÄÜÓëúÖÐÉéµÄ»Ó·¢³Ì¶ÈÓйØÁ£¾¶´óÓÚ10µm另一明显特征是小龙潭和阳宗海两电厂最后一级飞灰砷含量均有下降的趋势图3-2-1-2 砷在不同粒级可吸入颗粒物中分布特征²¢ÒÔ´ËÖµÀ´´ú±í·É»ÒÁ£¾¶µÄƽ¾ùÖµ1À´·ÖÎöÉ鸻¼¯ÏµÊýËæÁ£¾¶±ä»¯µÄ¹æÂÉ表3-2-1-5 砷在不同粒级可吸入颗粒物中富集系数 从各级飞灰富集系数来看明显富集2µÚ4级以后富集各级可吸入颗粒物中砷的富集系数均大于1.3´ÓÈý¸öµç³§¸»¼¯ÏµÊýµÄ¶Ô±È¿´Ñô×Úº£ºÍ¹óÑôµç³§Ïà±È6-10级飞灰中砷粒 级 0 123456789中值9.50 7.40 5.25 4.00 2.70 1.60 0.88 0.54 0.22 小龙潭 1.49 2.56 3.90 4.54 5.51 6.18 7.30 7.56 7.90 7.30 阳宗海 0.49 0.64 1.04 1.09 2.09 2.28 2.46 2.59 3.01 2.78 贵阳0.57 1.58 1.78 1.89 2.10 2.13 2.05 1.99 2.02 1.99的富集系数大于贵阳电厂而飞灰对砷的总体富集能力却小于阳宗海电厂飞灰相关系数检验表当置信度为95%时样本数N=9由图3-2-1-3知R=0.97和R=0.82所以可以认为砷的富集系数与飞灰平均粒径明显相关表示砷在飞灰中的富集系数与飞灰粒径负相关小龙潭与阳宗海电厂的相关系数明显大于贵阳电厂 砷富集系数与飞灰化学成分的相关性分析将不同燃煤产物中砷的富集系数同燃煤产物中主要常量元素含量联系起来来分析燃煤产物中重金属元素与飞灰化学成分的关系以FeO的百分含量来代表铁质成分以SO3代表硫酸盐表3-2-1-6小龙潭飞灰砷富集系数同飞灰常量元素含量的关系 底灰飞灰结渣粘污As富集系数0.18 0.96 2.56 4.55 Al2O3+SiO235 40.83 39.29 25.29 Fe2O39.6 9.68 14.42 19.8 CaO+MgO 44.6 38.03 42.6 27.23 SO30.24 5.6 1.87 23.83 K2O+Na2O 0.35 0.82 1.00 1.76查=0.05ÆäÏà¹ØϵÊýÁÙ½çֵΪ0.95ÉéÓëAl2O3+SiO2 Fe O-0.820.85其中负号表示负相关只有FeO说明它们与砷的富集系数具有正相关性FeO在燃煤产物中百分含量的增加图3-2-1-4 As与飞灰化学成分相关性分析3.2.2硒(Se)硒是亲铜元素是一种非金属元素其最外层电子构型为4S24P4ÎøµÄÈÛµã220沸点688硒是燃煤的标识元素之一煤燃烧时硒也能生成二氧化物和三氧化物时升华地壳丰度为0.05µg/gÒò´ËËüÃÇÐγɹ㷺µÄÀàÖÊͬÏñ¹ØϵֻÓÐÔÚÁòµÄŨ¶ÈÃ÷ÏÔ½µµÍµÄ³¡ºÏÏÂÎøÔÚúÖк¬Á¿·¶Î§¹úÄÚÍâ¶Ô±È¼û表3-2-2-1¶¯ÎïºÍÈ˱ØÐèµÄ΢Á¿ÔªËØ·ÀË¥ÀÏ¿Ëɽ²¡ºÍ´ó¹Ç½Ú²¡µÈ·½ÃæµÄ×÷ÓÃÔªËØÎø¶¾ÐÔ½ÏСÑÇÎøËáÑζÔÈËÌåµÄΣº¦ºÜ´óÍѼ×Ö¢Ñо¿±íÃ÷的营养需要范围是0.1-2µg/g³¬¹ý10µg/g时会引起急性中毒以至突然死亡我国的饮用水标准规定Se<0.01µg/g表3-2-2-1 硒在煤中含量范围国内外对比 中国西南1中国2世界min max AM GM min max AM GM min Max3AM4 0.1 88.3 4.44 2.51 0.12 56.7 6.22 3.64 0.2 10 3.0注1999 2 赵峰华 4 V.Valkovic(1980) minmax AM GMÎøÒÔ¶þÑõ»¯Îø蒸气形式凝聚在灰尘表面而进入大气环境湖北恩施高硒区居民用高硒石煤作燃料有时甚至达1.2mg/m3Nriagu等(1988)估算全球燃煤火电工业排放的硒量达1081980 t/占人为硒排放量的50%以上其中包括硒 硒在不同燃煤产物中的分布特征利用公式分别计算硒在小龙潭电厂底灰结渣和粘污中的富集系数并列于下表µg/g´Óµ×»Ò½áÔü´ÓÎøµÄ¸»¼¯³Ì¶ÈÀ´¿´RE=0.24飞灰RE=0. 56RE=0.65ÕâÒ»·½Ãæ˵Ã÷ú·ÛȼÉÕʱÎøµÄ»Ó·¢ÐÔºÜÇ¿´óÁ¿µÄÎø³ÊÆøÏà»ò¸»¼¯ÔÚϸÁ£·É»ÒÉÏ͸¹ý³ý³¾Æ÷½øÈë´óÆø»·¾³75075%以上的硒挥发[22]55095%ÔÚËæ·É»ÒÒ»ÆðÏòÍâÔËÒƹý³ÌÖÐÉÙÁ¿±»·É»Ò¸»¼¯分以气相形式从烟囱排入大气1996·É»ÒÖÐÎøº¬Á¿1.42µg/g进入大气中的硒高达80.95%(含飞灰中的硒)Æä½á¹û±íÃ÷µg/gµg/g´Óú·Û—电除尘器前飞灰—电除尘器飞灰—电除尘器后飞灰硒含量呈现上升趋势表明电除尘器前主要以气体形式存在硒在阳宗海电厂除尘器前飞灰中枯竭RE=1.15电除尘器后飞灰中高度富集RE=0.33电除尘器飞灰中枯竭RE=0.92Õâ˵Ã÷¹óÑôµç³§´æÔÚ´óÁ¿µÄÎø³ÊÆøÏà»ò¸»¼¯ÔÚϸ¿ÅÁ£·É»ÒÉÏ͸¹ý³ý³¾Æ÷½øÈë´óÆøÑô×Úº£µç³§²»Í¬Î»Ö÷ɻҵĸ»¼¯ÏµÊý¾ù¸ßÓÚ¹ó阳电厂飞灰对硒的富集能力的大小主要与飞灰化学成分及飞灰表面特性有关µg/g小龙潭电厂 A3 贵阳电厂(粒级范围1 9 ̄10µm 3 4.7~5.8µm5 2.1~3.3µm7 0.65~1.1µm9 <0.43µm )15从局部看粒径>10µm4级飞灰9级飞灰中硒的含量粒径>10µm3级飞灰9级飞灰中硒的含量这可能与这两部分飞灰的化学成分有关粒径>10µm¿ÉÎüÈë¿ÅÁ£ÎïÖÐÎøµÄº¬Á¿Öð½¥ÉÏÉýÀûÓù«Ê½分别计算出各粒径范围飞灰的富集系数各计算得出的数值列于下表um1986СÁú̶µç³§ÎøÔÚÁ£¾¶´óÓÚ10µm及前2级可吸入颗粒物中枯竭仅在第7级以后才发生明显富集在7-9级可吸入颗粒物中富集正常仅在最后一级可吸入颗粒物中富集正常另一方面也说明飞灰对气相或呈气溶胶态的硒的化合物的富集作用较差有很大的环境潜在危害性小龙潭电厂粒径大于10µm和各级可吸入颗粒物的富集系数都分别大于阳宗海和贵阳电厂粒径大于10µm的飞灰中在1-3级可吸入颗粒物中4-9级可吸入颗粒物中由图3-2-2-3-0.88和-0.84大于0.667即置信度为95%时r<0表示硒在飞灰中的富集系数与飞灰粒径负相关硒的富集系数逐渐增大 硒富集系数与飞灰化学成分的相关性分析以小龙潭电厂为例以FeO的百分含量来代表铁质飞灰类型以SO3代表硫酸盐硒富集系数同飞灰中常量元素含量的关系见下表%%当即置信度为95%时样本数N=4由图2-2-2-4可以看到硒与Al2O3+SiO2 Fe O-0.850.83其中负号表示负相关只有K2O+Na2O的百分含量与硒富集系数的相关系数大于0.95¼´Ëæ×ÅK2O+Na2O在燃煤产物中百分含量的增加3.2.3 镉 单质镉是银白色带蓝色光泽的金属其外层电子构型是4d105s2ÔڵؿÇÖеķá¶ÈΪ0.2µg/g CdS菱镉矿及方镉矿等铅锌矿和铜铅锌矿中一般小于5µg/g则属异常表3-2-3-1 煤中镉含量范围国内外对比 中国西南1中国2世界Min Max AM GM Min max AM GM min Max3AM4 0.10 3009 020 032 0.1 3.0 0.3 注1999 2 赵峰华 4 V.Valkovic(1980)minmax AM GMúÔÚȼÉÕʱͨ¹ýºôÎü½øÈëÈËÌåÈËÌåÖеÄïÓŨ¶ÈΪ30.1µg/g镉在人体内富集并取代骨骼中的钙引起严重的骨痛病甚至咳嗽都可能导致骨折长期慢性中毒也会致癌我国GB8537规定镉的限量指标为0.01mg/L 镉在不同燃煤产物中的分布特征利用公式分别计算镉在小龙潭电厂底灰结渣和粘污中的富集系数并列于下表µg/g由以上可以看出飞灰沾污从镉的富集系数来看RE=0.53ÔÚ·É»Ò中富集正常RE=1.34RE=1.78˵Ã÷ú·ÛȼÉÕʱ²¿·ÖïÓ»Ó·¢³ÊÆøÏàÄý½áÓëÎü¸½µ×»Òͬ·É»ÒÏà±ÈïÓ¸üÇãÏòÓÚÔڷɻҺÍÕ³ÎÛÖи»¼¯ÔÚúºÍ·É»ÒÖеķֲ¼表3-2-3-3 镉在煤和飞灰样本中的分布及富集系数图3-2-3-1 镉在煤和飞灰样本中的分布由上可以看出在ESP后烟气中含量最高明显枯竭Cd富集明显在电除尘器中发生富集作用造成高度富集镉的细颗粒透过除尘器进入大气两电厂对比看而电除尘器及电除尘器后飞灰镉的富集系数高于贵阳电厂这将在下一章进行详细地讨论 镉在不同粒级可吸入颗粒物中的分布表3-2-3-4镉在不同粒级可吸入颗粒物中的分布0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A8 0.85 1.53 2.31 2.04 2.65 3.43 4.07 4.53 5.75 6.23 A3 1.24 2.46 3.33 4.55 8.4 9.51 10.4 11.7 12.4 9.63 A70.962.423.563.834.834.855.462.845.866.83A8阳宗海电厂 A70 >10µm2 5.8~9.0µm4 3.3~4.7µm6 1.1~2.1µm8 0.43~0.65µmËæ×ÅÁ£¼¶µÄ¼õС½öСÁú̶µç³§ÔÚµÚ3级可能是由采样测试误差引起 镉的富集系数与飞灰粒径的相关性分析 利用公式分别计算出各粒径范围飞灰中镉的富集系数并绘制镉富集系数随粒级变化的相关性曲线图各计算得出的数值及图表如下ug/g)表3-2-3-5 镉在不同粒级飞灰中富集系数粒 级 0 1 2 3 4 56789粒径中值 9.50 7.40 5.25 4.00 2.70 1.60 0.88 0.54 0.22 小龙潭 0.71 1.29 1.94 1.71 2.23 2.88 3.42 3.81 4.83 5.23 阳宗海 0.80 1.59 2.16 2.95 5.44 6.16 6.73 7.58 8.03 6.24 贵阳0.76 1.92 2.82 3.04 3.83 3.854.33 2.25 4.655.42根据Meij等提出的评价标准0.80均介于0.7-1.3之间在各级可吸入颗粒物中其余电厂各级可吸入颗粒物中镉的富集系数均在1.3以上富集系数逐渐增加粒径>10µm 的飞灰及各级可吸入颗粒物中富集系数最差的是小龙潭电厂图3-2-3-3 镉的富集系数随粒径变化的相关性分析从镉的富集系数同飞灰粒径的相关性分析来看0.95绝对值均大于0.667即置信度为95%时其中燃烧低变质褐煤的小龙潭和阳宗海电厂最为明显由以上可以看出在>10um 的飞灰中正常富集um)C(ug/g)尤其是在<2.5µm 的飞灰中高度富集因此其中以小龙潭和阳宗海电厂飞灰表现最突出 镉富集系数与飞灰化学成分的相关性分析表3-2-3-4 镉富集系数同飞灰中常量元素含量相关性分析底灰 飞灰 结渣 粘污 Cd 富集系数 0.53 1.05 1.34 1.78 Al 2O 3+SiO 235 40.83 39.29 25.29 FeO 9.6 9.68 14.42 19.8 CaO+MgO 44.6 38.03 42.6 27.23 SO 3 0.24 5.6 1.87 23.83 K 2O+Na 2O0.350.8211.76图3-2-3-4镉富集系数同飞灰中常量元素含量的关系 当即置信度为95%时样本数N=4由图3-2-3-4可以看到硒与Al 2O 3+SiO 2Fe O-0.820.81其中负号表示负相关只有K 2O+Na 2O 的百分含量与硒富集系数的相关系数大于0.95¼´Ëæ×ÅK 2O+Na 2O 在燃煤产物中百分含量的增加3.2.4铅单质铅为银灰白色软金属其最外电子层结构为6S26P2铅是本族最末一个元素所以自然界以Pb2+为主铅形成离子键的倾向及与氧的亲合力较弱易与半径大硒具有很强的亲硫性铅也具有亲氧性铅也可与氧结合三分之一以上是硫化物和硫盐PbS由于Pb2+的离子半径(11.8Sn2+(11.214.3nm)相近尤其是K+¶øµçºÉ½ÏK+高大部分Pb2+集中在钾长石中0.106nm)单斜辉石及文石中均可有铅地核为42 µg/g上地幔为2.1 µg/g(黎彤,1976)地壳中铅丰度虽低可见铅的聚集能力相当强铅在煤中含量变化国内外对比见下表µg/g1 四川煤田地质局1997 3 Swaine(1990)最小值最大值算术平均值几何平均值煤在燃烧时经过呼吸道或消化道进入人体并表现为全身无力伴有呕吐等症状铅在不同燃煤产物中的分布特征利用公式分别计算铅在小龙潭电厂底灰结渣和粘污中的富集系数并列于下表表3-2-4-2 Pb在不同燃煤产物中的分布及富集系数元素 煤粉底灰飞灰结渣粘污Pb 3.9 10.9 26.0 31.8 43.2富集系数 0.47 1.12 1.37 1.86由上可看出飞灰粘污从铅的富集程度来看RE=0.41ÔÚ·É»Ò中富集正常在随飞灰一起向外运移过程中随着温度的降低发生凝结在结渣和粘污中富集结渣同粘污相比µg/gÁ½µç³§Pb在从煤粉——静电除尘器前飞灰——静电除尘器飞灰——静电除尘器后飞灰中浓度呈现上升趋势两电厂ESP前飞灰富集系数分别为0.13和0.33ESP飞灰富集系数分别。

