發(fā)布時間：2020-09-29 20:19

　　 汞是賦存在煤炭中有毒的重金屬之一。在煤炭進行熱轉(zhuǎn)化的過程中,煤中汞釋放到大氣中對大氣環(huán)境造成一定程度的污染。不同形態(tài)的汞具有不同的物理特性、化學(xué)特性和生物特性,因此只有弄清楚煤中汞的賦存狀態(tài),才有可能選擇合適的方法將其有效脫除。本文采用自行建立的將塞曼調(diào)制原子吸收光譜分析法與程序升溫裝置耦合的方法(Hg TPD),對煤樣進行在線監(jiān)測,獲得煤中汞的動態(tài)釋放曲線,考察了溫度、升溫速率和反應(yīng)氣氛等因素對煤粉熱轉(zhuǎn)化過程中汞的動態(tài)釋放過程的影響。實驗結(jié)果表明:溫度在熱解過程對煤中汞釋放有較大影響。適當(dāng)增大升溫速率對煤中汞的瞬間釋放具有明顯的促進作用。不同反應(yīng)氣氛下煤中汞的釋放行為顯著不同。選取煤中相關(guān)汞化合物為參考物,在相同實驗條件下考察參考物在程序升溫過程中汞的動態(tài)釋放特性,主要分析溫度釋放區(qū)間和特征溫度,并采用模擬軟件對實驗結(jié)果進行驗證,進而確定特定的汞熱譜圖,以期為研究煤中汞的賦存形態(tài)提供分析標(biāo)準(zhǔn)。通過將煤樣中汞的釋放曲線和參考物質(zhì)的溫度區(qū)間、特征溫度、峰的分布以及峰的對稱性進行對比,可明顯得出煤中汞的賦存形態(tài)與熱穩(wěn)定性之間的相互關(guān)系,從而確定汞在煤中的賦存形態(tài)。同時發(fā)現(xiàn),煤中汞的賦存形態(tài)隨煤樣類型的改變而產(chǎn)生變化,而同一種賦存形態(tài)的汞在不同煤種中的含量也不一樣。汞在煤中主要以Hg-S結(jié)合的形式存在,HgO次之,Hg Cl2含量最少,這與中國燃煤低氯高硫的特性具有良好的一致性。可見,Hg TPD是一種有效的研究煤中汞賦存形態(tài)的方法。
【學(xué)位單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TQ533
【部分圖文】：

華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文汞排放總量占全球汞排放總量的 30%，汞排放值高達約 1960t。亞污染最嚴重的地區(qū)之一，而中國屬于亞洲中最大的人為汞排放國家放量占全球汞排放量的 1/3 左右。由于煤炭在大部分亞洲國家的能要地位，因此汞污染主要由煤炭的大量燃燒引起。燃煤電廠是汞排污染源[11]。有統(tǒng)計顯示，中國 2000 年大氣汞的排放量為 219.5 噸排放到大氣中汞為 77.5 噸，所占比例約為 35%。美國國家環(huán)境保國年均大氣汞排放量約為 150 噸，而燃煤電廠約為 48 噸，所占比。自工業(yè)時代以來，每年的人為汞排放量有所上升，破壞了自然界統(tǒng)[13]，因此必須嚴格控制由煤炭利用而引起的汞的釋放量。

