烟气中汞分析-刘宏

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火电厂烟气汞形态转化机理及控制方法

ｍｅｔｈｏｄｈｏｕｌｄｅａｖｎｓｓｄｅｎｏｒｉＨｇｆｍｓｔａｆｍａｉｍｅｃ “ ｏｒｒｎｓｏｒｔｏｎｈａｎｓｍ．ｈｅｉｅｔｏｄｅｌｏｆｍｅｒｒｒｉｔｋｎｉｍｃｃｕｙｔａｎｓｐｏｄｎｄａｔａｎｓｏｒａｔｄｄｅｖｏｐｅｆｃｅｎｙｒｆｍｉａｎｏｎｅｌｍｎｔｏｆｅｆｉｉｃａｎｃｄｈｅａｐｓｏｒｂｅｎｔａｎｄｅｏｐｅｗｙｃｔｏｌｔｓ，ｄｖｅｌｎｔｐｅｏｎｒｅｃｈｎｏｌｇｉｏｅｓａｎｉｏｐｉａｒｎｔｌｔｌｒｅｄｉｔｎｆａｓｍｅｒｌｉｏｎｒｌｄｗｎｐｒｒｅｔｙｉｅｌｕａｐｏｐｙｒｇｈｓｉｌｇｅｃｕｅｃｕｒｐｏｌｏｎｃｔｏｌｎｇ．ｙｕｔｉＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｒｕｒｐｍｃｙ；ｏｗｅｒｐｌｔｆｍｔａｎｆｍａｔｅｃａｎｓ：ｏｒａｎ；Ｏｒｒｓｏｒｉｍｏｎｈｉｍｓｂｅｎｔ
张东平，刘延凤，方．张刘献锋（南京工程学院环境＿程系，丁江苏南京２１６）１１７
摘要：是煤中最易挥发的重金属元素之一，烧产物中汞的排放为火电厂锅炉汞污染的主流。烟气中的汞主要汞燃
ｖｏｐｅｒｒｅｍｏｖａｒｅｔｉｉｅｌｍｃｕｙｒｅｍｋ．ｓｎｅｃｓｙｔｍｐｒｅａｎｔｅｓａｒｏｉｏｖｄｐｅ￣ｅｈｅｓｉｎｔｕｍｅｎｎｄｃｔｏｌｅｔｏｄ．ｃｔｔｅｔｔｎｇｉｓｒｔａｏｎｒｍｈｓｅｒｌｋｅｏｂｌｓｓｕｈａｓｃｏｍｐｉｏｎｓｔｅｖａｙｐｒｅｍｃｅｔｉｙｓｅｍｆｍｕｌｔｏｔｉ—ｃｏｍｐｏｎｅｎｏｌｔｔｃｔｐｌａｎｓｏｍｂｉａｔｅｍｏｒｕｎｉｒｏｎｖａｌｅａｃｉｔｏｎａｎｔ／ｓｅｃｉａｗｅｌｒｄａｃｉｖｅｅｌｔｖｅｌｏｆｓｆ— ｅｇｕａｔｌｉｏｎ．ｈｙｓｃｅｍｉｔｏｒｅｎｔｓｉｓｆａｃｐｉａｌｃｈｓｒｏｆｓｂｙｏｌｄｕｒｅｓ．ｃａｃｕｍｕｌｔａｉｏｎ／ｒｅａｃｉｔｏｎ

燃煤电厂烟气中汞的采样与分析方法

ＮｎｉｇＪｎｓ１０１Ｃｉａａｊ，ｉｇｕ２０３，ｈｎ）ｎａ
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｍｅｃｒｅｔｎｅｈｎｌｇｓｃｎｉｔｆｓｍｐｉｇａｄａａｙｉ，ａｄｔｅａａｙｉｔｏｆｍｅｃｒｏｔｎｔｈｓｂｅｎｒｕｙｔｓｉｇｔｃｏｏｙｉｏｓｓｓｏａｌｎｎｎｌｓｓｎｈｎｌｓｓｍｅｈｄｏｒｕｙｃｎｅａｅ
第４卷
第２期
环
境
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与Leabharlann 预警Ｖｏ１４，．．Ｎｏ２Ａｐｒｌ２２ｉ０１
２１０２年４月
ＥｎｖｒｎｎａｎｔｒｎｇａｄＦｒｗａｎｎｉｏｍｅｔｌＭｏｉｏｉｎｏｅｒｉｇ
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监测技术・
ｄｉ０３６／．ｓ．６４６３．０２０．０ｏ：１．９９ｊｉｎ１７ — ７２２１．２０４ｓ
ｎｌｇ．Ａｃｏｄｎｇｔｉｆｒｎｔｓｍｐｉｇｍｅｈｓ，ｔｅｅｉｔｎｔｓｉｇｔｃｎｌｇａｅｎｄｉｉｅｎｏｗｅａｐｉｇａａｙｉｄｏｏｙｃｒｉｏｄｆｅｅａｌｎｔｏｄｈｘｓｉｇｅｔｎｅｈｏｏｙｈｓｂｅｖｄｄｉｔｔｓｍｌｎｎｌｓｓ，ｒｙｓｍｐｉｔｄａｄｏ —ｉｅａｌｓｓｔｃｏｏｙＴｈａｐｉｇｐｉｃｐｌａｌｎｇｍｅｈｏｎｎｌｎｎａｙｉｅｈｎｌｇ．ｅｓｍｌｎｒｎｉｅ，ｓｓｅｓｒｔｒｙｔｍｔｕｃｕｅ，ｐｏｃｓｎａｅｏｐｐｉａｉｎｏｈｒｅｓａｄｒｎｇｆａｌｃｔｏｆｔｅ

