煤燃烧过程中痕量元素排放的研究现状

该文对煤燃烧过程中痕量元素排放的国内外研究现状进行了综述.描述了煤中痕量元素的含量分布,并大致按含量的不同将它们分为4类,即>50μg/g,10-50μg/g,1-10μg/g,<1μg/g;总结了燃烧气体与固体产物中痕量元素的形态、分布与富集特性,包括飞灰中痕量元素的尺寸分布、痕量元素在亚微米级微细颗粒中的富集、易挥发痕量元素的气相排放、煤及燃烧废物中痕量元素的迁徙及浸洗特性等;阐明了燃烧过程中痕量元素形态转变的机理是高温下蒸发的金属在下游低温区成核或凝结,这些元素与飞灰颗粒一道形成悬浮烟雾,上述已蒸发组分向固态或液态形式的转变决定了痕量元素最终的变形和分布行为;最后,文中简单介绍了痕量元素的控制方法和技术并探讨了痕量元素研究的若干方向.＃     

燃煤飞灰对痕量重金属吸附脱除的研究

煤燃烧过程中生成的飞灰实际上是一种吸附痕量重金属的固体吸附剂，而飞灰结构和组分、灰中含碳量以及烟气温度等因素对飞灰吸附脱除痕量重金属有不同的影响。研究表明，这种吸附脱除机理是一种复杂的物理吸附和化学反应及化学吸附的组合，飞灰本身的结构特性和化学组分对痕量元素的吸附影响很大，烟温也是关键的影响因素，而灰中含碳量对其影响很小。     

燃煤电站锅炉痕量重金属的释放与控制

分析了燃烧过程中痕量重金属的释放及控制，从谋中痕量重金属元素的分布特征及元素的化学亲和性、飞灰颗粒产生的机理，气溶胶动力学模型等方面讨论燃烧过程中痕量重金属元素的特性，并提出一系列控制方法，包括洗煤、燃烧调整、添加吸附剂以及改善现有的除尘设备等。最后对国内外重金属排放控制的研究方向进行了展望。     

燃煤烟气中痕量元素的形态及其分析方法

介绍煤燃烧过程痕量元素形态的分析方法：化学热力学平衡分析和化学反应动力学模型分析。以Hg为例，描述了痕量元素化学反应动力学模型的建立、发展和完善过程，指出了煤燃烧过程中痕量元素形态分析的若干研究方向，并给出了部分痕量元素在烟气中的形态分布。     

燃煤循环流化床痕量元素排放特性试验研究

在50k W循环流化床试验台上,采用美国EPA Method29痕量元素取样分析方法,研究小龙潭褐煤(含石灰石脱硫剂)循环流化燃烧过程中As、Cd、Pb、Sb、Cr、Mn、Co、Cu、Mo、Ba 10种痕量元素在底渣、飞灰、烟气中的分布富集特性、排放浓度。结果表明:痕量元素的质量平衡率在95%~125%范围内,试验结果具有良好的可靠性。痕量元素主要分布于底渣、飞灰中,烟气气态痕元素所占比例极小(0.05%);所研究的痕量元素具有半挥发性,在飞灰中有富集趋势在底渣中存在耗散;烟气中气态痕量元素浓度极低,最大值小于0.7μg/m3,但As、Pb、Cr远高于国家环保部关于空气质量的要求,燃煤电厂烟气痕量元素的排放应引起足够的重视。烟气中颗粒态痕量元素具有很高的浓度且变化较大,通过飞灰的高效捕集可很大程度减少烟气颗粒态痕量元素的排放。     

燃煤飞灰中重金属元素分布规律的试验研究

采用原子光谱吸收分析仪和原子荧光分析仪对杭州某热电厂 2 2 0t/h循环流化床锅炉在不同工况燃烧时电除尘器飞灰中重金属元素Cd、Cr、Pb、Cu、Ni、Hg的含量进行了分析 ,并研究了锅炉负荷和Ca/S比变化对飞灰中重金属元素分布的影响。研究表明飞灰中重金属元素的分布一般存在以下关系 :Hg 相似文献   

410t/h燃油锅炉改烧水煤浆试验研究

针对茂名热电厂410t/h燃油锅炉改烧水煤浆进行了试验研究,结果表明:对锅炉进行改造后,全烧重油和水煤浆都能达到额定出力和预定的设计参数,热效率分别比设计效率提高了0.93%、1.45%,燃烧状况良好,飞灰和炉渣可燃物含量低,达到了长期连续运行的要求;与燃烧重油相比,燃烧水煤浆时SO2排放减少一半,NOx排放略有增高;燃油锅炉改烧水煤浆具有非常显著的经济效益和环保效益。     