圖 1-2 煤燃燒過程中汞的遷移過程3.3 煤中汞的控制技術(shù)為滿足日益提高的燃煤汞排放標(biāo)準(zhǔn)，世界各個國家和地區(qū)均迅速對燃煤汞控制方面進行深入研究和探討，以尋找有效的汞控制方法。從 20 世紀 90 年，國內(nèi)外眾多研究學(xué)者開始對汞排放控制進行研究，并取得一定成果。燃煤的大氣汞來源于煤炭，其排放量及特征與燃煤煤種、燃燒條件及煙氣污染控狀等密切相關(guān)。針對相關(guān)影響因素，燃煤汞可以通過燃燒前、燃燒中和燃燒三個方面后進行汞的控制或脫除。燃燒前脫汞技術(shù)包括洗選煤脫汞、煤熱解脫汞以及其他燃前處理方法，燃洗選煤脫汞技術(shù)通常用于脫除賦存在原始煤樣中的無機礦物，賦存在無機礦中的汞可伴隨礦物質(zhì)的洗選過程而脫除，從而在一定程度上減少燃煤過程中素的排放量。目前，發(fā)達國家原煤洗選率達到 40%-100%。2015 年我國原煤量大幅度提高，洗選率達到 65.9%[27]。煤熱轉(zhuǎn)化利用過程中，必然會經(jīng)歷熱一階段。由于煤具有高揮發(fā)性，煤中汞在熱解過程中將大量逸出，從而達到

由于汞易揮發(fā)且通常以氣態(tài)形式向環(huán)境釋放，目前檢測固體樣品在熱處理或燃燒過程中汞的動態(tài)釋放特性及其氣相中的汞濃度變化也成為人們關(guān)注的焦點。常規(guī)采用的氣態(tài)汞檢測方法如 EPA 29 法和 EPA 101A 法都是離線分析方法， 步驟繁瑣，耗時較長，且測量值是一定時間的累計值，而非測量時刻的瞬時值，因而采用這些方法只可以測定氣態(tài)汞的含量卻得不到對其進行動態(tài)檢測的實時分析數(shù)據(jù)，無法滿足對汞動態(tài)釋放特性進行深入研究的要求。為滿足實驗要求，本實驗基于靈敏度較高的原子吸收光譜建立了一套可對氣體中的元素汞進行直接檢測的系統(tǒng)，該檢測系統(tǒng)的采樣間隔在 0.1~1s 內(nèi)可調(diào)，所以可以達到對氣態(tài)汞進行實時動態(tài)檢測的目的。此外，將該測量方法和程序升溫裝置進行耦合，即可測量煤等固體物在程序升溫過程中元素汞的動態(tài)釋放行為。2.2 實驗裝置實驗在固定床反應(yīng)器上進行，由內(nèi)徑為 20mm 的石英管、管式電阻爐和高溫加熱器組成。實驗裝置如圖 2-1 所示。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 喬燕;;淺談國內(nèi)汞污染及防治管理對策[J];環(huán)境保護與循環(huán)經(jīng)濟;2015年07期

2 吳曉華;宋二波;賈尚偉;;基于SWOT分析的我國潔凈煤技術(shù)發(fā)展研究[J];潔凈煤技術(shù);2015年01期

3 魏春梅;谷晉川;王晨麗;;飛灰吸附燃煤煙氣中單質(zhì)汞的研究進展[J];重慶文理學(xué)院學(xué)報(社會科學(xué)版);2014年05期

4 鄭丹丹;趙永椿;張軍營;鄭楚光;;煤和石油焦氣化過程中汞的揮發(fā)特性[J];燃燒科學(xué)與技術(shù);2014年04期

5 王慶一;;中國煤炭工業(yè)的數(shù)字化解讀[J];中國煤炭;2012年01期

6 徐玲玲;趙金平;徐亞;陳進生;張福旺;;大氣汞的來源及其濃度分布特征研究進展[J];環(huán)境污染與防治;2011年11期

7 黃俊;王洪昌;田剛;王紅梅;鄧雙;;燃煤電廠汞減排技術(shù)研究現(xiàn)狀[J];能源與環(huán)境;2011年03期

8 朱偉;馮新斌;仇廣樂;商立海;俞奔;;極地大氣汞虧損研究進展[J];生態(tài)學(xué)雜志;2011年05期

9 劉玲;段鈺鋒;王運軍;王卉;尹建軍;;兩種煤在熱解過程中汞的析出和形態(tài)分布實驗研究[J];燃料化學(xué)學(xué)報;2010年02期

10 王卉;劉玲;楊宏e

本文編號：2830208