煤中汞、氯、氟释放和形态转化规律的研究

论文摘要

在世界范围内,由煤炭利用过程造成的汞、氯、氟等有毒元素的排放已对生态环境和人类健康造成了严重危害。因此,展开对汞、氯、氟的研究,探索相关吸附剂,寻找合理的防治方法,减轻其对大气的污染都具有重要意义。本文以汞、氯、氟为研究对象,通过实验,揭示了煤炭热解、气化、燃烧过程中汞的迁移转化规律,阐释了氯和氟在煤热解过程中的释放规律,并研究了某种吸附剂在模拟煤气气氛下对汞的脱除能力。在煤热解,气化和燃烧过程中,温度是影响煤中汞释放的主要因素。反应温度越高,汞的释放量越多。元素汞（Hg0）是气态汞的主要存在形态,随着温度的升高,部分元素汞（Hg0）被氧化,二价汞(Hg2+)在气态汞中的含量有所增加。对比热解和气化过程发现,热解时元素汞（Hg0）占总汞的百分比要高于气化时元素汞（Hg0）占总汞的百分比。对比空气气氛燃烧和O2/CO2气氛燃烧发现,空气气氛煤中汞的释放率要高于在O2/ CO2气氛汞的释放率,两种气氛对汞形态的影响差别不大。高温状态下,吸附剂铁酸锌（ZnFe2O4）在模拟煤气气氛中对汞有一定的吸附作用。其吸附率超过85%,停留时间达到60分钟时吸附效率仍在60%以上。但该吸附剂在氮气气氛以及常温下对汞的吸附作用很弱,吸附能力较低,维持时间也较短。在煤热解过程中,温度是影响元素氯和氟释放性的主要因素之一。随着温度的升高,氯和氟的释放率增加。对比快速热解过程和慢速热解过程可以发现,慢速热解过程煤中氯和氟的释放率要高于快速热解过程。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 能源利用与环境污染
• 1.2 研究现状及意义
• 1.3 痕量元素汞的污染与防治
• 1.4 痕量元素氯和氟的简单介绍
• 1.5 本文的主要研究内容
• 2 煤热解气化过程中痕量元素Hg 的形态测定和释放规律
• 2.1 本文实验汞形态的测定方法
• 2.2 煤热解过程中汞形态转化和释放规律的实验研究
• 2.3 煤气化过程中汞形态转化和释放规律的实验研究
• 2.4 煤热解气化过程中汞释放率及形态的比较
• 2.5 本章小结
• 3 煤利用过程中元素Hg、Cl、F 的释放规律
• 3.1 煤燃烧过程中汞迁移转化和释放规律的实验研究
• 3.2 煤利用过程中微量元素Cl 和F 的释放规律
• 3.3 本章小结
• 4 吸附剂铁酸锌（ZnFe204）脱汞性能实验研究
• 4.1 吸附剂铁酸锌（ZnFe204）的制备及表征
• 4.2 吸附剂铁酸锌（ZnFe204）脱汞性能实验
• 4.3 本章小结
• 5 全文总结及展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 进一步工作及建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读硕士学位期间发表论文目录