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。     

煤燃烧过程中汞排放的模拟

由于化学动力学数据的缺乏及其它因素，目前对于燃烧中汞的排放和转变机理的研究主要局限于化学热力学计算和试验研究。该文在CFD、化学热力学计算的基础上用数学模型预测了煤燃烧过程中汞的分布及排放，在模型中考虑了气态汞与烟气组分或其它化合物的化学反应、气态汞的冷凝以及颗粒物的气溶胶动力学等因素的影响。最后对实验室台架上的煤粉燃烧进行数值计算，得到的汞在灰中富集因子与试验结果比较吻合。     

Hg/O/H/Cl系统中汞的氧化动力学研究

控制燃煤锅炉中Hg的排放已经越来越被电力行业所关注，已有数据表明气相排放的和残留在飞灰中的Hg的变化范围很大，引起这种变化的原因还不清楚，在尾部烟道附近，Hg以元素态和HgCl2蒸汽形式存在，已知其中HgCl2更容易从烟气中脱除，为了更好地控制Hg的排放，必须了解燃烧过程中Hg的反应产物以及各浓度与时间的关系，即Hg的反应动力学机理，文中首先采用化学热平衡分析的方法研究了烟气中前量元素汞的形态和分布，继而提出了Hg/O/H/Cl系统的氧化动力学模型，后者与前者进行了对比，并与Mamani-Paco等人的实验结果进行了比较，取得了令人满意的结果。     

汞的均相氧化机理模型的比较与研究

该文以5种汞的均相氧化反应机理模型为研究对象，对几种反应模型中各种组分的反应级数进行了比较和研究，得出了整个反应系统的反应级数的范围。同时，文中对各模型的表观活化能进行了比较，并对各反应系统的表观活化能在T=1000K附近的突降现象给出了可能的解释。该文所考虑的反应物组分包括HCl、Cl2、O2，采用的反应机理模型都是近年来所公认的比较成熟的模型。通过相应的计算和比较发现，Cl2为汞均相氧化模型中的主要氧化剂，O2亦为反应系统中一个不可忽视的因素，而HCl对于汞的氧化贡献较小。这一结果与近年来的报道是一致的。     

分级燃烧对固体吸附剂吸附痕量金属的影响

在一维煤粉燃烧炉实验研究了分级燃烧方式对吸附剂控制重金属元素排放的影响。试验发现分级燃烧会增加亚微米颗粒中重金属的浓度,不利于对痕量重金属元素的控制,尤其对挥发性大的元素(如Cu和Ni)影响越明显;固体吸附剂对煤中重金属的排放具有吸附作用,并且吸附剂对不同的重金属元素的吸附有选择性;最后对吸附剂吸附重金属元素的机理做了阐述,吸附剂吸附重金属元素是通过物理吸附和化学吸附,其中它们在吸附过程中是共存的。