论文题目: 煤燃烧过程中汞、砷、硒的排放与控制研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 热能工程
作者: 郭欣
导师: 郑楚光
关键词: 煤燃烧,形态,分布,吸附,密度泛函理论
文献来源: 华中科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 煤燃烧过程中痕量重金属排放的研究已成为燃烧污染中的一个新的前沿领域。特别是一些易挥发元素或化合物,它们不能被先进的除尘装置(如电除尘器,布袋除尘器等)有效捕获,无控制地大量排放进入大气,成为环境污染的一个重要来源,对生态环境具有很大的直接或潜在的危害。本文以煤中最易挥发性的痕量元素汞、砷、硒作为研究对象,对它们在煤燃烧过程中的分布,转化及控制机理进行了较为系统的实验及理论研究。由于煤中基体复杂,不均匀性高,同时,三种元素都具有含量低,挥发性较强等特点,给预处理和检测过程带来了很大困难。本文采用先进的微波消解技术,建立了快速准确测定煤和飞灰中汞、砷、硒的方法。本法具有速度快、待测元素无损失、空白值低、精密度好等特点。为深入研究迁移转化规律打下了良好基础。应用逐级化学提取法、浮沉实验等多种方法定量研究了煤中汞、砷、硒的赋存形态及亲合特性。研究不仅有助于深入了解重金属在煤燃烧过程发生的物理化学反应及形态转化机理,同时对预测洗煤,煤的存放等过程中重金属的迁移去向有很重要的意义。实验结果表明煤中汞和砷的赋存形态相近,主要以硫化物形态和残渣态存在,硒在煤中的分布较为分散。由于煤存在多成因、多形态的硫化物,煤种不同,不能简单地根据硫量进行汞、砷、硒含量的预测。从实验室小型台架到实际运行锅炉,对煤燃烧过程中汞的迁移转化进行了较为系统的研究。采用Ontario-Hydro 方法对实际运行锅炉电除尘器后烟气中汞的形态分布进行研究,结果表明汞主要以烟气形式排放,Hg2+占气态汞量的55%-69%,Hg0 占31%-45%,探讨了Hg0 与氯气及氯化氢可能的化学转化反应。分析汞捕获量与燃煤飞灰粒径、未燃尽碳之间的关系,结果显示飞灰吸附汞的作用机理是物理吸附与化学吸附共同作用的结果。对煤燃烧过程中砷、硒释放反应机理进行了较为系统的实验研究。台架实验表明,砷在煤燃烧过程中只部分蒸发,硒绝大部分都蒸发成气态形式,只有少部分残留在灰中。在国内首次采用EPA method 29方法对装备有静电除尘设备的某电厂砷、硒的排放特征进行研究,实验表明砷主要以飞灰形式排放,砷浓度与飞灰粒径呈明显的负相关
论文目录:
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 选题依据及研究意义
1.2 易挥发痕量元素的理化特性
1.3 国内外研究进展
1.4 本文的主要研究内容
2 微波消解原子光谱测定痕量元素方法的建立及应用
2.1 引言
2.2 微波消解的原理与特点
2.3 微波消解技术在分析中的应用实例
2.4 微波消解原子光谱测定汞、砷、硒方法的建立及应用
2.5 本章小结
3 煤中痕量汞、砷、硒赋存形态
3.1 引言
3.2 煤中痕量元素赋存状态研究方法
3.3 煤中汞、砷、硒赋存形态的实验研究
3.4 本章小结
4 汞在煤燃烧过程迁移转化的实验研究
4.1 引言
4.2 煤燃烧过程中汞释放的实验研究
4.3 燃煤电厂汞形态分析的实验研究
4.4 飞灰对汞的吸附
4.5 本章小结
5 煤燃烧过程砷、硒释放反应的实验研究
5.1 引言
5.2 煤燃烧过程中砷、硒释放的实验研究
5.3 燃煤电厂砷、硒排放特征实验研究
5.4 飞灰中砷的形态特性研究
5.5 飞灰对砷富集机理的探讨
5.6 本章小结
6 氧化钙吸附不同形态汞的密度泛函理论计算
6.1 引言
6.2 量子化学计算的基本原理和方法
6.3 密度泛函理论及其在固相体系中的应用
6.4 固相体系计算研究中的簇模型方法
6.5 计算模型和计算方法
6.6 结果分析与讨论
6.7 小结
7 全文总结及建议
7.1 全文总结
7.2 进一步工作及建议
致谢
参考文献
附录 攻读博士学位期间发表的论文
发布时间: 2006-04-05
参考文献
- [1].燃煤汞释放及转化的实验与机理研究[D]. 吴辉.华中科技大学2011
- [2].高灰熔点煤燃烧细微颗粒物生成及控制实验研究[D]. 纪明俊.安徽理工大学2013