高活性吸收剂烟气脱汞试验研究的开题报告

高活性吸收剂烟气脱汞试验研究的开题报告
一、研究背景
大气污染严重影响了人类健康和环境质量。

其中，燃煤工业排放的
汞是重要的大气污染源之一。

据统计，全球每年约有2000吨汞排放到大气中，其中燃煤工业贡献了60%以上。

汞对人体具有较强的神经、免疫、内分泌等影响，长期暴露会导致神经系统、免疫系统等疾病。

同时，汞
也是大气中重要的环境问题之一。

因此，开发高效、低成本的汞排放控
制技术已经成为环保领域研究的热点问题。

二、研究内容
本研究将以高活性吸收剂为研究对象，探究其在燃煤电厂脱除烟气
汞的应用。

研究具体内容如下：
1. 调制高活性吸收剂材料并进行表征
2. 设计高效的烟气脱汞工艺实验方案，并对不同因素（吸收剂用量、烟气流速、烟气温度等）对吸附效果进行分析
3. 通过模拟工况下的实验，分析该技术对煤燃烧烟气中汞的去除效
率以及对其他污染物（如SO2、NOx等）的影响
4. 建立高活性吸收剂烟气脱汞技术的经济评价模型，并与传统技术
进行比较分析
三、研究意义
高活性吸收剂烟气脱汞技术具有以下优势：
1. 剂量少、响应快、吸附效率高
2. 更广泛适用于汞存在的各种状态（如齐墩果酸盐、元素态等）和
工况（如不同温度、压力等）
3. 对其他污染物（如SO2、NOx等）的影响小
本研究将有助于提高燃煤电厂烟气处理技术的水平，促进我国环保产业的发展。

同时，还可为其他燃料电厂的脱汞工艺提供参考和借鉴。

燃煤电厂烟气中汞形态及含量的采样分析方法

第３４卷
第１２期
煤气与热力
质汞停留在烟气中。烟气从炉膛出口流向烟囱出口
的过程中，随着烟气流经各换热设备，烟气温度逐步
降低，烟气中汞的形态也发生变化。在烟气降温过程中，烟气中的汞主要以气态汞（气态单质汞、气态二价汞）及固态颗粒汞存在：在低于４００ ℃ 时烟气中汞以ＨｇＣ１为主，高于６００℃ 时以气态单质汞为主，４００～６００ｏＣ二者共存；固态颗粒汞是易被吸附在飞灰或残炭表面的那部分汞，易被除尘器脱除。
瓶吸收气态二价汞、气态单质汞。样品经消解后，由
流量计、孔板流量计等组成。化学试剂瓶组由８个装有不同试剂的吸收瓶组成，用于收集不同形态的汞。恒温采样枪从烟气流中等速采样，固态颗粒汞先由滤桶加热箱中的石英纤维滤纸（被加热器加热）捕集，烟气再依次经过８个试剂瓶。气态二价汞由３个装有ＫＣ１水溶液（浓度为１ｍｏｌ／Ｌ）的试剂瓶收集，气态单质汞由１个装有ＨＮＯ体积分数为０．０５、ＨＯ：体积分数为０．１的水溶液的试剂瓶与３个装有ＫＭｎＯ质量浓度为４０Ｌ、ＨｓＯ体积分数为０．１的水溶液的试剂瓶收集，最后由装有干燥剂

燃煤电厂烟气汞测量方法分析

ｇｅｓｔｉｏｎｓｗｅｒｅａｌｓｏｇｉｖｅｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏａｌ —ｆｉｒｅｄｐｏｗｅｒｐｌａｎｔｓ；ｍｅｒｃｕｙｒｅｍｉｓｓｉｏｎ；ｍｅａｓｕｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓ；ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ
ｍｅａｓｕｒｍｅｎｔｔｅｃｈｎｉｃａｌｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｔｈｅｍｏｓｔｃｏｍｐｌｅｔｅｄＡｍｅｒｉ — ｃａｎｓｔａｎｄａｒｄ．ＴｈｅＯｎｔａｒｉｏＨｙｄｒｏＭｅｔｈｏｄ（ＯＨＭ）ａｎｄＭｅｔｈｏｄ３０ＢｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄｂｙＥＰＡ．ｓｔａｎｄａｒｄｏｆＪＩＳＫ０２２２
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１９９７ｒａｉｓｅｄｂｙＪａｐａｎ．ａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｏｎ —ｌｉｎｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｗｅｒｅｈｉｇｈｌｉｇｈｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅａｂｏｖｅ
２０１４年８月
电
力
科
技
与
环
保
第３０卷
第４期
燃煤电厂烟气汞测量方法分析

燃煤电厂汞测定和干法烟气脱硫脱汞技术

４结论
对固体样品和烟气中汞的采样和分析方法大都采用美国ＡＳＴＭ标准方法。我国对燃煤电厂锅炉烟气中汞排放控制技术的研究才刚刚起步，活性炭喷射吸咐汞的技术去除汞的效率高，但投资及运行费用高，很难实现二Ｉ：业化。目前国内外主要的研究方向是采用现有的污染物控制技术实现对汞蒸汽的去除。研究吸收剂的性质和烟气条件对脱汞效率影响的规律，开发高效烟气脱汞技术装置；研究载汞吸收剂的环境稳定性，为脱汞吸收剂的资源化利用提供理论依据，是燃煤汞排放控制技术二［业化的重要研究方向。
Ａｐｐｅｎｄｉｘ
Ｋ（原Ｍｅｔｈｏｄ３２４）的采
样原理对烟气中的总汞进行采样。图７所示的是汞分析仪，采用原子吸收的原理对固体、气体样品中的汞进行测定。
表５各成分中汞的含量分析结果
通过对２２０ｔ／ｈ锅炉干法烟气脱硫除尘系统对烟气中的汞去除效果进行分析，锅炉负荷为１８８ｔ／ｈ，出口的烟气温度为１３９．９℃，烟气量为２３４０００—２３６０００Ｎｍ３／ｈ，脱硫除尘后烟气的温度为７６—７９℃。锅炉采用混煤燃烧形式，煤种１汞的含量为０．０６ｍｇ／ｋｇ，煤种２汞的含量为０．１２ｍｇ／ｋｇ。表５是各种固体成分分析以及烟气中汞浓度测定结果，分析结果表明，采用该干法烟气脱硫技术可去除烟气中９８．６％左右的汞。
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任德贻，许德伟等．煤中汞及其对环境的影响．环境科学进展，１９９９．７（３）１：１００—１
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１｛Ｊ
彭苏萍，陈昌和．燃煤飞灰对锅炉烟道气中Ｈｇｏ的吸附特性．环境科学．２００３．２４（６）：５９—６２郝吉明，吴烨等．中国燃煤汞排放清单的初步建立．环境科学２００５２６（２）：３４—３９
燃煤电厂汞测定和干法烟气脱硫脱汞技术
张
凡王凡

