洁净煤技术李子君.ppt

4.3.1 吸附剂法 吸附剂 活性炭吸附剂 钙基吸附剂 金属吸附剂 其他吸附剂 飞灰 第二十九页，共四十四页。 A 活性炭吸附剂 活性炭吸收剂最初用于垃圾焚烧炉的汞排放控制，取得了很好的效果，因此在研究控制燃煤电厂烟气的汞污染排放时，活性炭也被作为研究的热点。国内外学者都对其烟气脱汞性能进行了深入而细致的研究。 影响活性炭汞吸附能力的因素有很多，如反应温度、碳的类型、烟气成分及接触时间等。 第三十页，共四十四页。 高洪亮等在小型燃煤烟气汞脱除试验台上，用模拟烟气研究了活性炭对汞吸附性能的影响因素。试验结果表明： 随着吸附反应温度的升高，汞的穿透率显著增加。 增加碳汞(C/Hg)比例，除汞效率可以达到60%以上。 氧的存在可以提高活性炭吸附汞的能力。 CO2 的存在会导致吸附效率的下降。 CO 的存在对活性炭吸附性能的影响不明显。 第三十一页，共四十四页。 李子君 TSP120301042 第一页，共四十四页。 1 脱汞的背景及意义 近年来，由于痕量元素特别是汞在环境污染中显示出的隐蔽性、高挥发性、易迁移性、高度生物蓄积性及其潜在持久危害性，引起了国际社会的广泛关注。 岩石或矿物中含量低于100ppm的，称之为痕量元素，多指重金属。 第二页，共四十四页。 1.1 汞主要物理化学特征 汞的原子序数80，位于元素周期表IIB族，密度为13.6g/cm3。 汞是毒性较大的有色金属，俗称水银，常温下为银白色发光易流动的液体，其最大特点为室温下唯一的液体金属。 汞的熔点低，为-38.87℃，在356.95℃沸腾。溶化初期的汞开始蒸发,因此,0℃时存在一定的汞蒸汽，随着温度升高，汞蒸汽越多，20℃时汞的蒸汽压为0.00l3mm，具有较高的挥发性。 第三页，共四十四页。 1.2 汞的来源 汞的来源 自然界 人为因素 火山喷发 汞矿和其他金属的冶炼 氯碱工业 电器工业 矿物燃料的燃烧 世界上每年大约有5000吨汞进入大气 第四页，共四十四页。 过度依赖化石燃料，是环境污染的主要根源； 2003年初，联合国环境规划署发表的一份调查报告指出，燃煤电厂是最大的人为汞污染源。Nriagu对世界范围内汞排放源的分布进行估算，认为电力煤燃烧贡献了9%~17%的汞。 第五页，共四十四页。 1.3 煤中汞的分布 在地壳中，汞总量达1600 亿吨，99.98%呈稀疏的分散状态，0.02%富集于可以开采的汞矿床中。汞是稀有的分散元素，它以微量广泛分布在岩石、土壤、大气、水和生物之中，构成了地球化学循环 第六页，共四十四页。 如表可以发现我国产煤中的汞含量普遍要高于美国产煤中的汞含量 第七页，共四十四页。 不同煤种中汞含量分布也不尽相同。烟煤中汞含量大约为0.087μg/g、次烟煤中汞含量大约为0.053μg/g、 褐煤中汞含量大约为0.117μg/g。 各煤种汞含量由高到低依次为：瘦煤褐煤焦煤无烟煤气煤长焰煤 第八页，共四十四页。 1.4 汞在煤中的赋存状态 D.J.swaine提出煤中的汞主要以辰砂（HgS）、金属汞和有机汞化合物的形式存在。 Dvom在广泛研究苏联煤的基础之上，认为汞以HgS、金属汞和有机金属化合物的形式出现，但大部分汞以固溶物形式分布于黄铁矿中，尤其是后期成因的黄铁矿中。真正与煤大分子结合的有机汞的存在目前仍缺乏有力证据。 赵峰华发现水溶态和可交换态占10.84%-90.91%，碳酸盐和氧化物态占0%-32.52%，腐植酸和富里酸结合态占0%~24.59%，有机态占0%-41.62%，进入矿物晶格的汞占0%-9.09%，不同煤中变化很大。 * 第九页，共四十四页。 至今国内外研究者的共识是:煤中黄铁矿是汞的主要载体，特别是后生成因的黄铁矿中，并且汞在黄铁矿中分布不均匀。另外煤中硫化物或硒化物矿物(如闪锌矿)里也可能含汞。煤中是否存在与有机质结合的汞是讨论最多的问题 。 第十页，共四十四页。 1.5 汞排放形态 汞排放形态包括三种：气态单质汞(Hg0)、气态氧化态汞(Hg2+)和颗粒态汞(Hgp)。 电厂烟气中气态汞的形态差别也很大，气态汞中Hg0与Hg2+的比例从9:1到1:9不等，大约在7:3左右，主要取决于煤种、燃烧条件、温度、烟气组成等 * 第十一页，共四十四页。 颗粒态汞指与颗粒表面结合的那部分汞，它较容易被除尘器脱除。 Hg2+易溶于水，易被湿法洗涤系统所捕获而脱除，并且Hg2+在烟气中可以被颗粒炭吸收，吸收的程度取决于烟气的温度，吸收了H92+的碳颗粒可以被除尘设备除去。 而Hg0具有较高的蒸汽压并且难溶于水，是相对比较稳定的形态，难以被污染控制设备收集而直接排人大气。 第十二页，共四十四页。 1.6 汞循环及其危害 * 第十三页，共四十四页。 1.7 全球汞污染现状 第十四页，共四十四页