燃煤电厂重金属铬的迁移转化规律研究

燃煤电厂重金属铬的迁移转化规律研究

燃煤电厂重金属铬的迁移转化规律研究摘要:通过研究多家燃煤电厂重金属铬在燃烧过程中迁移转化规律,掌握重金属铬在燃烧产物中的分布,为燃煤电厂重金属铬的污染防治提供技术依据。

关键词:燃煤电厂;重金属铬;迁移转化煤炭中含有众多的微量元素,在燃烧过程中这些元素进入飞灰、底灰和大气中。

火力发电厂是燃煤量最大、最集中的单位,产生大量灰渣。

有关煤中痕量重金属在燃烧过程中的迁移转化规律,特别是在燃烧产物中的分布系统研究较少。

为了建立陕西省燃煤电厂重金属污染排放数据库,近两年来通过对单机装机容量300MW以上的17家电厂采集煤、灰、渣样品,进行了火电厂燃煤过程中铬迁移转化规律的研究, 掌握其在燃烧产物中的分布规律及灰渣环境特性, 为开展燃煤电厂灰渣中重金属污染和防治工作提供了系统、深入的研究途径和理论依据。

1 陕西燃煤电厂概况目前,陕西省拥有单机装机容量300MW以上的电厂18家,其中陕北地区4家、关中地区12家、陕南地区1家。

各电厂总装机容量在330MW~2400MW区间不等,陕北地区总计4800 MW,关中地区总计14220MW,陕南地区总计330 MW。

陕西是煤炭大省,发展火力发电有很大的资源和区位优势,除了咸阳、宝鸡部分电厂在煤炭供给紧张季节从临近的甘肃华亭调煤外,基本省内自给。

2 煤燃烧过程中重金属迁移转化煤粉进入炉膛后,由于炉内的火焰温度常常大于1400℃,煤粉被喷射进炉膛内,悬浮于炉膛中着火并燃烧。

煤粉内的矿物质稀释开始经历分解,熔化,裂解,汽化,凝结等过程。

一大部分痕量元素挥发、气化,存于气相中,一些较大的矿物粒子部分熔化,而另一些耐火的矿物质则可能完全不熔化。

这样,矿物质就形成了两部分,一部分存于炉渣中,一部分留在烟气中的飞灰中。

汽化挥发的金属元素在高温燃烧区以气态形式停留在烟气中。

随着烟气流经炉膛,烟气温度逐渐下降。

在此过程中,经过物理吸附、化学吸附等作用,一部分重金属逐渐被飞灰颗粒吸附而留于飞灰中。

火电厂灰渣浸溶特性及冲灰过程中铬、铅的迁移转化规律研究

火电厂灰渣浸溶特性及冲灰过程中铬、铅的迁移转化规律研究
围 环 境 的 影 响提 供 理 论 依 据 。
关 键 词 : 渣 浸 溶 特 性 ; 价 铬 和 铅 ; 移 转 化 灰 六 迁
Absr t Th e tac : e lachi har c er i u d h i at nd tan f m a i ng c a t i c ofslg an t e m gr i a r s or t st on on ofhex an hr im nd pum b av tc om u a l um n i t h-us d r ces fp he as r he p o s o ow erpantha een sudi y ive tga i h ysem em ovi sh,h ki us l ve b t ed b n s i t ng t e s t ofr ng a t e nd ofr h— i a ng— sh wat ,he f er t l ow fw a er t a i o h and w a er anayzn he hea e al c cen r to h m pe n o t ,he r t o fas t , l ig t vy m t s on ta in oft e sa ls i te m p h i o ̄an ac sh-u tpl e ofa r she pr es tea ig dr ash w i t ndar d oc s,r tn y- t sa h d and si uantl hig xa i at Thi m l eac n e m n i on s wor k s uppis a t eor tc f l h e e i oun dat orpr ent nd con r l g he y m et lpol i nd r i f ev on i a ng toln av i a l on a educng t e ifu ce ofas f d ut i h n len h-i el