燃煤电厂烟气中汞处理技术及监测方法探讨

燃煤电厂烟气中汞处理技术及监测方法探讨针对当前燃煤电厂所排放的烟气中，关于汞元素对环境的危害问题进行了论述，对目前燃煤电厂能够采用的脱汞技术进行了总结，并对如何监测燃煤电厂烟气中的汞含量值，提出了有效的改进对策。

标签：燃煤烟气；电厂；汞处理；脱汞技术0 引言我国对重金属汞有严格的管控制度，汞的剧毒性对人体危害巨大，因此为了避免汞排放对环境造成污染，要严格监测汞元素的排放问题。

超量的汞会在不同的环境层面中进行自由渗透，包括土壤、水域等。

汞可以在生物体内进行聚集，例如当空气或是自然水体中的汞元素超标时，就会在动物或鱼的内脏组织中沉淀下来，人一旦使用了这些鱼或动物，汞元素就会进入人的体内，进而毒害人的神经系统，或者是影响未成人的成长发育。

根据环境调查报告统计，由于人为因素造成汞污染的问题，主要来自于燃煤。

火电厂燃煤发电排放的烟气中，包含多种有毒重金属，例如汞、铅、镍、锌、铬等。

这些重金属一部分会随着燃煤产生的烟气、粉尘等，由烟囱排入大气中，而有一部分会被吸附在烟道中，工厂对烟道进行清理，会将这一部分灰尘收集到贮灰场，从而使得灰尘中可溶于水的重金属，随水向地下渗透，或者是被冲入地表水体，造成水环境的污染。

根据有关研究资料显示，由于电厂燃煤排放的汞污染物，占总污染物排放量的33%，居于所有行业的首位。

随着我国燃煤量的增加，汞污染呈现逐年上升的态势。

尤其是燃煤电厂的汞排放情况，还没有制定相应的监测方法和排放标准。

1 我国当前实行的脱汞技术1.1 洗煤技术煤炭中的黄铁矿的含量和重金属汞关系密切，通过磁分离法去除黄铁矿的同时，也去除了黄铁矿的伴生物汞。

此外，还有一些可以从原煤中提取汞的方法，包括微生物法、化学方法等。

据统计，采用化学洗煤技术，可以比传统的洗煤技术，多去除约25%的汞。

1.2 热处理技术利用汞的挥发性高的特性，可以对煤进行预热，煤炭中的汞经过加热进而挥发。

据研究数据表明，当煤炭加热到400摄氏度时，可以将煤炭中80%的汞进行分离。

燃煤烟气中汞形态分析的实验研究[1]