燃煤过程中重金属形态的热力平衡分析

对燃煤过程中痕量重金属的形态进行了热力学模型计算。通过对不同系统，包括多种痕量元素共存、汞/煤系统、汞/煤/氯系统、砷/煤/氯系统、硒/煤/氯系统、和汞/砷/硒//煤/氯的复杂系统的平衡计算，表明采用热力学平例分机可以为预测煤燃烧烟气中痕量重金属元素挥发或凝聚的倾向提供有价值的指导。     

燃煤硫排放系数的研究及脱硫要求的确定

通过煤中硫在燃烧过程中排放率的实验研究，得出硫排放率与飞灰中钙、镁、铝、铁含量的加权值有很好的相关性，建立了燃煤硫排放系数与灰中碱性物含量的关系式及图表，对确定煤燃烧所引起的ＳＯ２污染和脱硫措施的选择具有实用价值。     

燃煤耦合污泥发电过程重金属、砷和硒迁移转化试验研究

污泥成分复杂,其重金属等痕量元素的质量浓度普遍高于电厂入炉煤。为了解燃煤耦合污泥发电过程中重金属和As、Se的迁移转化行为,在某600 MW机组四角切圆锅炉上进行了污泥实炉掺烧试验,在未掺烧污泥和掺烧污泥2个工况下,通过对入炉煤粉、污泥、石灰粉、炉渣、飞灰、脱硫石膏、脱硫废水和烟囱气进行采样分析,得出各痕量元素在不同输入、输出物质中的质量浓度和质量分配,预测了由掺烧污泥引起的燃煤电厂重金属、As和Se的环境排放增加风险。结果表明:煤和污泥燃烧后绝大部分痕量元素转移至飞灰和炉渣中,挥发性元素Hg、Cd、Pb、As和Se在脱硫石膏中的富集比率明显高于非挥发性元素Zn、Ni、Co、Mn和V,挥发性最强的Hg约有30%被脱硫系统捕集;掺烧1%污泥没有显著影响10种重金属、As和Se在输出物质炉渣、飞灰、脱硫石膏和烟囱气中的质量浓度和质量分配比率,烟气中Hg的质量浓度满足《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223—2011）的排放限值;在掺烧污泥过程中,应定期对入炉污泥、煤粉和烟囱气中的重金属、As和Se的质量浓度进行监测,以防止排放量大幅增加。     

痕量元素在煤粉炉中排放特性的研究

该文分析了Cr、Pb、Mn、As、Se、Hg、Cd、Zn8种痕量元素在煤粉炉中的排放特性,得出表征痕量元素排放特性的6种数值。并根据这些数值,将元素分成3类：第1类元素：Hg;第2类元素：Pb、Zn和Cd;第3类元素：Mn;Se介于第1类元素和第2类元素之间,cr同时具有第1类和第3类元素性质。研究还发现：除Mn外,其它元素在飞灰中的富集程度随粒径减小而增加;Cr、Cd、Zn在飞灰中的相对富集程度与各自熔点成反比;Pb对烟气中活性原子Cl的亲和力大于Cd;飞灰对各痕量元素吸附机理不同;痕量元素主要分布于电除尘器飞灰和气相中;烟气中Mn和Cr含量均超过我国和欧盟关于垃圾焚烧控制标准。     

煤粉锅炉不同粒径飞灰含碳量的非线性变化特性

飞灰含碳量对于锅炉的热效率和安全运行、发电机组的性能以及飞灰利用等方面均有较大影响。以实验手段研究了飞灰含碳量与粒径尺寸之间的变化关系,实验结果表明,一定条件下,煤粉炉飞灰含碳量与粒径之间在存在非线性关系,典型的变化趋势为：随着粒径尺寸的减小,飞灰含碳量先减小后增加。通过已有研究、不同飞灰采样条件、不同电厂和煤种等方面的验证,确定了所发现变化趋势的可靠性。借助已有研究的实验数据,从锅炉相关因素和煤相关因素2方面,对该文所报道现象的合理性进行了肯定,同时进行了简要的机理分析,提出了可能造成此非线性变化趋势的原因。     