2024年金属铅市场分析现状

2024年金属铅市场分析现状

2024年金属铅市场分析现状1. 市场概述金属铅是一种重要的工业原材料,在全球范围内具有广泛的应用。

它被广泛用于铅酸蓄电池、建筑材料、铅管、子弹、印刷和油漆等领域。

本文将对金属铅市场的现状进行综合分析,并探讨未来发展趋势。

2. 主要市场玩家在金属铅市场,主要的玩家包括大型矿业公司,如Glencore、BHP Billiton和Nyrstar等。

此外,一些冶炼和加工企业也在市场中扮演着重要角色。

这些企业通过垄断市场份额和技术优势来主导市场,对市场价格的波动起着重要的影响。

3. 市场供应与需求3.1供应情况全球金属铅的供应主要来自于矿山的开采,并通过熔炼和精炼工艺进行加工。

主要的金属铅生产国包括中国、澳大利亚、美国和加拿大等。

随着全球经济的发展,金属铅的生产量逐年增加。

3.2需求情况全球金属铅的需求主要来自于建筑材料、汽车工业、电子行业和能源领域等。

尤其是电池行业对金属铅的需求量巨大。

随着新能源汽车和可再生能源的兴起,对金属铅的需求将进一步增加。

4. 市场价格走势金属铅的价格受供需关系、政府政策和经济因素等多种因素的影响。

供需关系是决定价格变动的关键因素之一。

当供应短缺或需求增加时,金属铅的价格通常上涨;相反,当供应过剩或需求减少时,金属铅的价格通常下跌。

5. 国际市场环境5.1 国际贸易政策金属铅是一种国际贸易品种,在全球市场上交易。

各国的贸易政策和关税对金属铅市场的影响不容忽视。

贸易壁垒和关税的增加可能影响金属铅的跨境交易。

5.2 全球经济形势全球经济形势是金属铅市场的重要因素之一。

经济增长导致工业生产和基础设施建设的增加,从而提高金属铅的需求。

相反,经济下滑可能导致需求减少。

6. 未来发展趋势随着环保意识的增强和可再生能源的推广,金属铅市场未来发展的趋势如下: - 新能源汽车的普及将提高对金属铅的需求。

- 政府对能源存储技术的支持将推动电池行业的发展。

- 绿色建筑和环保材料的需求将增加对金属铅的需求。

西安市燃煤中铅的排放量及其环境效应

西安市燃煤中铅的排放量及其环境效应
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第 2 卷 第 1期 3
20 0 2年 1月

境 科 学 ຫໍສະໝຸດ Vo【2 No l 3.
ENV I R0NM E NTAL S ENC CI E
J n .0 2 8 2 0
西 安 市 燃 煤 中铅 的 排 放 量 及 其 环 境 效 应
m any C V e fo r o Ca b nf r u o li ebe o lm i il O O r m Pe m - r o ie o s c n W i ic a ne.Sh a xi t era e a e la C tntwa g k a a n , h i v r g e d on e s30 m /
a h a i d ro owe t to n o lfrd bolr hela o e fdu t n t e p ro fh a ig tmean h I1 s nd cn e fp rsai n a d c ie i .t e d c ntnto ssi h e id 0 e tn i d t e I 1 a e O he i g tm e i ’ n Ciy wee s u id n t i a e Th e ut h "t a  ̄ o nIo e d m i o fo atn i n Xi a t r t de i hs p p r e r s lss ow h ta ] u fla e  ̄i n r m 1 o t∞ a tr l c ombu t si on,wh c e d C ntnti a 53 ih la o e n r lwa 0g,wa ig i t o p r The r go e d e iso o lc r u t e s2f n am s hee at fla m s in ofc onb si a on

燃煤过程中铬迁移转化和排放控制的研究进展

燃煤过程中铬迁移转化和排放控制的研究进展

57 6 / , . ~3 g 算术平均值为 1 . ̄ / 。表 1 57 g g 列 出了各国煤中铬的含量, 可见各国煤中铬的含量变
化甚大 。
表 1 世界上一些 国家煤 中铬 的含量 ( gg // )  ̄
向大气中排放的铬多达几千吨, 已成为大气环境中
铬的主要来源之一[。铬易形成具有强氧化性、 5 ] 腐 蚀性和致癌性的物质[ , 引 因此, 铬污 染是人们特别 关注的一个环境问题。另一方面 , 铬又具有特殊的 工业价值 , 被广泛应用于电镀 、 制革和有机合成等 领域 , 当煤中的铬含量达到一定的水平时就成为一 种资源 。
为0 1 9 / [ 英 国主要煤 田煤中铬的含量为 .~4 8 gg ,
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燃煤过程 中铬迁移转化和排放控制的研究进展
表 2 中国不 同地 区煤中铬的含量 (g g /)
3 9
和能力与煤中铬含量的增高 。
3 煤燃烧过程 中铬的迁 移转化
2 煤 中铬 的分布
早在 1 世纪中叶, 9 国外学者就开始了对煤 中
铬 的关 注 。Migy n ae在 10 97年最 早 报道 了 日本 某
中 国对煤 中铬 的含量测定始于上世纪 6 年 O 代, 取得了很多基础数据。一般认为我国煤中铬的 几何均值为1 ̄ / []表2 出了我国不同地 区煤 6 gg3。 列 ' 中铬的含量。 从地域上看我我国煤中铬含量分布也 很不 均匀 , 华北 、华东、西北 等煤 中铬含量 比较 低, 东北、中南较高 , 煤中铬有 自西北向东北增加 的趋势 。
煤中的铬主要呈有机态和矿物形态存在 , 很多 学者认为大多数金属都可 以在泥炭和低煤级煤 中 以离子交换形式存在于有机质中D- J 31。低煤级煤 5 的逐 级化学提取实验Eq 1 ¨ 。 和浮沉试验E3 明, 1表 9 低 元素含量及富集情况与锅炉类型、 燃烧方式有密切 关 系, 充分燃烧 , 更有利于铬元 素在燃烧 产物 中富

燃煤电厂铅的迁移转化研究

燃煤电厂铅的迁移转化研究
关键 词 :燃煤 电厂 ;铅 排放 :烟 气污 染物 控 制装 置 中图 分类 号 :X7 0 1 文献 标识 码 :A 文章 编号 : 1 0 0 0 — 6 9 2 3 ( 2 0 1 3 ) 0 7 — 1 1 9 9 — 0 8
Le a d e mi s s i o n a n d s p e e i a t i o n o f c o a l - ir f e d po we r p l a n t s i n Ch i n a .DE NG S h u a n g ’ , Z HANG F a n ,L I U Y u ,S HI
1 0 0 0 1 2 :2 . 中国环境科学研究 院, 环境基准 与风险评估 国家重点实验室, 北京 1 0 0 0 1 2 )
摘要 :采 集我 国 6台有代 表性 电站锅 炉的烟气 以及燃 煤 、飞灰 、底 渣 、脱 硫石 膏等样 品, 通 过测试 燃煤和 燃煤副 产物 中铅含量 以及烟气 中铅 的形态 分布, 考 察 了燃煤 电厂铅 的迁移 转化 规律 及烟气 常规 污染物 控制 技术对 大气铅 排放 的影 响. 结果表 明, 煤 粉炉燃 煤过 程中, 煤 中铅释 放强 度 高, 平均释 放率 为 9 7 . 1 1 %; 循环流 化床锅 炉铅 的释放 率相对较 低, 约为8 4 . 9 9 %. 锅炉 出 口烟气 中铅主 要为颗粒 态铅( P b D ) , 比例 高达 8 6 %- - 9 2 %, 并 且与燃 煤中氯含 量具 有正相 关性. 烟气 污染物控 制装 置对大 气铅具 有协 同脱除效 果, 尤其 是除尘装 置. 静 电除尘对铅 的平均 脱除效 率为 9 1 . 8 5 %, 布袋除 尘为 9 5 . 1 2 %. 石灰石一 石 膏湿法 脱硫装 置可脱 除 3 5 . 6 7 % ̄ 7 7 . 8 1 %铅 , 脱 除效率 主要与 脱硫塔操 作条件 有关 . 燃煤 中 的铅 经过燃 烧和烟 气污 染物 控制 装置后, 8 1 . 9 7  ̄ /  ̄) 0 . 1 8 %转移 到飞 灰中, 具有 高富集性 ; 脱硫石 膏中的铅 占 3 . 9 4 % ̄ 1 1 . 8 2 %; 只有 1 . 7 5 %- - 5 . 4 0 %通过烟 囱排 入大气.

关于化工产品中的重金属铅、铬的测定分析

关于化工产品中的重金属铅、铬的测定分析

化学化工C hemical Engineering关于化工产品中的重金属铅、铬的测定分析苗 瑛(甘肃省产品质量监督检验西部分中心,甘肃 张掖 734000)摘 要:化工产品作为我国广泛应用的物质,人们的衣食住行都离不开它,但随着化工产品使用量的增加,化工安全、环境污染等现象越来越引起人们的重视,为此提出对化工产品中的重金属铅、铬的测定分析。

以原子荧光分光光度法为主要测定方法,对化工产品中的铅、铬含量进行检测。

通过实验论证得出,原子荧光分光光度仪具有良好的检测性能,可以快速、准确的对化工产品中的铅、铬进行测定。

关键词:化工产品;铅含量;铬含量;原子荧光分光光度仪中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2018)14-0194-2Determination and analysis of heavy metals lead and chromium in chemical productsMIAO Ying(Gansu province product quality supervision and inspection west part center,Zhangye 734000,China)Abstract: As a widely used material in China, chemical products can not be separated from it, but with the increasing use of chemical products, people pay more and more attention to chemical safety and environmental pollution. Therefore, the determination and analysis of heavy metal lead and chromium in chemical products are put forward. The content of lead and chromium in chemical products was detected by X - ray fluorescence spectrometry. The experimental results show that the X ray fluorescence spectrometry has good detection performance and can be used for the determination of lead and chromium in chemical products quickly and accurately.Keywords: chemical products; lead content; chromium content; X ray fluorescence spectrometry我国化工产品应用广泛,可以说人们的衣食住行都基于化工产品之上[1],包括医疗、食品、玩具、电子等。