燃煤烟气中汞形态分析的实验研究1)刘晶刘迎晖贾小红王泉海张军营郑楚光(华中科技大学煤燃烧国家重点实验室,武汉,430074)摘要在一维煤粉燃烧炉台架上采用EPA 推荐的Ontario Hydro 方法,测量了燃烧不同煤种排放的烟气中汞的形态分布情况.结果表明,烟气中汞以颗粒态和气态汞的形式存在.气态汞总量在9 23 g Nm -3范围内,主要以单质汞的形式存在,占气态汞总量的52% 83%,而二价汞占17% 48%.飞灰中汞的浓度大大超过了底灰中汞的浓度,表明汞在飞灰中富集,在底灰中分散的行为.关键词烟气,汞,形态分布.在燃煤烟气中存在着多途径的Hg 0 Hg 2+氧化还原转化过程[1],元素汞(Hg 0)易挥发,具有低的水溶性,是大气环境中相对比较稳定的形态,在大气中被长距离地输运而形成全球性的汞污染.一价汞(Hg 2+2)化合物在大气中很不稳定,而无机汞(Hg2+)化合物比较稳定,一般都是水溶性的.烟气中汞形态的分析方法一般分为两类:第一类是取样分析法,主要包括EPA 方法29,EPA 方法101A,汞形态吸附法[2],MIT 固体吸附剂法[3],有害元素取样链法[4]和X 射线荧光分析法[5].第二类是在线分析法,是基于AAS,CVAAS,CVAFS 和新兴的化学传感器等先进技术而发展起来的,其优点是在线的、实时的分析.Laudal 等[6]在燃煤电厂烟道气中Hg 0和Hg 2+的分离研究中,认为EPA 方法29与固体吸附剂法都会使Hg2+的测定结果偏高,而Ontario Hydro 方法分离这两种形态较为合适,该方法也是美国环保局(EPA)推荐作为标准的方法.因此,本文采用Ontario Hy dro 方法研究燃煤烟气中汞的形态分布.1 实验部分1 1 样品的采集实验采用小龙潭褐煤,焦作无烟煤和平顶山烟煤三种煤样,煤样的工业分析、元素分析与汞含量如表1所示.采用美国E PA 推荐的Ontario Hydro 方法进行取样.取样探枪由纯度高、耐高温的石英管制成.抽取的烟气首先经过滤球,过滤其中的固体颗粒,从而实现烟气的气固分离,过滤后的烟气将依次经过8个采样瓶,各种形态的汞将逐一被吸收.1# 3#采样2002年4月11日收稿.1)国家重点基础研究发展规划项目(G1999022212)资助课题.第22卷第2期2003年3月环境化学ENVIRONMENTAL CHEMISTRYVol.22,No.2 M arch2003瓶装有100ml KCl 溶液用以捕获Hg 0;4#采样瓶装有100ml 5%HNO 3-10%H 2O 2溶液;5# 7#采样瓶装有100ml 4%KMnO 4 10%H 2SO 4溶液,用以捕获Hg 2+;8#采样瓶装有200 300g 的硅胶.1# 8#采样瓶均浸在冰浴中.表1 煤样工业分析、元素分析与汞含量Table 1 Ulti mate,proxi mate analysis and mercury con ten t of coal samples煤样工业分析/%M ar A ar V ar FC ar 元素分析/%N ar C a r S ar H ar O ar Hg/ g g -1小龙潭褐煤14 6013 7446 9124 741 4249 212 475 4013 160 0769焦作无烟煤1 8914 3512 9470 821 1377 140 523 041 930 2190平顶山烟煤0 7414 5214 4970 251 3776 850 573 752 200 22801 2 实验装置及燃烧工况实验是在一维煤粉燃烧炉上进行的,炉膛积木式结构,内径0 175m,总高度3 5m,其中反应段高度为1 93m,由结构相同的六级组成,每级都采用电阻丝加热,加热功率为6kW.在电阻丝外部,是耐火材料的保护层和炉膛外壁.给粉系统采用微型电磁振动给料器给粉,通过调节电流大小可以控制给粉量.空气经由送风机后分为一次风和二次风,一次风进入给粉器,携带煤粉由炉顶喷入炉内,垂直向下流动.分级的二次风由分级风管从炉膛四周均匀喷入,其高度位置分上、中、下三层.在炉膛上部,一次风和二次风混合燃烧.在实验过程中,保持总的空气过剩系数为1 20,给粉量为5kg h -1.经热电耦测量三种煤的燃烧温度范围为980 1120!.烟气采样时,石英取样枪伸入水平烟道部分,取样点的烟气温度在350 500!范围内,利用真空泵抽取烟气,烟气流量为0 5m 3h-1,取样时间为2h.1 3 样品的消解及测定KCl 溶液:在500ml 容量瓶中稀释样品,移取10ml 试样置于微波消解罐中,加入0 5ml 浓H 2SO 4,0 25ml 浓HNO 3和1 5ml 5%KMnO 4溶液,混合后放置15min.然后加入0 75ml 5%K 2S 2O 8溶液,密闭消解罐,放入MARS 5型微波加速反应器(美国CE M 公司)中.缓慢加热至90!,保持15min,冷却至室温,将样品移入50ml 容量瓶中用三次蒸馏水定容.消解过程中溶液颜色必须呈紫色,若溶液无色则表明KMnO 4有损耗,则应再加入KMnO 4直至溶液呈紫色.分析前加入1ml 10%的硫酸羟胺溶液,这时溶液应呈无色.记录加入溶液的体积.HNO 3 H 2O 2溶液:在250ml 容量瓶中稀释样品,取5ml 试样,加入0 25ml 浓HCl,置于冰浴中冷却15min,小心加入0 25ml 饱和KMnO 4溶液以除去H 2O 2,每次加入间隔15min,加入前先混合试样,在加入5次0 25ml 饱和KMnO 4溶液后,再仔细增加0 5ml,直至溶液呈紫色,表明H 2O 2完全反应.分析前加入1ml 的10%硫酸羟胺溶液,这时试剂应呈无色.记录加入溶液的体积.H 2SO 4 KMnO 4溶液:在分析前现消解.在样品中溶解约500mg 固体硫酸羟胺,直至样品溶液澄清无色,在500ml 的容量瓶中稀释样品溶液.分析前加入1ml 10%硫酸羟胺1732期刘晶等:燃煤烟气中汞形态分析的实验研究174环境化学 22卷溶液,此时试剂应呈无色.记录加入溶液的体积.灰样:采用微波消解法,将05g的灰样(误差<00001g)混合3ml浓HCl,3ml浓HF,3ml浓HNO3,置于微波消解罐中将其密封,放入微波加速反应器中,缓慢加热至50psi,保持5min,然后再加热至80psi,保持20min后冷却至室温.在消解罐中加入15ml4%硼酸,将消解罐密封,缓慢加热至50psi,保持10min,冷却至室温,将样品移入50ml的容量瓶中定容.消解后得到的样品溶液均采用SYG I型冷蒸气原子荧光光谱仪(C VAFS)进行汞的测定,该仪器对汞的检出限为10-11g ml-1.2 结果与讨论21 烟气中气态汞和颗粒态汞的分布烟气中气态汞和颗粒态汞的分布如表2所示.以颗粒形式存在的汞可以部分的被袋式除尘器或静电除尘器等除尘设备除去.但是颗粒态汞大多存在于亚微米颗粒中,而一般除尘器对这部分粒径的飞灰的脱除效率较低.飞灰中残留的碳颗粒对汞有吸附作用,吸附的程度取决于烟气的温度、飞灰颗粒的含碳量、表面性质等[7],而吸附了汞的碳颗粒可以被除尘设备从烟气中除去.表2 烟气中气态汞与颗粒态汞的分布Table2 Distribution of vapor phase mercury and particulate mercury in flue gas气态汞/ g N m-3占烟气总汞比例/%颗粒态汞/ g N m-3占烟气总汞比例/%烟气总汞/ g Nm-3小龙潭褐煤173152515170274969017焦作无烟煤88891117151288980401平顶山烟煤230564762538452448440在本文实验条件下,烟气中的汞主要以颗粒态的形式存在,以气态形式存在的汞较少.对于这三种煤,气态汞占总汞的比例在11% 48%之间,以颗粒态形式存在的汞占52% 89%.颗粒态形式存在的汞较高,原因可能是实验的炉膛温度不高,为980 1120!,使飞灰中大量的残留碳颗粒对气态汞进行吸附,增加了颗粒态汞的含量,减少了气态汞的含量.烟气中的总汞浓度在48 80 g Nm-3之间,实验中的取样点是位于除尘器之前,所以这是在除尘器没有运行时汞的排放量,如果除尘器的脱除效率较高,将能脱除其中一部分颗粒态汞,降低汞的排放.