燃煤鍋爐氣中的重金屬元素

燃煤鍋爐產(chǎn)生的有毒痕量元素對(duì)環(huán)境的危害越來(lái)越被人們所關(guān)注。煤中含有多種不同物理化學(xué)形態(tài)的痕量元素，在燃燒過(guò)程中，一部分痕量金屬會(huì)釋放出并以氣相存在，隨著溫度的降低直至露點(diǎn)溫度，會(huì)形成很小的氣溶膠核或在周圍已存在的顆粒上凝結(jié)，富集在亞微米顆粒上，給環(huán)境造成很大的危害。

程俊峰等(2001)在一維煤粉燃燒爐上進(jìn)行了煙煤添加不同吸附劑的分級(jí)燃燒實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中保持總的空氣過(guò)剩系數(shù)為1.20，分級(jí)風(fēng)量占總風(fēng)量的20%，爐內(nèi)溫度在1100℃左右。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，分組燃燒會(huì)增加亞微米顆粒排放，不利于對(duì)痕量重金屬元素的控制，尤其對(duì)揮發(fā)性大的元素(如Cu和Ni)影響更明顯，熱力學(xué)計(jì)算也表明不同氣氛下微量元素的形態(tài)變化過(guò)程有很大差異。高嶺土生產(chǎn)設(shè)備一直都是比較多的，并且比較復(fù)雜，需要很專業(yè)的人員來(lái)操作，還原氣氛下痕量元素會(huì)生成不穩(wěn)定的次氧化物和還原性產(chǎn)物。固體吸附劑對(duì)煤中重金屬的排放具有吸附作用，并且不同的吸附劑對(duì)不同的痕量元素的吸附效果各不相同。高嶺土設(shè)備繁多，加工步驟繁雜，不分級(jí)時(shí)，高嶺土對(duì)Co、Cr、Ni的吸附效果卓越，被吸附在灰中的元素濃度分別為18.14μg/g、104.02μg/g和133.56μg/g;在分級(jí)情況下，高嶺土對(duì)Co、Cu的吸附效果卓越，灰中濃度分別為16.55μg/g和135.94μg/g。高嶺土和灰質(zhì)白云石效果比較好，一方面其比表面積大，吸附劑與痕量元素化合物接觸面大;另一方面，這兩種吸附劑的有效活性位也比較多。

姚多喜等(2003)通過(guò)在一維煤粉燃燒爐上進(jìn)行無(wú)煙煤添加高嶺土吸附劑的燃燒實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)條件是吸附劑按2%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均勻混入煤粉中，為模擬實(shí)際粉煤燃燒，將總的空氣過(guò)剩系數(shù)保持在1.20左右，給粉量為4kg/h，分級(jí)風(fēng)量占總風(fēng)量的20%，從二次風(fēng)管中送入，采用第1〜5級(jí)為1200℃，第6級(jí)為1000℃。在此條件下研究了無(wú)煙煤及其燃燒產(chǎn)物中18種環(huán)境有害微量元素的含量和分布;計(jì)算了高嶺土在不同燃燒工況條件下對(duì)每種環(huán)境有害微量元素的吸附率。結(jié)果表明，高嶺土對(duì)環(huán)境有害微量元素Cd、Pstrong、Sstrong、Sn、Ba、Co、Be、Cr、Ni、Mo、Tl、V、U、Mn、Th具有不同的吸附作用，吸附率為11.6%〜500%;吸附效率與元素種類、燃燒工況等因素有關(guān)，對(duì)環(huán)境有害微量元素Cd、Pstrong、Zn、Sstrong、Ba、Co、Be、Cr、Ni、Mo、Tl、V、U、Mn,Th的吸附能力，分級(jí)燃燒比不分級(jí)燃燒吸附效果更好，總吸附率差為8.4%〜481%。高嶺土在分級(jí)燃燒下有利于控制Cd、Cr,Pstrong、Mn、Mo、Ni、Be、Th、U、V、Zn、Ba、Co,Tl、Sstrong、Sn元素的排放，其吸附能力的大小順序?yàn)椋築a>Zn>Pstrong>Cd>Sn>Sstrong>Ni>Mo>Mn>Co>Cr>Th>U>V>Tl>Be

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