煤燃烧过程中痕量元素铅的反应机理分析研究

煤燃烧过程中痕量元素铅的反应机理分析研究

摘要 在燃烧源环境污染与防治研究领域中氮氧化物燃煤过程中有毒痕量元素的排放污染问题已引起世界范围内的广泛关注目前有关燃烧中痕量元素的研究主要集中在其富集分布规律较少深入到反应机理这个层次上从本质上揭示其与燃烧产物及其它物质组分之间的相互作用规律实用的有毒痕量元素控制方法奠定理论基础将热力学平衡分析动力学模拟等方法结合起来反应动力学机理等²ÉÓû¯Ñ§ÈÈÁ¦Ñ§Æ½ºâ·ÖÎö·½·¨¼ÆËã·ÖÎöÁË4000.1MPa压力条件下不同氯浓度时铅的形态分布²ÉÓÃÁ¿×Ó»¯Ñ§´ÓÍ·Ëã·¨ÎÒÃÇÓÅ»¯ÁË·´Ó¦Í¨µÀÉϸ÷פµã¹ý¶É̬²¢µÃµ½ÁËÖ÷ҪפµãµÄµÈµç×ÓÃܶȷֲ¼Í¼Í¬Ê±½øÐÐÁãµãÄÜУÕýͬʱ¼ÆËãÁË·´Ó¦»î»¯ÄܲÉÓþ-µä¹ý¶É̬ÀíÂÛ¼ÆËã·´Ó¦ËÙÂʳ£Êý3建立Pb/O/H/Cl系统的反应动力学模型比较了动力学模拟结果与热力学平衡分析结果分析了氯浓度对铅氯化物百分比浓度的影响关键词Abstract Emission of poisonous trace elements from coal combustion, which are serious pollutants considered after SO2, NO X and CO2, has attracted worldwide attention. Control of trace elements and their compounds has been an emerging and frontier area in the research fields of pollutants emission and control from coal combustion. As yet, study on trace elements is concentrated on such areas as enrichment, distribution and transformation principle, as well as sampling devices and control techniques. The study about reaction mechanisms of trace elements with coal combustion products and other matters, which is helpful to conceive better control technique with lower cost and higher efficiency, is short.This paper particularly studied the trace element Pb in the coal combustion from different aspects and with three different methods. The main contents are as follows:Calculation models of chemical thermal dynamical equilibrium are used to predict the chemical speciation of Pb in the coal combustion flue gas. The software used is F*A*C*T, the temperature range is from 400K to 2000K, the press is 0.1MPa. Calculation models are based on the different flue setting, and different Cl concentration. Possible reactions in the different models are predicted.The ab initio calculations of quantum chemisty are used to studied the sevenreaction mechanisms which are related to Pb chlorides and oxide. The geometry optimization of reactants, transition states, intermediates and products are made at MP2/SDD level and the isoelectronic density graphs of some molecules are plotted. Then the reaction potential barriers are calculated and the zero point energy is corrected at the same level. Finally, the reaction heat, entropy, active energy and absolute rate constants are calculated and compared with reference data.Based on the perious study, the detail kinetic model of Pb/O/H/Cl system is constructed, and calculation is made by the CHEMKIN software package. Results of kinetic calculation are compared to that of chemical thermal dynamical calculation, proving the reliability of kinetic model. The effect of Cl concentration to Pb chloride is analyzed. Sensitivities of PbCl4 and PbO to reactions are calculated and analyzed.Keywords: Coal combustion; Trace elements; Chemical thermal dynamical calculation; Quantum chemistry; Reaction mechanism kinetic modeling1 绪论 1.1 燃煤中痕量元素污染与防治研究的背景与意义1.1.1燃煤中有毒痕量元素概述煤是世界上重要的化石燃料年产量和消耗量都居世界首位风能水能的利用有限这就决定了在以后很长时间内然而对地球环境和人类健康造成了严重危害通常将煤的组成分为三类Trace elements多指重金属1000ppm之间的称为次量元素含量高于1000ppm的是主量元素(Major elements)Ç⵪各种矿物组分它们在燃烧中的物理化学变化美国环境保护协会报道[2]燃烧装置中排放的大气污染物中最重要的是Array如苯平芘硫化物未燃尽可燃物以及重金属即使在浓度很低的情况下对生态环境会造成严重的污染大气以及土壤的污染在煤的燃烧过程中并富集在飞灰上不为微生物降解并转化为毒性很大的金属有机化合物ÉéïÓîâÎø类铜镍锌类溴钴锂锶类镭钍ÒøÎý³ýÒÔÉÏÎåÀàµÄÆäÓàºÛÁ¿ÔªËØ其中在1990美国的清洁空气法规修正案中提出的189种空气污染物中即As Cd Cr F MnNi Sb Th美国从1998年开始由国家环保局在有毒物质排放数据库中向公众发布银钡镉铬汞钼铅硒锌以及非金属元素溴氟硫[5]Ò×»Ó·¢ÐÔµÄÔªËØÈçHg As Cd Ni 铅是一种半挥发性元素它是一种亲硫元素易于部分挥发随着烟气温度降低并随其排入大气[7]ÎÒ¹ú¹¤ÒµºÍ½»Í¨ÒµÑ¸ÃÍ·¢Õ¹ÒѳÉΪӰÏìÈËÃǽ¡¿µµÄÒ»´ó¹«º¦¾Ý²â¶¨¾Í»á³öÏÖÍ·ÔÎʧÃ߸¹Í´µÈÖ¢×´[8]ÏÖÔںܶà¶ùͯÌåÄÚµÄƽ¾ùº¬Ç¦Á¿ÆÕ±é¸ßÓÚ³ÉÄêÈËǦ½øÈëÈËÌåºóº¹ÒºÅÅйÍâ×è°-ѪҺµÄºÏ³É³öÏÖÍ·Í´·¦Á¦±ãÃغÍÖ«ÌåËáÍ´µÈ¶¯ÂöÓ²»¯Ð¡º¢Ç¦Öж¾Ôò³öÏÖ·¢Óý³Ù»ºÐÐ×ß²»±ãʧÃߵȻ¹°éÓжදעÒâÁ¦²»¼¯ÖÐÕâÊÇÒòΪǦ½øÈëÈËÌåѪҺºóʹӪÑøÎïÖʺÍÑõÆø¹©Ó¦²»×ãÑÏÖØÕß¿ÉÄܵ¼ÖÂÖÕÉí²Ð·Ï¶ÔǦ±È³ÉÄêÈ˸üÃô¸ÐËùÒÔ¶ÔǦµÄÎüÊÕÁ¿±È³ÉÄêÈ˸ߺü¸±¶Ç¦½øÈëÔи¾ÌåÄÚÔò»áͨ¹ýÌ¥ÅÌÆÁÕÏÔì³É»ûÐÎÓ¤Ó׶ùºÍ¶ùͯµÄѪǦˮƽÓëIQ值显著相关北京上海广州等大城市内工业区进行调查表明的儿童的血铅超过铅中毒标准中国预防医学科学院环境卫生监测所历时8年的监测资料介绍沈阳两市12岁儿童血铅超标者和54上海市城区工业区儿童铅中毒流行率已在85¹ãÖÝÊÐСѧÉúÄê¶ÈÀýÐÐÌå¼ìÖÐ的小学生体内铅含量超标调查结果显示全市60Óв»ÉÙ¶ùͯÒѾ-ǦÖж¾儿童需要治疗7月6岁儿童的血铅水平进行了抽样调查有1/3儿童铅负荷已处于有损儿童健康的危险水平目前以上[8-10]Æû³µ·ÏÆøºÍúȼÉÕÖвúÉúµÄ¹¤Òµ·ÏÆøÊÇ´óÆøÖÐǦµÄÖØÒªÀ´Ô´·Ûú»ÒÊÇǦµÄÁ¼ºÃÔØÌå前捷克斯洛伐克燃煤电厂排放的铅Nriagu 和Pacyna (1988) 分析1983年世界燃煤大气铅排放量4650t9900t这些飘尘的铅含量约在14体积浓度在肺部湿润可吸入颗粒物吸附的铅溶解进入人体肺泡中进而进入人体血液[11]随呼吸呼出而铅则不同在呼出可吸入颗粒物的同时残留于肺中正是由于煤燃烧和气化过程中在继SO X CO2等众多污染物之后已成为燃烧污染防治中一个新兴而前沿的领域人们恰恰对痕量元素的排放规律和抑制机理的探索和认识最为浅薄1.2 痕量元素反应动力学机理研究进展为了更好地控制痕量元素的排放和其它化合物之间的反应机理及各浓度与时间的关系这些都属于痕量元素化学反应动力学研究的范畴赋存形式迁移规律而反应动力学方面的研究则较少痕量元素化学动力学研究的内容主要包括以下两个方面1包括浓度压力等对痕量元素化学反应速率影响的规律2即所谓反应机理揭示一个化学反应由反应物到生成物的反应过程经历的真实的反应步骤的Elementary