气态汞中单质汞和二价汞的分布如表3所示.在一维炉实验中,炉膛温度为980 1120!,气态汞主要以单质汞的形式存在,单质汞占气态汞总量的52% 83%,二价汞占17% 48%.在炉膛内高于800!的高温燃烧区,煤中的汞几乎全部转变为元素汞Hg0并停留在烟气中,随烟气冷却,烟气中的汞将经历一系列物理和化学变化,有大于1/3的Hg0与烟气中其它成分发生反应,形成Hg2+的化合物[8].烟气中Hg0和Hg2+的形态分布受到多种因素的影响,如煤种,烟气温度,反应条件,气体成分和飞灰成分等.表3 气态汞中单质汞和二价汞的分布Table 3 Distribution of Hg 0and Hg 2+in vapor phase mercury煤样Hg 2+( g Nm -3)(%)Hg 0( g Nm -3)(%)气态汞总量( g N m -3)小龙潭褐煤3 93522 713 38077 317 315焦作无烟煤4 25947 94 63052 18 889平顶山烟煤3 88916 719 16783 323 0562 2 飞灰与底灰中汞的分布在燃烧过程中,煤粉气流从上至下流经炉膛,煤粉经历着火、燃烧等一系列过程.燃烧产生的较大尺寸颗粒由于惯性作用直接落入灰斗而形成底灰;而较小尺寸的灰颗粒即飞灰继续随气流流向尾部烟道.飞灰与底灰中的汞分布如表4所示.对于这三种煤,飞灰中的汞浓度大大地超过了底灰中的汞浓度,说明汞在飞灰中富集,在底灰中分散的行为.这是由于煤中的汞在燃烧过程中的蒸发凝结机理,在炉膛内的高温区域汞蒸发进入气相,烟气中的气相汞在较低温度下凝结在细小的飞灰颗粒表面上,从而造成汞在细小的飞灰颗粒上的富集现象,而且飞灰中残留的未燃尽碳充当了活性碳的作用,也可以吸附气相中的汞.表4 飞灰与底灰中汞的分布Table 4 Mercury distribution in fly ash and bottom ash原煤汞/ g g -1飞灰汞/ g g -1底灰汞/ g g -1小龙潭褐煤0 07690 0600 0118焦作无烟煤0 21900 1610 0091平顶山烟煤0 22800 0330 01273 结论本文在一维煤粉燃烧炉台架上采用Ontario Hydro 方法测量了燃煤烟气中汞的形态分布情况.在本文实验条件下,烟气中的汞总量为48 80 g Nm -3,主要以颗粒态的形式存在,以气态形式存在的汞较少,这主要是飞灰中的残碳对气态汞的吸附造成的.气态汞含量在9 23 g Nm -3范围内,主要以单质汞的形式存在,单质汞占气态汞总量的52% 83%,而二价汞占17% 48%.飞灰中的汞浓度大大地超过了底灰中的汞浓度,表明汞在飞灰中富集以及在底灰中分散的行为.参考文献[1] Lindberg S E,Stratton W J,Atmospheric Merc ury Speciation:Concentrations and Behavior of Reactive Gaseous M ercury inAmbient Ai r.Environmental Science and Tec hnology ,1998,32(1)∀49 57[2] Laj ava K,Laitinen T,Application of the Diffusion Screen Tec hnique to the Determinati on of Gaseous Mercury and Mercury1752期刘晶等:燃煤烟气中汞形态分析的实验研究176环境化学 22卷(#)Chloride i n Flue Gas es.Int.J.Environ.Anal.Che m.,1993,52(1 4)∀65 73[3] Babur,Nott,Intercompari son of Stack Gas Mercury M easure ment M ethods.Water,Air and Soil Pollution,1995,80∀1311 1314[4] Wand J,Xiao Z,Lindqvist O,On line Meas urement of Merc ury i n Simulated Flue Gas.W ate r,Ai r and Soil Pollution.1995,80∀1217 1226[5] Kvietkus K,Xiao Z,Li ndqvis t O,Denuder Based Techniques for Sampling,Separation and Analysis of Gaseous and Particulate Merc ury in Air.Water,Air and Soil Pollution,1995,80∀1209 1216[6] Laudal D,Nott B,Bro wn T et al.,Mercury Speciati on M ethods for Utility Flue Gas.Fresenius J.Anal.Che m.,1997,358:397 400[7] David Hassett,Kurt Eykands,Mercury Capture on Coal Combus tion Fly As h.Fuel,1999,78∀243[8] Hall B,Lindqvist O,Ljungs trom E,Mercury Chemis try i n Simulated Flue Gases Related to Was te Inci neration Conditions.Environmental Sc ienc e Tec hnology,1990,24(1)∀108MERCURY SPECIATION IN COAL FIRED FLUE GASLIU Jing LIU Ying hui JIA Xiao hong WANG Quan haiZ HANG Jun ying Z HE NG Chu guang(National Laboratory of Coal Combus ti on,Huazhong Universi ty of Science and Technol ogy,Wuhan,430074)ABSTRAC TThis article discussed and c ompared different analysis methods of mercury speciation in coal fired flue gas.Experimental study was conducted on unidimensional pulverized c oal combustor. Ontario Hydro method recommended by EPA was applied to determine the mercury speciation in flue gas during combustion of three different coals.The results sho w that mercury in flue gas exists as vapor phase mercury and particulate mercury.The content of vapor phase mercury is about9 23 g Nm-3and it consists mainly of Hg0,the content of Hg0is52% 83%,and Hg2+is17% 48%.The c ontent of mercury in fly ash is far more than that in bottom ash.It suggests tha t mer cury enriches in fly ash and disperses in bottom ash.Keywords:flue gas,mercury,speciation.。