某480t/h循环流化床锅炉调试试验分析

以某电厂480 t.h-1循环流化床锅炉为研究对象,通过对其进行燃烧调整试验,燃煤粒径分析和飞灰粒径分析,找出了造成飞灰含碳量高的影响因素,研究结果表明,由于破碎和筛分系统的原因导致入炉煤粒径分布偏离锅炉设计要求,导致飞灰含碳量偏大,建议对破碎和筛分系统进行改造。在结合实际运行情况的基础上,给出了经济运行工况的参数范围,对该类锅炉的经济运行提供了一定的理论依据。     

145MW循环流化床锅炉降低飞灰可燃物含量的燃烧调整试验分析

循环流化床锅炉较高的飞灰可燃物含量将严重降低机组运行经济性。在理论分析煤质、配风、床温等对飞灰可燃物含量影响机理的基础上,对某电厂145 MW循环流化床锅炉进行降低飞灰可燃物含量的燃烧调整试验,提出了降低飞灰可燃物含量的有效措施,如降低一次风风量、增大上二次风风门开度、提高运行床温、控制入炉煤热值及粒度等。研究结果可供同类循环流化床锅炉运行借鉴。     

300MW机组煤粉锅炉掺烧稻壳的飞灰特性的试验研究

在某电站300MW机组煤粉锅炉上进行了稻壳掺烧试验。利用Bacho型粒度分析仪、EDX、SEM和XRD对掺烧后锅炉飞灰的粒径、微观形貌、化学性质等进行了试验分析。在共燃过程中,84～150μm范围内灰粒份额增加,新特征是在150～830μm范围内有分布;稻壳灰呈现的形貌有两种,熔融后块状的不规则颗粒物和黑色的大粒径的不规则片状灰粒;稻壳灰的凸面的SiO2的含量高达97.42%,从而使得掺烧灰的SiO2的含量从原粉煤灰中的55.93%增加到75.05%;稻壳灰的物相以方石英和鳞石英晶形为主,存在少量石英、莫来石晶体,从而掺烧稻壳后的飞灰中出现了方石英和鳞石英晶形。     

高碳团聚飞灰的燃烧特性

高碳飞灰与水混合并直接送入流化床,飞灰团聚,粒度增加,其燃烧特性对于飞灰再燃烧至关重要。该文利用热天平研究一种高碳飞灰及其团聚颗粒的燃烧性能。研究表明, 团聚飞灰和原灰的燃烧性能一致。一元动力学分析表明,团聚飞灰的表观活化能为106.4kJ/mol,频率因子为2.5106s-1,其着火温度较高。另外,燃烧温度、空气流量、升温速率和试样量影响飞灰最大燃烧速率和燃尽时间。     

均匀磁场中磁种聚并脱除燃煤PM10实验研究

在均匀磁场中，通过添加Fe3O4磁种对东胜烟煤燃烧产生的0.023-9.314 mm粒径范围内飞灰粒子进行了聚并实验，研究了磁种对飞灰粒子聚并的形态以及粒径、磁感应强度、质量浓度、停留时间和磁种添加比例对聚并的影响。实验结果表明：磁种与多个飞灰粒子聚并，将飞灰粒子连接在一起；添加磁种可提高所有粒径飞灰粒子的聚并脱除效率，其中对小粒子更为明显；磁种对飞灰粒子的聚并可通过增大磁感应强度、粒子质量浓度、粒子在磁场中停留时间以及磁种的添加质量比来加强，从而提高粒子的聚并总脱除效率；在粒子达到饱和磁化时，磁感应强度的增大对聚并无作用；在磁种添加比例不变时，粒子数目中位直径随总聚并脱除效率的提高而降低；在其它条件不变而增大磁种添加质量比时，粒子数目中位直径增大。数值模拟结果表明，当飞灰粒子质量浓度为40g×m-3时，聚并总脱除效率可达80%，数目中位直径从初始的0.151 mm减小到0.098 mm。     

高钙粘性飞灰对SCR催化剂的影响分析

为预测液态排渣炉产生的高钙粘性飞灰对选择性催化还原(SCR)催化剂的影响,通过分析烟气中飞灰浓度、粒度分布及成分组成,同时于电厂烟道中进行催化剂小样测试,表明高钙飞灰中的活性CaO与SO3的化学反应产物及粘性细灰在催化剂表面的沉积是影响催化剂活性的主要原因。对此,提出采用高效吹灰器、提高烟气流速等改善催化剂表面清洁状况的措施。