reaction这些真实反应步骤的集合Array构成反应机理则称为总包反应如反应速率指前因子等精确掌握迄今为止比较多的是集中在利用系统吉布斯自由能最小的原则在目前的条件下它仍然是研究铅并且可以提供用以发展更准确的动力学模型的有用信息但在许多情况下系统中组分的浓度都会偏离平衡值必须依赖于反应动力学在一定时间尺度内控制系统趋于平衡态程度的决定因素也是反应动力学化学热力学是研究物质变化过程的能量效应及过程的方向与限度它不研究完成该过程所需要的时间以及实现这一过程的具体步骤而解决这后一问题的方法正是化学动力学前者是解决变化过程的可能性这其实是一个问题相辅相成的两个方面才能精确描述系统内化合物的生成与反应的快慢化学动力学应用宏观方法温度再把这些宏观量用经验公式关联起来Macroscopic Reaction Kinetics化学动力学也应用微观方法它利用激光分子束等实验技术考察由某特定能态下的反应物分子通过单次碰撞转变为另一特定能态下的生成物分子的速率把反应动力学的研究推向了分子水平Microscopic Reaction Kinetics也叫分子反应动力学化学动力学的研究方法不是一个独立的理论方法量子力学方法及统计力学方法等理论实验方法的综合运用就是研究各种因素浓度等对痕量元素化学反应速率的影响即实验模拟和计算模拟使用较为广泛的计算模拟工具是CHEMKIN 软件包[14]»ùÔª·´Ó¦µÄ·´Ó¦ËÙÂʳ£ÊýÊǹؼüµÄÊäÈë²ÎÊýÿ¸ö·´Ó¦µÄÕý·´Ó¦ËÙÂʳ£Êý×ñÑ-¸Ä½øµÄ°¢ÀÛÄáÎÚ˹公式1-1温度指数也就是前述关键的动力学参数压力和混合物的组分在温度范围不太宽时也经常应用于一些非均相反应首先要建立相关的反应动力学模型则实际系统中的基元反应应该包括两个部分其中前者是核心不仅因为其动力学反应机理复杂其反应动力学参数相当匮乏如NISTµ«Ò²´æÔÚ¾ßÌå·´Ó¦Ìõ¼þϲÎÊýµÄÑ¡È¡ÎÊÌâÏàͬµÄ»ùÔª·´Ó¦µÄ¶¯Á¦Ñ§²ÎÊý²î±ð¿ÉÄܴܺó由于痕量元素的原子量一般较大可能的生成产物的化合价态较多相关的基元反应较为复杂国内外学者在某些痕量元素氧化动力学机理的建立方面做了大量工作Cr具有正一价和正二价2种化合价态如表1-1所示表1-1 汞的氧化动力学机理[15] 基元反应温度指数指前因子A 活化能E (kcal/mol) 焓H rxn (kcal/mol)1 Hg + Cl+ M = HgCl + M -1.4 2.40E+8 -14.4 -23.62 Hg + Cl2 = HgCl + Cl 0.0 1.39E+14 34.0 +34.03 HgCl + Cl2 = HgCl2 + Cl 0.0 1.39E+14 1.0 -26.04 HgCl + Cl + M = HgCl2 + M 0.0 2.19E+18 3.1 -84.15 Hg + HOCl = HgCl + OH 0.0 4.27E+13 19.0 +33.66 Hg + HCl = HgCl + H 0.0 4.94E+14 79.3 +79.37 HgCl + HCl = HgCl2 + H 0.0 4.94E+14 21.5 +19.18 HgCl + HOCl = HgCl2 + OH 0.0 4.27E+13 1.0 -26.9Widmer等假定所有的反应都为可逆反应几乎所有的反应都涉及到自由基之间或自由基与分子组分之间的反应但是由于众所周知的难度直接将反应焓的数值带入作为初始值[16,17] Widmer虽然提出了较为完整的汞的氧化动力学模型Niksa等指出Widmer的反应常数通常与碰撞频率是不一致的并且采用经过修正的汞的反应动力学模型Edwards将Widmer等提出的汞的8个基元反应简化为3个关键反应徐明厚等[18,19]对煤燃烧中的汞进行了反应动力学计算模拟反应动力学参数的匮乏仍是模拟中的难点所在文献[20-22]中指出煤燃烧过程中Cr具有正二价正四价正六价等5种化合价态可能的基元反应通道有38条之多开展了大量的研究工作于溯源等对铬的化学反应动力学机理进行了深入的研究由此可以看出Pb原子结构外层有4个价电子Pb主要有一价目前有关铅在煤燃烧中的反应转化方面的研究主要是热力学平衡计算分析Husain等研究了室温下Pb的氯化并且由实验拟和了在290Pb与NOBiljana Cosic和Arthur Fontijn等用高温快速流动反应器等装置测量了高温下Pb与N2O HCl但是Pb是半挥发性元素价格昂贵故用实验手段获取反应动力学参数的局限性较大实践起来较为困难精确掌握由于其难度大这一点从最新版的NIST化学动力学数据库[26]的收录可见一斑对于动力学参数的修正有实验修正和理论计算两种方法分子束等实验技术考察由某特定能态下的反应物分子通过单次碰撞转变为另一特定能态下的生成物分子的速率把反应动力学的研究推向了分子水平首先特别是各种组分浓度的精确测量其中部分具有很强的挥发性检测困难与其它元素相比还是基元反应可供参考的资料极其匮乏进一步增添了检测的难度还可提高检测精度所以实验测量的精确性和可行性我们将拭目以待这种方法还是值得考虑的更不用说是对结构更为复杂的痕量元素了这其间简单碰撞理论简写为SCT¸ÃÀíÂÛÓ÷Ö×ÓÅöײƵÂʵĸÅÄîÀ´½âÊͲ¢¼ÆËã活化络合物理论(Activated Complex Theory简写为TST)·Ö×ÓϵͳµÄÊÆÄܲ»¶Ï¸Ä±äÕâÒ»Ìصãͳ¼ÆÈÈÁ¦Ñ§ÒÔ¼°ÈÈÁ¦Ñ§·½·¨近几年对某些痕量元素基元反应的动力学参数进行直接的计算包括Gaussian 系列Hondo系列1.2.3痕量元素反应机理的量子化学计算上个世纪初, 人们创立了量子力学理论,用于研究微观粒子的运动规律就在量子力学诞生后的1929年, 当时的剑桥大学数学教授Paul Dirac声称, 把整个化学归结成一些数学方程的基本定律已经完全搞清楚了, 唯一的问题是方程太复杂, 以至于不能解这些方程正因为他在发展量子化学计算方法方面的贡献而获得1998年诺贝尔化学奖[28]随着量子化学理论的发展和量子化学计算方法及计算技术的进步及其性能成为可能量子化学和分子力学相结合对于有机物反应机理能提供系统而可信的解释使化学反应的研究比较方便地在分子水平进入了反应机理层次目前国内外有人利用量子化学计算对煤的裂解机理以及气体在煤表面的作用机理进行了初步研究Hou[29]等在选择合理的理论模型后根据自由基机理对最优构型前线轨道能量以及模型化合物裂解反应的热化学性质进行了计算结果从量子化学的角度证明了煤裂解的自由基机理的合理性Barholtz[30]等用量子化学密度泛函理论计算了在煤中一些具有代表性的单环芳香化合物和多环芳香化合物中CHºº´ºÀû[31]等用量子化学自洽场理论中的从头计算法计算了金属氧化物对SO2̽ÌÖÁËͨ¹ý¼ÆËãÑ°ÕÒºÏÊÊ´ß»¯¼ÁµÄ;¾¶[32]等研究了基态铬和一些小分子的气相反应Mark Parnis并且在很大的压强范围内呈现出三级反应动力学的特点而没有活化能势垒David[33]等用从头计算法HClH进行了研究一个过渡态Sliger[34]等对反应Hg HgClÓÃÁ¿×Ó»¯Ñ§·½·¨ÓÅ»¯ÁË·´Ó¦ÎïºÍ¹ý¶É̬µÄ¼¸ºÎ¹¹ÐÍ基组水平上计算了相关能量乔瑜等在痕量元素反应动力学参数修正方面开展了有益的工作但对于表1-1中诸如反应1ÔÚ¼ÆËãÉÏÈÔÈ»´æÔÚһЩÀ§ÄÑÎÒÃÇÖªµÀúȼÉÕ¹ý³ÌÖÐǦµÈÓж¾ºÛÁ¿ÔªËصÄÅÅ·ÅÎÛȾÎÊÌâÒÑÒýÆðÊÀ½ç·¶Î§ÄڵĹ㷺¹Ø×¢ÔÚÆ仯ѧ·´Ó¦¶¯Á¦Ñ§»úÀí·½ÃæµÄÑо¿Ò²È¡µÃÁ˽ϴó½ø²½本文以煤燃烧中的痕量元素铅为研究对象量子化学从头计算初步尝试从理论上研究铅在煤燃烧过程中的形态分布主要内容如下1借助于F*A*C*T软件2000K温度范围内不同系统在不同烟气氛围中并推测了其中可能发生的反应通道2在MP2/SDD基组水平上研究了铅的氯化和氧化共7个反应的反应机理即反应物中间体和产物的几何构型然后在同一水平上计算能量通过振动频率分析和简振模式分析确定反应的过渡态和中间体反应热效应和熵变等ÔÚÇ°ÃæÑо¿µÄ»ù´¡ÉϽèÖúÓÚCHEMKIN软件包进行化学反应动力学模拟以验证动力学模拟的可靠性分别就PbCl4和PbO百分比浓度进行敏感性分析2燃煤中铅的形态分布及热力学模型预报 2.1燃煤过程中铅的迁移规律煤燃烧过程痕量元素及其衍生物的释放变化行为不易描述但是认识煤燃烧中和燃烧后痕量元素的迁徙据文献报道[36,37]È緽Ǧ¿óÊôÓÚÇ×ÁòÀàÔªËØ大多数煤中含铅量在2煤中的亲硫元素还有As Mo Sb WÁò»¯ÎïÔÚ¸ßλ¹Ô-ÐÔÌõ¼þÏÂÈÝÒ×·Ö½âËùÒÔÕâЩÇ×ÁòÔªËØÔÚȼÉÕʱºÜÈÝÒײ¿·ÖÆø»¯¼«Ò×Æø»¯表2-1 痕量元素的熔点和沸点 >400分解As 615300/707 57/193337 Pb 328/1740 495/953 >1170分解1077/1281 886/1535Cd 321/769 568/964 1135 13281560Cr 1890/2680 1150/1300燃烧过程中大部分痕量金属的气化是在焦炭燃烧阶段开始的如Hg As相对于Pb¶øCr最难气化可能与灰分中的氧化物作用Pb等有可能发生下面一些反应[39-42]2-12-2ºÜÈÝÒ×Éú³É±»¯ÎïPb等22()2()()()MO s HX g MX g H O g +↔+X 代表F Br 而在还原性条件下如Cd CuNiSeÕâЩԪËصÄÐÎ̬±ä»¯ÈçÏÂËùʾ2-42-52-62-7ÓÐЩºÛÁ¿ÔªËصı»¯ÎïΪÖ÷ÒªÐÎ̬22()2()()()x x MS g HX g MX g H S g +↔+可以看出无论是氧化性气氛还是还原性气氛单质态或氯化物转变对于气化的痕量元素和矿物组分一部分难熔的金属氧化物如矿物组分和部分低挥发性的痕量元素会首先成核并形成微小的气溶胶基核HgCd温度继续降低这些元素也会成核由于飞灰中亚微米颗粒含有大量的微孔和高比表面积受开尔文效应和容积效应的影响程度更大一些如SbCdPb根据痕量元素的富集行为在燃烧过程中不蒸发或是在飞灰中没有显示明显的富集倾向Mn2在底灰中很少的元素如PbAs 