液相烟气脱汞实验研究的开题报告

液相烟气脱汞实验研究的开题报告一、研究背景烟气脱汞技术是烟气污染控制中的重要环节。

随着环保要求的提高和煤电厂的大规模建设，煤燃烧产生的汞排放已逐渐成为大气污染的主要来源之一。

因此，开展烟气脱汞技术的研究和应用具有重要意义。

当前，烟气脱汞技术主要包括吸附剂法、化学还原法、氧化吸附法和生物吸附法等。

其中，化学还原法和氧化吸附法是最为常用的两种技术。

然而，在实际应用中，这两种技术存在着一些问题，如反应时间长、反应效率低、产生的废水难以处理等。

因此，发展一种新型的高效、环保的烟气脱汞技术十分必要。

本研究将采用液相烟气脱汞技术，结合不同吸附剂和催化剂进行实验研究，以期实现对煤燃烧产生的汞排放的有效控制，为烟气污染控制提供技术支持。

二、研究内容和技术路线（一）研究内容1.确定适用的液相烟气脱汞技术反应体系。

2.合成不同吸附剂和催化剂，进行对比实验，筛选出最优方案。

3.考察吸附剂和催化剂的微观结构和表面化学性质等特性，并研究其对脱汞效率的影响。

4.考察反应条件对烟气脱汞效率的影响，确定最佳反应条件。

5.研究反应机理和动力学，探究脱汞机理和反应动力学规律。

（二）技术路线1.实验室条件下采用模拟烟气体系，确定一种适用的液相烟气脱汞技术反应体系。

2.合成不同吸附剂和催化剂，进行对比实验，筛选出最优方案。

3.使用FT-IR、XRD、SEM等对吸附剂和催化剂的微观结构和表面化学性质等特性进行表征，并研究其对脱汞效率的影响。

4.考察反应条件对烟气脱汞效率的影响，包括反应温度、反应时间、各种催化剂和吸附剂的用量等。

5.研究反应机理和动力学，包括物理和化学参数的变化、汞还原和吸附过程中产物的形成和排放等。

三、研究意义和预期成果本研究将实现液相烟气脱汞技术的开发和应用，有望成为煤燃烧汞控制的新方法。

特别是本研究涉及到的吸附剂和催化剂具有环保、高效、低成本的优点，有望在实际应用中得到推广和应用。

同时，本研究还将深入探究液相烟气脱汞反应机理和动力学规律，为汞污染控制提供科学依据。

富氧燃烧烟气中汞的改性磁珠脱除性能实验研究

富氧燃烧烟气中汞的改性磁珠脱除性能实验研究摘要采用固定床反应系统，研究了CoxOy改性磁珠催化剂在空气和富氧燃烧气氛下的脱汞性能(汞吸附和汞氧化)，烟气组分对Hg0吸附和氧化性能的影响，以及催化剂的再生循环性能。

结果表明：相较于空气燃烧气氛，催化剂在富氧燃烧气氛表现出更优的脱汞性能。

两种气氛下，当SO2、NO和H2O引入到烟气中时，均会抑制汞的脱除性能。

但是，富氧燃烧烟气中高浓度的CO2在一定程度上可减弱其抑制作用。

经吸附汞后失活的催化剂具有良好的再生性能，多次汞氧化—再生实验后脱汞性能没有明显降低，再生效率达95%以上。

关键词：汞氧化;再生;钴氧化物;磁珠;煤燃烧0 前言全球变暖是当今世界面临的严重挑战，燃煤电站排放的CO2被认为是造成气候变暖的最主要原因之一。

富氧燃烧(O2/CO2燃烧)技术作为一种有效减少燃煤电站CO2排放的手段越来越引起人们的关注。

富氧燃烧烟气中的汞能与铝发生汞齐，对铝制CO2压缩装置造成腐蚀[1]，因此为了减少对CO2压缩装置的损害，必须有效脱除燃烧烟气中的汞。

另外，汞是一种神经毒物，具有极强的累积性和不可逆性，对人类健康威胁很大[2]。

富氧燃烧系统中由于烟气循环，其烟气中汞含量通常高于常规燃烧烟气。

因此，富氧燃烧烟气中汞的有效脱除需更加引起重视。

目前，大量燃煤烟气汞控制技术被广泛研究，如活性炭吸附剂[3]、硅酸盐吸附剂[4]、钙基吸附剂[5]、SCR多功能氧化脱汞[6]、光催化氧化脱汞[7]。

然而，针对富氧燃烧烟气中汞的脱除技术却鲜有报道。

Lopez-Anton等[8]报道了富氧燃烧气氛下载硫/未载硫活性炭的脱汞性能，并获得了较高的汞捕获效率。

Wang等[9]研究了富氧燃烧烟气中SCR催化剂(V2O5-TiO2)对汞的脱除性能，发现富氧燃烧烟气中高浓度的CO2(80 vol%)有利于汞的氧化。

Spörl等[10]研究了富氧燃烧系统中汞的释放特性和飞灰对汞的捕获，结果表明，相较于空气燃烧气氛，富氧气氛下飞灰对汞的捕获效率有所降低，这主要是因为富氧燃烧系统中烟气循环导致Hg0、SO2、SO3浓度都高于空气燃烧。

武汉市典型企业排放烟气中汞含量的调查

武汉市部分企业排放烟气中汞含量的调查摘要：燃煤企业排放烟气中的汞对大气环境有严重影响，对排放烟气中的汞进行监测以掌握汞排放的数据，是我国制定汞减排目标和确定工艺路线的基础。

吸附管法由于设备便携且操作简单，适用于中小型电厂汞排放的监测以及与汞在线监测系统的对比及校正。

此次调查在武汉市内选取四家典型企业作为采样点，共采集了144个样品，测试结果表明，四家企业排放烟气中汞的含量从0.96 μg/m3至22.59 μg/m3不等，不同类型企业在汞的排放上差别较大，且同一企业不同时间排放也有一定的区别。

