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高岭土对燃煤锅炉气中的重金属元素的处理

时间:2014-05-08 09:50:19

作者:世邦机器

燃煤锅炉气中的重金属元素

燃煤锅炉产生的有毒痕量元素对环境的危害越来越被人们所关注。煤中含有多种不同物理化学形态的痕量元素,在燃烧过程中,一部分痕量金属会释放出并以气相存在,随着温度的降低直至露点温度,会形成很小的气溶胶核或在周围已存在的颗粒上凝结,富集在亚微米颗粒上,给环境造成很大的危害。

程俊峰等(2001)在一维煤粉燃烧炉上进行了烟煤添加不同吸附剂的分级燃烧实验,实验过程中保持总的空气过剩系数为1.20,分级风量占总风量的20%,炉内温度在1100℃左右。实验发现,分组燃烧会增加亚微米颗粒排放,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)影响更明显,热力学计算也表明不同气氛下微量元素的形态变化过程有很大差异。高岭土生产设备一直都是比较多的,并且比较复杂,需要很专业的人员来操作,还原气氛下痕量元素会生成不稳定的次氧化物和还原性产物。固体吸附剂对煤中重金属的排放具有吸附作用,并且不同的吸附剂对不同的痕量元素的吸附效果各不相同。高岭土设备繁多,加工步骤繁杂,不分级时,高岭土对Co、Cr、Ni的吸附效果卓越,被吸附在灰中的元素浓度分别为18.14μg/g、104.02μg/g和133.56μg/g;在分级情况下,高岭土对Co、Cu的吸附效果卓越,灰中浓度分别为16.55μg/g和135.94μg/g。高岭土和灰质白云石效果比较好,一方面其比表面积大,吸附剂与痕量元素化合物接触面大;另一方面,这两种吸附剂的有效活性位也比较多。

姚多喜等(2003)通过在一维煤粉燃烧炉上进行无烟煤添加高岭土吸附剂的燃烧实验,实验条件是吸附剂按2%的质量分数均匀混入煤粉中,为模拟实际粉煤燃烧,将总的空气过剩系数保持在1.20左右,给粉量为4kg/h,分级风量占总风量的20%,从二次风管中送入,采用第1〜5级为1200℃,第6级为1000℃。在此条件下研究了无烟煤及其燃烧产物中18种环境有害微量元素的含量和分布;计算了高岭土在不同燃烧工况条件下对每种环境有害微量元素的吸附率。结果表明,高岭土对环境有害微量元素Cd、Pstrong、Sstrong、Sn、Ba、Co、Be、Cr、Ni、Mo、Tl、V、U、Mn、Th具有不同的吸附作用,吸附率为11.6%〜500%;吸附效率与元素种类、燃烧工况等因素有关,对环境有害微量元素Cd、Pstrong、Zn、Sstrong、Ba、Co、Be、Cr、Ni、Mo、Tl、V、U、Mn,Th的吸附能力,分级燃烧比不分级燃烧吸附效果更好,总吸附率差为8.4%〜481%。高岭土在分级燃烧下有利于控制Cd、Cr,Pstrong、Mn、Mo、Ni、Be、Th、U、V、Zn、Ba、Co,Tl、Sstrong、Sn元素的排放,其吸附能力的大小顺序为:Ba>Zn>Pstrong>Cd>Sn>Sstrong>Ni>Mo>Mn>Co>Cr>Th>U>V>Tl>Be

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