等3¶øÇÒ¾ßÓкܵ͵ĶµãÈçHg研究表明NiCo等元素在细微颗粒中的含量也有重要影响Cr在细微颗粒中的含量明显高于低温下它们在细微颗粒中的含量而氧化性气氛下煤灰越细利用回归分析法建立煤灰中痕量元素浓度与燃烧温度煤粉粒径及灰粒径的数学关联模型与燃烧温度呈正比关系煤粉粒径在煤燃烧系统中即它最初在煤中的赋存形态并通过何种形态进入大气如果能够知道在燃烧过程中会生成什么产物对于痕量元素的控制和毒理学的研究是非常有利的尽管在煤燃烧过程中痕量元素的释放但是由于测试技术的局限性很难获得痕量元素在燃烧过程中的反应动力学参数但还只局限在均相反应动力学热力学平衡计算方法[43-47]是目前唯一可行的可以模拟预测实际燃烧系统中痕量元素行为变化的方法尽管热力学平衡计算存在很多假设可以通过形态变化来推导中间可能发生的化学反应所以在目前的条件下并且可以提供用以发展更准确的动力学模型的有用信息Frandsen[43]对典型煤燃烧和气化条件下痕量元素的化学平衡进行了全面的分析Wu等[49]采用化学热力学平衡模型STANJAN预报了砷铬汞和锡等六种元素在焚烧炉内的形态分布氯含量与形态分布的关联模型汞的主要形态是气体形式的单质汞和氯化汞六种元素与氯元素的亲和性随温度的变化而变化2.2热力学平衡分析原理化学热力学是物理化学中一个重要的分支即热解决化学反应的方向和限度问题二定律为基础利用热力学第一定律来描述化学变化中的热效应问题方向及进行限度问题化学过程及其密切相关的物理过程中的能量效应2生成物的稳定性和可能的最大产量等等平衡处于热力学平衡的体系必然在动力学上也是平衡的由于某些动力学的限制因素如果体系中各个状态性质均不随时间而变化真正的热力学平衡状态应当同时包括四种平衡1234绝大多数的化学反应中都有化学平衡存在i i iv A =0∑ i=1,2,….,n式中i v 是化学组元i A 的计量系数产物的i v 为正值参加反应的各组元必定按上述计量方程所示的比例进行反应1212i idn dn dn d v v v ====λLÆäÁ¿¸ÙÓën 相同一个体系的热力学稳定性通常可用指定条件下指定反应的T G ∆来衡量自由能G 和其它任何容量性质一样压力和各组分的摩尔数的函数2-11压力条件下1ki i i G n ==µ∑G 的改变量为2-13等温等压条件下2-13,111,,jkk kT P j i i i i i i i i T P n G G dG dn dn v d n ===∂∆===µ=µλ ∂ ∑∑∑,11kkT Pi i i i i i G dG dn v d ==<0=0>0∆==µ=µλ ∑∑是自发过程的标志是可逆过程或平衡到达的标志是不可能发生的假象过程的标志如果有两个或更多的反应同时进行以两个同时进行的反应为例222i i dn v d =λ12,d d λλ为这两个反应的反应进度组元i 摩尔数的变化为1122111k k ki i i i i i i i i dG dn v d v d ====µ=µλ+µλ∑∑∑12,d d λλ为任意量时均应有dG=0110ki ii v =µ=∑ 210ki i i v =µ=∑若组元I 的初始摩尔数为0i n01122ii i i n n v v =+∆λ+∆λ式中若已知初始成分并计算出每一个反应的j∆λ复杂化学平衡计算的任务如温度组成计算出复杂体系达到化学平衡时的成分各组元在各相中的摩尔分数如温度的变化第一类是质量作用方程组的方法用质量作用方程组求解平衡成分的基本原理为则平衡成分中共有N 个未知的摩尔数(1,2,,)n i N =L i则可以按质量作用定律写出相应的非线性方程组元素在反应前后的原子数是不变的则可以写出M 个质量守恒的线性方程组M+r¿ÉÒԵõ½×îºóµÄƽºâ³É·ÖGibbs 自由能G 是一个广度判据多相体系的总自由能G 总最小即这样压力下除此以外所有的i n 值都应该不小于00i n ≥因为在一个实际的化学平衡体系中由于质量守恒定律所确定的边界条件为2-18元素的种类数M (e=1ie a 是元素e 在组元i (i = 1¼´Ô-×ÓÊýÄ¿为求体系的G 值若体系中既有凝聚相为处理方便0ln i i i i RT P µ=µ+ξ式中对于单纯凝聚相的组元i对于理想气体混合物中的组元对于非理想体系iµ的数值可以由一般热力学原理求出就可以计算体系的G 值了Gibbs 自由能最小化方法就是在满足边界条件2-18使G为极小常用的方法是Lagrange 不定乘子法2-180ie i e ia n B −=∑将上式乘以待定常数eλ2−21e=1,2,, M ÒýÈ뺯ÊýL2-220iLn ∂=∂把式带入式可得一组联立非线性方程组2-242-24式共M 个方程N+M δ֪Á¿ÊÇ(1,2,,)i e n i N =λL L和N+M e B 可由体系的初始成分求出2-19ÕâÑù2-24原则上可以求解2.3 研究方法本文采用F*A*C*T 程序[50]进行热力学平衡计算分析它根据吉布斯自由能最小化原则为基础的热力学平衡模型来估算系统中的热力学平衡组分恒压下达到平衡的充分必要条件是自由能的微小变化必须大于或等于零0)(,≥PT G δ除了吉布斯自由能最小化外热力学特性数据库FACTBASE 是F*A*C*T 系统自身带的组分的数据库硒铅元素及其化合物对于单一物质的热力学性质在FACTBASE 数据库中标准熵Θ298mS 以及比容随T 变化方程中的经验系数2-262-272-272-28⋅⋅⋅++++=−Θ12ln ET DT T CT BT A G m而其它的热力学性质数据库系统则直接储存式中的系数A CGibbs-Helmholtz2-28)/(dT dG T G TS G H m m m m m ΘΘΘΘΘ−=+=对于有相变的情况或储存每一相的Θm G 表达式它可通过计算液ΘΘ=mm G G )( 的温度求得在给定的压力当系统的吉布斯自由能最小时即可认为系统处于热力学平衡状态从而可以预测系统达到平衡时可能生成的一些产物铅/氧系统2铅/氧/氢/氯系统4铅/煤/氯系统C-O-H-S-N-Cl¼Ù¶¨ËùÓÐϵͳÖеÄÆøÌåÊÇÀíÏëÆøÌåËùÑо¿µÄζȷ¶Î§Îª400总压力保持为1atmζȼä¸ôΪ100预测的组分中包括许多种气相组分和凝结相组分对有些温度区间缩小温度步长氧化性气氛的煤燃烧过程则取过量空气系数 1.22.4结果分析与讨论2.4.1 铅/氧系统此系统热力学平衡计算的输入条件为1kg煤中铅的含量O2取过量空气系数 1.0时的氧浓度铅/氧系统在400KÔÚ0.1MPa的压力条件下计算结果表明600K 左右随着温度的升高在900K 左右2.4.2铅/氢/氯系统此系统中取Cl摩尔数1kg煤中Cl的含量Pb摩尔数温度范围2000K分析结果如图2-2所示结果表明在1800K后PbCl4开始分解生成PbCl2Pb等 表2-3铅氯化反应的可能反应通道No. 反应1 Pb+4ClPbCl+M3 Pb+Cl2PbCl+H5 PbCl+Cl+MPbCl2+Cl7 PbCl+HClPbCl49 PbCl2+2Cl5.30E-05mol Pb62.33molO 400压力0.1MPa1600K以后主要以PbO气相形式存在PbCl4分解生成PbCl2 Pb单质等气相组分生成PbO气体表2-4 铅/氧/氢/氯系统中可能发生的反应通道反应1000K以下PbO(s)+2HClPbCl4PbCl2+Cl2PbCl(g)+OHPbO(g)+Cl2P bCl+OHPbCl PbCl4(见表2-3)1300K以上PbCl4PbO+OPbCl+O2PbO+ClPb+N2OO Cl22.4.4 铅/煤系统用煤中的主量元素氢氮来代替煤中的有机组成如硅钙钾表2-5计算采用的煤种的元素分析结果C H O N S Cl Pb33.45% 1.97% 4.72% 0.64% 4.79% 20g/g 10.46g/g对应于实际电站锅炉的真实环境400过量空气系数氧化性气氛 1.2铅/煤简单系统中考虑的生成物组分见表2-7C H O N S Pb0.827.8819.7050.45197.84 1.50 5.30E-051.227.8819.7074.21296.30 1.50 5.30E-05表2-7铅/煤简单系统中考虑的生成物组分包含生成物组分元素Pb Pb(g), Pb2(g), PbH(g), PbO(g), PbS(g), Pb(s), PbO(s), PbO(s2), PbO2(s), Pb3O4(s)PbS(s), Pb2S2(s), Pb(SCN)2(s), O3PbS(s), PbSO4(s), PbSO4(s2), PbOPbSO4(s)2000K温度范围和不同的气氛条件下的热力学分析结果分别见图2-4由图2-4的计算结果可以看出在1000K左右开始逐步气化在还原性气氛的铅/煤系统中温度高于700K后900K至1400K之间随着Pb气化量的增加推测Pb与氧气反应生成PbOÔÚÓÐ×ã¹»ÑõÆøµÄÇé¿öÏÂζȸßÓÚ1200K时主要以PbO气体形式存在此系统中铅在1400K以后才开始气化氧化性气氛中铅氧化物的气化温度高于还原性气氛中铅氧化物的气化温度还原性气氛有助于铅组分的气化2.4.5铅/煤/氯系统煤中的氯元素对矿物质和痕量元素的蒸发和凝结往往有十分重要的影响氯的存在能降低痕量元素组分的相间转变温度凝结行为的影响同时在不同的烟气氛围中分别取氯浓度铅/煤/氯系统中考虑的生成物组分见表2-82000K温度范围内2-8所示图2一致它对铅的形态分布几乎没有影响500K以下铅的主要形态虽仍然是固态PbSÓÉͼ2-8的计算结果看出在500K 和800K之间主要以固态PbS形式存在图2-62-8结果分析表明在还原性气氛下 表2-9还原性气氛下铅/煤/氯系统中可能发生的主要反应反应变化1 PbS(s)2HCl H2S3 PbCl2+2ClPb(g)+S5 Pb(g)+O2铅/煤/氯系统在400²»Í¬ÂÈŨ¶ÈʱµÄÈÈÁ¦Ñ§Æ½ºâ¼ÆËã½á¹ûÈçͼ2-9比较图2-5和2-9看出表明氧化性气氛有助于扩大氯元素的影响图2-11中当氯浓度达到200ppm时1200K及其以上铅主要以PbO气体形式存在图2-9 氧化性气氛下2ppmCl浓度时铅/煤/氯系统中铅的形态分布图2-10 氧化性气氛下20ppmCl浓度时铅/煤/氯系统中铅的形态分布图2-11 氧化性气氛下200ppmCl浓度时铅/煤/氯系统中铅的形态分布2-10氯浓度的增加有助于提高低温段铅的气相比例氧化性气氛下表2-10氧化性气氛下铅/煤/氯系统中可能发生的主要反应No. 反应1 PbSO4(s)PbCl2(g)+H2O+SO33 PbCl2+2ClPb+O2.5 本章小结在本章中然后采用化学热力学平衡分析方法计算分析了4000.1MPa压力条件下不同氯浓度时铅的形态分布最后得到如下结论1氯浓度较高时氯浓度较低时PbS, PbSO 4, Pb3O4, PbO2, PbO等»¹Ô-ÐÔÆø·ÕÖÐÑõ»¯ÐÔÆø·ÕÖл¹Ô-ÐÔÆø·ÕÓÐÖúÓÚǦ×é·ÖµÄÆø»¯Ñõ»¯ÐÔÆø·ÕÀ©´óÁËÂÈŨ¶È¶ÔµÍζÎǦ×é·ÖµÄÓ°Ïì3燃煤烟气中铅反应机理的量子化学研究3.1 理论基础在绪论部分我们已经得知,人们涉足痕量元素在燃烧中的化学反应机理和反应动力学的研究只是刚刚起步,有关痕量元素基元反应的动力学参数相当匮乏,某些热力学参数也不够全面。