关键词：烟气；汞含量；吸附管；武汉市；企业在国家环境监测“十二五”规划中，已明确指出要加强对燃煤电厂汞排放的监测。

《火电厂大气污染物排放标准GB13223-2011》已于2012年1月1日实施，其中规定自2015年1月1日起，燃煤锅炉执行汞及其化合物污染物排放限值0.03 mg/m3 (30μg/m3) 的标准。

国家环境保护部更是要求电力行业高度重视大气汞污染防治，已在五大电力集团开展燃煤电厂大气汞污染试点监测工作。

中国燃煤电厂及相关企业汞的排放研究刚刚起步，有系统测试的企业较少，加之中国燃用煤种品种较多，各企业烟气净化效率差别较大，因此目前各报道中关于中国燃煤电厂汞的排放量很不准确，不同科研机构估算值也各不相同。

为了了解小型电厂以及相关企业自备电厂排放烟气中汞的含量，于2011年10月至12月间开展了部分典型企业排放烟气中汞含量的专题调查。

1.调查与试验方法1.1 方法原理烟气中汞的采样及测试参照美国环保署（EPA）方法30B中汞的采集分析方法，利用汞吸附管采集烟气中的汞后，再利用热解-原子吸收（AAS）法进行分析测试。

方法30B测量的是在一段时间内累积的汞排放量。

将吸附剂填充在吸附管内，当烟气流经时其中的汞被捕获，一段时间后取出吸附管，用分析仪器进行分析，进而得到汞的含量。

采样流程图如图1所示：图1. 典型汞吸附管采样系统示意流程图1.2 采样地点和仪器设备为了了解中小型热电厂以及企业自备电厂烟气排放中汞含量，在武汉市内选取了四家典型企业，分别为某钢铁集团自备电厂、洪山区某小型热电厂、某纸业集团自备电厂、某有机合成化工厂自备电厂这四家企业。

燃煤电厂烟气中汞排放控制技术分析

●Vol.32,No.92014年9月中国资源综合利用China Resources Comprehensive Utilization近年来,汞污染越来越受到公众关注。

而燃煤电厂是最主要的汞排放源之一,占人为排放的1/3。

世界范围内煤中汞平均含量为0.13mg/kg ,而我国煤中汞平均含量为0.22mg/kg ,我国是燃煤大国,按照此数值计算,每年燃煤排放的汞量巨大,对自然生态环境和人居环境产生较大影响[1-8]。

为了控制煤中汞的排放,目前有多种控制排放技术,本文对常用的汞控制排放技术进行了分析。

1汞排放形态煤中汞经燃烧后,主要有3种存在形态:气态单质汞(Hg 0)、气态二价汞(Hg 2+)和颗粒态汞(Hg P )[9-13]。

气态二价汞易溶于水,如吸附在颗粒物上,则变为颗粒态汞,颗粒态汞和气态二价汞易被除尘设施和脱硫设施脱除,是目前汞形态中被脱除的主要部分,但气态单质汞具有较低的水溶性,不易被脱除,是最难控制的汞形态之一,也是今后脱汞的研究重点。

2汞排放控制技术根据燃煤烟气中汞的来源、产生到排放流程,汞的排放控制主要集中在3个阶段,即燃烧前脱汞(主要针对煤中汞)、燃烧中脱汞(降低汞的产生)和燃烧后脱汞(主要针对烟气中汞)。

2.1燃烧前脱汞燃烧前脱汞可以理解为对煤中汞的前处理。

在煤粉未进入炉膛燃烧前,采取相应控制措施降低进入炉膛的煤中汞含量,从源头上控制汞的产生。

目前控制方法有燃煤洗涤和热解技术[14-16]。

2.1.1洗煤技术煤中汞主要存在于无机物中,根据煤中无机物和有机物的密度以及有机亲和力的不同,在煤粉浆液中加入浮选剂。

浮选过程中煤中有机物主要成为收稿日期:2014-04-21作者简介:张晓勇(1980-),男,江苏淮安人,工程师,硕士研究生,博士在读,从事环境应急工作。

燃煤电厂烟气中汞排放控制技术分析张晓勇1,2,张金池1,张布伟3,蔡同锋3(1.南京林业大学森林资源与环境学院,南京210037;2.江苏省环境应急与事故调查中心,南京210036;3.江苏省环境监测中心,南京210036)摘要:介绍了煤中汞燃烧后的排放形态,并较为详细地论述了各种汞排放控制技术,同时对烟气脱汞技术进行了展望。

燃煤烟气中汞的脱除毕业论文

燃煤烟气中汞的脱除毕业论文摘要煤炭作为我国的主要能源这一现状在很长时间内难以改变，大量的煤炭消耗带来了严重的环境问题，从而引起越来越多人的关注。

我国是世界上汞排放量最大的国家之一，因此必须对其进行控制。

汞因为具有挥发性、持久性和生物积累性，难以脱除。

传统的活性炭吸附剂价格昂贵，不能再生利用，无法达到理想的工业脱汞效果。

本文用廉价的天然矿物作为活性炭的替代品，主要研究凹凸棒石及其改性凹凸棒石对燃煤烟气中汞脱除的影响。

实验中主要采用高锰酸钾，溴化铵对凹凸棒石进行改性，经浸渍，烘干，煅烧，筛选出60~100目的作为吸附剂。

在模拟烟气（N2，汞蒸气）的条件下，利用QM201H型燃煤烟气测汞仪在固定床实验台架上对吸附剂的脱汞效果进行了测试，简要探讨了改性凹凸棒石的脱汞机理。

主要研究了改性剂浓度，吸附剂温度，改性试剂等对脱汞效率的影响。

绘制了不同温度，浓度的吸附剂的脱汞效率随时间变化曲线。

通过SSA-4300孔径及表面积分析仪对改性凹凸棒石样品进行了表征测试，结合表征参数对前后脱汞效率的变化进行了简要的分析与讨论。

结果表明，经KMnO4改性后，凹凸棒石脱汞效率有很大的提升，可以达到70%左右，而且随温度的增加其脱汞效率略有上升。

凹凸棒石与KMnO4比例在1:20，吸附剂温度在140℃表现出最佳的脱汞效率，经KMnO4改性的凹凸棒石加入溴化铵后，脱汞效率没有明显上升，表明溴化铵对改性凹凸棒石的脱汞效率没有促进作用。

关键词燃煤烟气；汞控制；凹凸棒石；KMnO4AbstractCoal is still and will be the mainly energy source in a long time for China. Huge amount of coal consumption will result in serious environmental problem，this cause more and more people's attention. China is one of the largest mercury emissions countries in the word. Therefore the mercury emissions control is reasonable and necessary. Mercury is difficult to remove because of its volatile ，persistence，and biological gatz. Traditional activated carbon adsorbent is expensive，not renewable use，and can not reach the ideal effect of industry to take off the mercury. In this paper，natural mineral materials were applied as alternative to activated carbons due to their low cost. The main research is about mercury removal performance of attapulgite (Atp) and modified attapulgite in coal-fired flue gas.In the experiment, Attapulgite is modified by KMnO4or NH4Br.They are impregnated, calcited and filtered out 60 to 100 meshes as adsorbent. The mercury removal adsorbent effects of adsorbent were tested by QM201H flue gas mercury analyzer in a fixed bed on the condition of a simulated flue gas (N2, mercury vapor). The mercury removal mechanism of modified attapulgite was analyzed in a brief. Through the method of controlling the variable, This experiment studied the modifier concentration, adsorbent temperature, modified reagent for mercury removal efficiency.The curve of mercury removal efficiency was drawed. The characterization of modified attapulgite samples was tested by SSA-4300 surface area analyzer. Combining with it,analysis and discussion is necessary for the verity of mercury removal efficiency.The results showed that, after modification by KMnO4,mercury removal efficiency of the attapulgite has greatly improved, with increasing temperature, it increasedslightly and can reach an average of about 70%.The adsorbent with the proportion of attapulgite with KMnO41:20 at 140℃showed the best mercury removal efficiency.Attapulgite which was modified by KMnO4and added to NH4Br has poor performance at mercury removal. It suggests that NH4Br has no role in promoting the efficiency of mercury removal.Key Words：Coal-fired flue gas; Mercury emissions control; Attapulgite ; KMnO4目录摘要 (I)Abstract (III)1文献综述 (1)1.1 研究背景 (1)1.2燃煤汞排放特性与形态分布 (2)1.3烟气脱汞技术研究进展 (4)1.3.1活性炭吸附剂 (5)1.3.2飞灰吸附剂 (5)1.3.3 钙基吸附剂 (6)1.3.4天然矿物吸附剂 (6)1.4常用吸附剂改性方法 (8)1.4.1热活化法 (8)1.4.2微波改性法 (8)1.4.3 酸和盐溶液改性法 (9)1.5凹凸棒石简介 (9)1.5.1凹凸棒石结构 (9)1.5.2凹凸棒石成分 (10)1.6 论文研究目的及意义 (10)2 实验部分 (12)2.1 原料及所用试剂 (12)2.2 实验仪器 (12)2.3 制备方法 (13)2.4 实验装置介绍及操作步骤 (13)2.4.1实验装置 (13)2.4.2基本原理 (14)2.4.3 实验方法 (15)2.4.4脱汞效率的表示方法 (16)3 实验数据与分析 (18)3.1改性试剂对脱汞性能的影响。

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两种取样监测方法选择
EPA方法29(安大略法)
优点：能够对价态汞进行采样缺点：仪器便携性差，采样流量大，需要不断加冰；重复性差，对操作人员要求较高。一般用于科研部门对价态汞的研究。 EPA方法30B 优点：操作简单、检出限低（可到ng级）、重复性好缺点：耗材不可重复使用，成本较高。
冰浴吸收瓶采样装置
四川省环境监测总站
燃煤锅炉废气中汞及其化合物监测技术
刘宏 2015年11月
主要内容：
1.需求分析
-------------为什么要测
2.解决方案
---------------如何测量
3.技术支持方案保证
---------------方法、方案技术保证及验证
1.需求分析：
标准依据2014年7月1日实施的最新的GB13274-2014 <<锅炉大气污染物排放标准>>，规定至2015年1月1日必须进行烟气汞的测量。

吸收瓶之前的所有连接处也必须选择不吸附汞材质。
活性炭吸附气态汞气中的气态汞；第二段作为备用段，用于吸附穿透的气态汞。
热裂解原子吸收装置
该采样分析系统的注意点
SO2、NOx会抑制活性炭对汞的捕获，可采用在吸附管前端增加一节碳酸盐类化合物以去除酸性气体。吸附管不可重复使用，目前多是进口耗材，成本相对较高。
2.解决方案：
2.1烟气汞监测方法分析
在线烟气汞测量技术（EPA方法30A）
国外取样分析方法
液体吸收取样分析法（EPA方法29以及EPA方法101A）(安大略法)
干吸附剂取样分析法（EPA方法30B以及EPA方法324）（30B法）
国内有对应的两个标准已进入征求意见稿阶段： HJ 543–201x《固定污染源废气总汞的测定冰浴吸收瓶采样-冷原子吸收分光光度法》 HJ xx-201x 《固定污染源废气气态汞的测定活性炭吸附/热裂解原子吸收法》

采样实物图
仪器维护
1.便携式测汞仪维护部件
硅胶管视使用情况更换 • 石英窗定期维护 • 用刷子或压缩空气清洁池体表面的固体颗粒 • 更换进出口过滤器 2.测汞仪维护部件定期检查连接管的密封性。
•
吸收管
冷原子吸收装置
该采样分析系统的注意点

用到水浴、多个吸收瓶，操作难度有点大，对技术人员要求较高。不太适合高汞或SO2含量高的样品，如进口烟气。高锰酸钾等试剂的质量问题，提前检验其空白情况，必要时纯化。
加热管线及烟枪的温度要维持在120℃以上。采样管到吸收瓶之间管路要尽可能短，避免产生吸附。