煤中有害元素的分析与处理方法

煤中有害元素的分析与处理方法

煤中有害元素的分析与处理方法煤是一种重要的能源资源,广泛应用于工业生产和生活领域。

然而,煤中存在着一些有害元素,对环境和健康造成潜在风险。

因此,煤中有害元素的分析与处理方法成为一个重要的研究课题。

首先,我们需要对煤中有害元素进行分析。

煤中常见的有害元素包括砷、铅、镉、汞等重金属元素,以及硫、氮等非金属元素。

这些元素的存在会对环境产生潜在的污染风险,同时也会对人体健康造成危害。

煤中有害元素的分析方法多种多样,常用的方法包括原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法、X射线荧光光谱法等。

原子吸收光谱法是一种常用的分析方法,通过测量样品中有害元素吸收特定波长的光线来确定其浓度。

电感耦合等离子体质谱法则可以实现对多种元素的同时分析,具有高灵敏度和高准确度的优势。

X射线荧光光谱法则可以通过样品与X射线的相互作用来测量样品中有害元素的浓度。

除了分析方法,处理煤中有害元素也是至关重要的。

处理煤中有害元素的方法主要包括物理方法、化学方法和生物方法。

物理方法主要通过物理手段去除煤中的有害元素,如重力分离、磁选等。

化学方法则是利用化学反应去除有害元素,如氧化、还原等。

生物方法则是利用生物体对有害元素的吸附、转化等作用进行处理。

在实际应用中,我们还需要考虑到煤的种类和用途。

不同种类的煤中有害元素的含量和形态也会有所不同。

例如,炼焦煤中的硫含量较高,而烟煤中的砷和铅含量较高。

因此,对于不同种类的煤,我们需要采用不同的分析和处理方法。

此外,煤中有害元素的处理还需要考虑到经济和环境的可行性。

一些处理方法可能会带来高昂的成本,同时也会产生二次污染。

因此,我们需要综合考虑技术、经济和环境等因素,选择合适的处理方法。

总之,煤中有害元素的分析与处理是一个复杂而重要的课题。

通过合适的分析方法,我们可以准确测量煤中有害元素的含量,为后续的处理提供依据。

同时,选择合适的处理方法,可以有效降低煤中有害元素的含量,减少对环境和健康的潜在风险。

在未来的研究中,我们还需要不断探索新的分析和处理方法,以提高效率和降低成本,为清洁能源的开发和利用做出贡献。

煤燃烧过程中痕量有害元素的迁移规律研究

煤燃烧过程中痕量有害元素的迁移规律研究

煤燃烧过程中痕量有害元素的迁移规律研究痕量有害元素是指在燃煤过程中以微量形式存在的元素,如汞、镉、铅、砷等。

这些元素具有高毒性和生物蓄积性,并且容易进入人体内部,对人体健康和环境造成潜在危害。

1.不同类型煤和燃烧条件下痕量有害元素的释放特性研究。

不同类型的煤中痕量有害元素的含量和组成有所差异,而燃煤条件的不同也会影响痕量有害元素的释放。

因此,研究不同煤和燃烧条件下痕量有害元素的释放规律,对于制定合理的燃煤控制和治理措施具有重要意义。

2.痕量有害元素在燃煤过程中的迁移规律研究。

煤燃烧过程中,痕量有害元素倾向于与气体相、颗粒相及其他燃烧产物相结合。

研究痕量有害元素在燃煤过程中的迁移路径、机理和影响因素,对于降低有害元素的排放和净化烟气具有重要意义。

3.痕量有害元素在煤燃烧过程中的转化和形态分布研究。

痕量有害元素在煤燃烧过程中会发生化学转化和形态分布变化,从而影响其毒性和溶解度。

研究痕量有害元素的转化和形态分布规律,对于评估燃煤过程中的有害元素的风险和控制技术的选择具有重要价值。

4.不同控制技术对痕量有害元素排放的影响研究。

在煤燃烧过程中,采用不同的污染物控制技术,如煤种优选、燃烧改进、烟气净化等,可以显著降低痕量有害元素的排放。

研究不同控制技术对痕量有害元素排放的影响,有助于制定污染物控制策略和推动环境保护技术的发展。

总之,煤燃烧过程中痕量有害元素的迁移规律研究对于理解煤燃烧废气中的有害成分、评估燃煤过程对环境和人体健康的影响以及推动燃煤污染物控制技术的发展具有重要意义。

未来的研究应该加强对于不同煤种和燃烧条件下痕量有害元素的释放及迁移规律的深入研究,并结合实际工程应用,寻求更有效的污染物控制技术和措施。

铅市场分析研究铅市场的供需关系和价格波动

铅市场分析研究铅市场的供需关系和价格波动

铅市场分析研究铅市场的供需关系和价格波动近年来,铅市场一直备受关注。

铅是一种重要的有色金属,广泛用于电池、合金等领域。

本文将对铅市场的供需关系和价格波动进行分析研究。

一、供需关系分析1. 铅市场的供给情况铅主要供给来源包括矿石开采、回收再利用与进口。

矿石开采是铅的主要原料来源,主要产区分布在中国、澳大利亚、美国等地。

回收再利用主要来自废旧电池、废旧设备等。

同时,铅的进口也是满足国内需求的重要途径。

2. 铅市场的需求情况铅的需求主要来自于电池制造、汽车产业、建筑业等领域。

随着新能源汽车的崛起,电动车电池对铅的需求量增长迅速。

此外,铅的稳定性和抗腐蚀性也使其在建筑业中得到广泛应用。

3. 供需关系的影响因素(1)经济发展水平:经济发展水平的提高会带动对铅的需求增长,同时也会对供给情况产生影响。

(2)政策调控:政府的政策调控对铅市场的供需关系有重要影响。

例如,环保政策对铅的开采和回收再利用有一定的制约。

4. 供需关系对价格的影响供需关系的紧张程度会直接影响铅的价格。

当供需出现失衡时,铅的价格就会出现波动。

供需紧缺会推高铅的价格,而供需过剩则会导致铅的价格下跌。

二、价格波动分析1. 全球铅价格波动趋势全球铅价格受到多种因素的影响,包括经济状况、政府政策、国际贸易环境等。

近年来,国际铅价格呈现较大的波动性,主要受供需关系、资金流动、投机和预期等因素的影响。

2. 国内铅价格波动原因国内铅价格波动主要受国内外市场供需关系的影响。

同时,货币政策和财政政策、行业产能、环保政策等因素也对铅价格的波动起到一定的作用。

3. 如何应对铅价格波动(1)合理的供需预测:及时掌握全球和国内铅市场的供需动态,分析铅市场的供给情况以及需求变化,可以帮助企业合理安排生产和采购计划。

(2)稳定的采购渠道:建立稳定可靠的采购渠道,包括与供应商建立长期合作关系,以降低采购成本和风险。

(3)灵活的价格策略:根据市场供需关系和价格趋势,灵活调整销售价格,提高市场竞争力。

煤焦化过程中铅的分布规律研究

煤焦化过程中铅的分布规律研究
第3 l卷 第 6期
2 0 年 l 月 08 2








Vo .3 No 6 1 1, .
J u n l fW u a ie st fS in e a d Te h o o y o r a h n Un v riy o ce c n c n l g o
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基 金 项 目 : 家 自然 科 学 基 金 资助 项 目( 0 7 l2 . 国 2 6 64 )
作 者 简 介 : 选 明( 9 4 ) 男 , 汉 科技 大学 教 授 . — i x n h 9 @ 1 6 C r 何 15一 , 武 E ma : mig 9 9 2 .O l n
律 。结 果 表 明 , 5 ( 量 分数 , 同) P 6 质 下 的 b残 存 在 焦 炭 中, 的 P 7 b转化 到 氨 水 里 , 油 中 的 P 焦 b含 量 占总 量 的 4 ,4 的 P 2 b转 化 到 煤 气 中 。
关 键 词 : ; ;焦 化 ; 煤 铅 迁移
摘 要 : 过 对 某 焦 化 厂 所 用煤 样 及 生产 出的 焦炭 、 油和 氨 水 中铅 ( b 含 量 分 析 , 究铅 在 焦 化 产 物 中 的 浓 通 焦 P ) 研
度 分 布 , 合 煤 焦 化 模 拟 实验 , 得 炼 焦 过 程 中 P 结 获 b在 固相 ( 炭 ) 液 相 ( 油 和 氨 水 ) 气相 产 物 中 的 分 布 规 焦 、 焦 和
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量 研究铅 在煤焦 化产物 中的分配 及迁移规 律鲜 有

火电厂燃煤及固体产物中危害元素的测定方法、迁移规律及对环境影响研究

火电厂燃煤及固体产物中危害元素的测定方法、迁移规律及对环境影响研究

i se tro n wa t wa e fFGD t . i e c a —fr d p we l n s h v e n s c r n u l a ld, n e c ,n a f w o l ie o r p a t a e b e y h o o sy s mp e a d a
收 稿 日期 : 2 1 0 0—0 —1 5 7 作 者 简 介 : 杜 晓光( 9 1 ) 男 , 1 7 一 , 本科 , 高级工程师 , 主要从事火电厂燃煤质检的相关研究 。
2 国 电永 寿煤 电一 体化 有限 责任 公 司 , . 陕西 成 阳 7 2 0 100
要] 为 了研 究煤 中危 害元素在 火 电厂 固体产 物 中的分 布状 况 及 对周 围环境 的 影响 程度 , 对
若 干 燃 煤 电厂 燃 用煤 种 及 其 固体 产 物 ( 灰 、 渣 、 法 脱 硫 石 膏 和 脱 硫 废 水 污 泥 ) 行 飞 炉 湿 进
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研究燃煤过程中重金属污染物的迁移规律的重要性

研究燃煤过程中重金属污染物的迁移规律的重要性

研究燃煤过程中重金属污染物的迁移规律的重要性作者:王家伟刘钊孙喆来源:《科技创新导报》 2015年第11期王家伟刘钊孙喆(华北电力大学能源动力与机械工程学院北京 102206)摘要:燃煤电站是重金属污染的主要排放源之一,由于不同重金属的物理化学特性的差别,燃烧过程中重金属元素有些以气相形式排入大气,有些富集于飞灰和底渣中。

砷、铅、镉、铬属于煤燃烧过程中易挥发的元素,燃煤电站先进的环保装置(SCR、ESP、FGD)不能有效的捕获,任由重金属无控制地排放入自然环境中,会对环境产生巨大的危害。

关键词:煤重金属污染控制中图分类号:X506 文献标识码:A文章编号:1674-098X(2015)04(b)-0093-01煤炭是我国重要的基础能源。

富煤、贫油、少气是我国能源资源的基本特点,我国的煤炭资源的远景储量超过了包括煤炭在内的一次能源资源总和的75%。

经初步核算,2012年全国能源消费总量达36.2亿吨标准煤,相较于2011年增长了3.9%。

同时,2012年全国原煤产量为38.6亿吨,再创新高,同比增加3.4亿吨,增长9.64%[1]。

2012年全国电力行业耗煤19.37亿吨,占全国商品煤消费量的53.88%。

2012年我国发电量49377.7亿kW·h,其中火电发电量38554.5亿kW·h,占我国发电总量的78.08%[2]。

据预测,到2050年,我国火电发电量仍然会占据全国发电总量50%以上的份额。

在相当长的一段时间内,煤碳为主的能源结构将延续主导地位。

根据中国电力企业联合会2012年统计分析,2011年,燃煤电站总烟尘排放量超过150万吨,相较于2011年降低了1.4个百分点;硫氧化物排放量超过900万吨,比上年降低1.4%。

已经投入使用脱硫机组容量达6.3亿kW,超过燃煤电站总装机容量的90%。

已经投入使用脱硝机组容量近1.4亿kW,超过燃煤电站总装机容量的18%。

2011年全国电力行业减排超过6000万吨二氧化碳,对二氧化碳的控制效果明显。

铅冶炼过程汞流向分布及产排情况分析

铅冶炼过程汞流向分布及产排情况分析

doi:10.3969/j.issn.1007-7545.2015.07.016铅冶炼过程汞流向分布及产排情况分析林星杰,苗雨,刘楠楠(北京矿冶研究总院,北京100160)摘要:铅冶炼过程汞污染来源于铅精矿伴生,目前冶炼过程产生的汞污染物并没有得到有效回收利用。

分析了铅冶炼行业汞污染来源和流向分布,并构建了铅冶炼行业废气中汞产排污系数体系,为我国铅冶炼行业汞污染防治提供技术支撑。

关键词:铅冶炼;汞污染;流向分布;产排污系数中图分类号:TF812 文献标志码:A 文章编号:1007-7545(2015)07-0000-00Analysis on Flow Distribution, Generation and Discharge Coefficient of Mercury inLead SmeltingLIN Xing-jie,MIAO Yu,LIU Nan-nan(Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy,Beijing 100160,China)Abstract: Mercury pollution in lead smelting process comes from mercury elements associated in lead concentrates. Those mercury elements have not been effectively recycled so far. The sources of mercury pollution and flow distribution in lead smelting industry were analyzed. Generation and discharge coefficient system of mercury in waste gas in lead smelting industry was established to provide technical support for mercury pollution prevention in China's lead smelting industry.Key words:lead smelting ; mercury pollution; flow distribution; generation and discharge coefficient我国汞排放主要来源于有色金属冶炼和燃煤。在非燃煤大气汞排放中,84%来自有色金属冶炼,其中锌冶炼、铅冶炼、铜冶炼和黄金冶炼分别占总排放量的51%、18%、4%和11%[1]。

2024年废铅市场分析报告

2024年废铅市场分析报告

2024年废铅市场分析报告简介废铅是指废弃的铅制品或铅材料。

废铅的回收与再利用具有重要意义,可以减少资源浪费,同时也有助于环境保护。

本报告将对废铅市场进行分析,并提供一些相关的数据和趋势预测。

1. 废铅回收市场概况废铅回收市场是一个庞大的产业,涉及到废旧铅酸蓄电池、废旧铅管、废旧铅塑料等多个领域。

随着环保意识的增强和资源回收的重视,废铅回收市场快速发展。

根据数据统计,近年来,废铅回收市场呈现稳步增长的趋势。

2. 废铅回收市场的驱动因素2.1 环保政策推动:政府对废铅回收行业出台了一系列支持政策,鼓励企业开展废铅回收工作,从而有效推动了废铅回收市场的发展。

2.2 资源利用效率:废铅回收是一种资源再利用的方式,可以有效节约资源,提高资源利用效率,满足社会对可持续发展的需求。

2.3 经济利益驱动:废铅回收行业可以带动相关产业链的发展,创造就业机会,促进经济发展。

3. 废铅回收市场的挑战和机遇3.1 环境污染问题:废铅回收过程中,如果处理不当,可能会对环境造成污染。

应加强监管和培训,改善废铅回收的环保技术和管理水平。

3.2 市场竞争激烈:废铅回收市场竞争激烈,产能过剩问题突出。

企业应提高自身竞争力,通过技术创新和合作拓展市场份额。

3.3 全球资源供给紧张:废铅市场的发展也受到全球资源供给紧张的影响。

应加强国际合作,开拓新的资源供应渠道。

4. 废铅回收市场的发展前景废铅回收市场的发展前景广阔。

一方面,废铅回收是一项重要的资源再利用方式,有助于提高资源利用效率,实现可持续发展。

另一方面,随着工业化进程的加快,废铅的产生量不断增加,为废铅回收市场提供了更大的发展空间。

预计未来几年,废铅回收市场将继续保持平稳增长的态势。

同时,随着环保意识的不断提高,废铅回收行业将迎来更多的发展机遇。

结论废铅回收市场作为一项重要的资源再利用方式,在环保和经济效益方面具有重要意义。

当前的市场概况和驱动因素显示废铅回收市场具有广阔的发展前景,但也面临一些挑战和问题。

燃煤电厂砷、硒、铅等重金属全流程控制技术研究进展

燃煤电厂砷、硒、铅等重金属全流程控制技术研究进展

燃煤电厂砷、硒、铅等重金属全流程控制技术研究进展邹仁杰;罗光前;吕敏;方灿;王莉;付彪;李泽华;李显;姚洪【期刊名称】《洁净煤技术》【年(卷),期】2022(28)10【摘要】煤炭清洁高效利用是推动我国能源结构低碳绿色转型的重要途径。

重金属作为燃煤主要污染物之一,对人类及生态环境危害巨大,目前美国已开始执行燃煤电厂重金属排放标准,主要通过选煤技术降低重金属源头生成以实现达标排放。

我国煤炭用量大、部分煤种重金属含量高、地区差异大,亟需开发符合我国国情的重金属控制技术。

以挥发性强、毒性高的3种典型重金属砷、硒、铅为对象,总结了国内外燃煤电厂重金属排放现状及控制技术进展。

我国煤电污染物超低排放技术路线对重金属具有一定的协同控制效果,其中硒较多以气态形式存在,集中在湿法烟气脱硫系统内洗涤脱除,砷、铅主要附着于颗粒物上,除尘器对其具有协同捕集效果,但仍存在痕量气态硒传质驱动力差、细颗粒态砷、铅易穿透等瓶颈问题,严重制约了重金属的稳定高效捕集。

“转化与固定”是重金属控制的总体思路,即通过化学组分调控与物理流场优化等方式,促进烟气重金属由细颗粒态、气态向粗颗粒态,由高毒性向低毒性转变,以实现重金属的无害化处理。

基于该思路,目前已形成了一系列燃煤电厂重金属全流程控制技术,根据作用阶段可分为炉前、炉中、炉后3类,主要包括选煤、煤种调配、炉内吸附剂、凝并、脱硫塔内构件优化等技术。

此外,燃煤副产物(脱硫石膏与废水)中重金属的稳定化问题需额外关注,可通过浆液原位固化或先进废水处理技术,降低副产物中重金属的环境释放风险,以上部分技术已通过中试或实际机组试验验证,具备较好的推广应用前景。

为进一步发展燃煤重金属控制技术,提高我国重金属污染治理水平,对重金属控制技术发展进行展望:应开发实际燃煤中痕量重金属在线连续检测技术,实现重金属浓度实时获取;剖析多机制耦合作用下重金属转化行为与动力学特性,明晰复杂烟气条件下重金属详细迁移机制;建立燃煤重金属控制技术的评估体系,根据电厂特征、目标重金属、技术成熟度、经济性、环境风险等,提供具有针对性的重金属控制方案。

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维普资讯 9
M o en B s es a eI d s y d r u i s Trd u t n n r 20 0 7年 6月
燃 煤 过 程 中铬 铅 去 向分 析
陈玉斌 何 开 宇
( 南 省 计 量 科 学研 究 院 , 南 郑 州 4 0 0 ) 河 河 5 0 8 摘 要 : 煤 炭 燃 烧 后 其 中 的 铅 、 等 危 害环 境 的 重 金 属 元 素 的 转 化 、 移 方 向 进 行 了分 析 研 究 , 电 厂 的 环 保 工 作 提 对 铬 迁 为

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