【摘要】：汞因具有劇毒性、持久性和生物富集性,近年來其排放受到了極大的關注。我國是全球大氣人為汞排放最多的國家,且在總的汞排放量中,燃煤煙氣的汞排放量占相當大的比例,因此控制燃煤煙氣汞排放顯得十分迫切。利用濕法脫硫系統同時脫汞是燃煤煙氣脫汞的一種重要技術,該技術利用一定的氧化手段將零價汞氧化成為二價汞而后再經濕法脫硫系統中脫除。但由于濕法脫硫系統是還原性系統,吸收的二價汞可能被還原而再次釋放,限制了總汞的脫除效率。此外,停留在漿液中的汞會部分進入脫硫石膏中,這會影響石膏的后續使用,因此也需要對石膏中汞的穩定性和危害進行評估。本文針對不同脫硫體系中二價汞還原問題,分別研究了電石渣脫硫工藝、多污染物濕法聯合脫除工藝以及氧化鎂脫硫工藝等系統中典型條件下液相二價汞的還原規律。首先,本文研究了電石渣引入脫硫系統帶來的可溶性硫化物和硫氰化物對液相二價汞還原抑制行為。研究結果表明可溶性硫離子對二價汞的抑制作用可歸因于液相Hg2+和二價硫離子反應生成了HgS,但其反應機理在堿性條件下和酸性條件下不盡相同。在堿性條件下,Hg2+與硫離子直接結合生成HHgS。然而在酸性條件下,S(Ⅱ)可與SO32-或Hg2+反應生成S0,而一部分產生的HgO不能及時被S0捕集導致抑制作用較弱。SCN-在漿液中會與Hg2+及SO32-反應生成HgSO3SCN和Hg(SCNK(x＝2-4)),抑制了液相二價汞的還原。其次,考察了同時脫硫脫硝脫汞系統中液相二價汞的還原行為。研究表明亞硝酸根的累積會很大程度上影響液相二價汞的還原。在該系統中,二價汞會與SO32-及NO2-生成極不穩定的HgSO3NO2-,其分解釋放HgO是該系統中液相二價汞還原的重要途徑。當NO2-濃度遠大于SO32-的濃度時,溶液中的汞主要以Hg(N03X-(x-2)形式存在,液相二價汞的還原受到抑制。在Cl存在條件下,HgSO3NO2-會進一步與Cl結合生成HgSO3NO2Cl22-,阻斷了二價汞的還原路徑,極大抑制了汞的還原。最后,研究了鎂法脫硫系統中氧化抑制劑的引入對液相二價汞還原的影響。實驗結果表明,抗壞血酸、甲醛和對苯二酚的加入可加劇液相二價汞的還原。而硫代硫酸鈉的引入則會與二價汞產生強烈的絡合作用,抑制二價汞的還原。堿性條件會明顯加劇抗壞血酸和對苯二酚對液相二價汞的還原作用。在pH值為8,抗壞血酸存在時,Hg0在30min內的逸出量相比pH=6時增大約4.3倍,而相同條件下對苯二酚存在時汞還原量也增大了近2倍。這一結果說明,在堿性條件下抗壞血酸是液相二價汞還原的主要還原劑。此外,本文還考察了四種重金屬捕集劑添加條件下,汞在氣、液和固相中的分配規律以及石膏中汞的熱穩定性和浸出毒性。研究結果表明,四種重金屬捕集劑的添加均可有效地將二價汞捕集而固定于石膏中,因而抑制二價汞的還原。DTCR捕集汞的石膏樣品中汞的熱穩定性最差,在160℃的熱處理條件下,有近93%的汞會釋放出來。而TMT15捕集汞的石膏樣品中汞的熱穩定性最好,汞的釋放也達近67%。此外,連續提取實驗表明,重金屬捕集劑處理所得的石膏中酸溶態汞的比例較小,但浸出毒性實驗則表明重金屬捕集劑添加使得更多的汞進入石膏,導致汞的浸出濃度遠高于本底石膏樣品。這表明,需要特別關注重金屬捕集劑處理所得的脫硫石膏在后續處理和處置過程中汞的釋放風險。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：X701.3

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 薛建明;;國內首臺“三爐一塔、一爐調峰”濕法脫硫工程順利投入運行[J];電力環境保護;2006年06期

2 田立江;張潔;王麗萍;;改進型兩段式濕法脫硫塔設計和性能研究[J];蘇州科技學院學報(工程技術版);2008年01期

3 薛建明;許月陽;金定強;張荀;徐風彬;許雪松;;濕法脫硫工藝的拓展性創新與應用[J];電力環境保護;2009年01期

4 郭欣;;降低濕法脫硫系統的電耗分析[J];山西電力;2009年03期

5 閔堅;龍飛;;淺談濕法脫硫用真空皮帶脫水機的設計及調試[J];科技資訊;2009年33期

6 劉麗;張志峰;;濕法脫硫常見問題的分析[J];科技風;2010年13期

7 吳鳳龍;宋瑾;;電廠濕法脫硫廢棄物主要成分分析[J];廣東化工;2012年12期

8 王立偉;王蘭河;;防結冰裝置在濕法脫硫煙囪上的應用[J];電力安全技術;2012年07期

9 李軍;濕法脫硫研究進展[J];化工時刊;1993年01期

10 段玉震,李光,林靜;濕法脫硫系統[J];礦山機械;1999年10期

相關會議論文 前10條

1 周屈蘭;徐通模;惠世恩;;我國自主的濕法脫硫技術的研發與應用[A];第八屆鍋爐專業委員會第二次學術交流會議論文集[C];2005年

2 段建中;;濕法脫硫與碳排放[A];低碳陜西學術研討會論文集[C];2010年

3 熊淵;王豐景;;簡易濕法脫硫的經濟性分析[A];福建省科協第六屆學術年會節能與可再生能源分會�？痆C];2006年

4 唐海寧;;濕法脫硫鍋爐排煙熱量深度回收利用綜合分析[A];第六屆電力工業節能減排學術研討會論文集[C];2011年

5 陳美秀;李福才;周和琛;;濕法脫硫塔頂直排煙囪技術[A];2011年全國燒結煙氣脫硫技術交流會文集[C];2011年

6 陳美秀;李福才;周和琛;;濕法脫硫塔頂直排煙囪技術[A];2012火電廠污染物凈化與節能技術研討會論文集[C];2012年

7 馬俊峰;;石灰石/石膏濕法脫硫的運行調整及系統問題處理[A];全國火電大機組（600MW級）競賽第11屆年會論文集（上冊）[C];2007年

8 金新榮;;煙氣濕法脫硫優化運行討論[A];全國火電100MW級機組技術協作會第四屆年會論文集[C];2005年

9 殷晶;王曉鵬;蘇繼新;屈文;馬麗媛;;濕法脫硫過程中脫硝機理的研究[A];第五屆全國環境催化與環境材料學術會議論文集[C];2007年

10 尹連慶;郭靜娟;;石灰石—石膏濕法脫硫系統石灰石品質試驗研究[A];2013中國建筑材料聯合會石膏建材分會第四屆年會暨第八屆全國石膏技術交流大會及展覽會論文集[C];2013年

相關重要報紙文章 前10條

1 本報記者 王奎庭;如何消除濕法脫硫后患？[N];中國環境報;2014年

2 新華社 劉馭;濕法脫硫工藝應重點發展[N];中國冶金報;2001年

3 記者 束洪福;氣體濕法脫硫用環保催化劑清潔高效[N];科技日報;2012年

4 李莎莎;焦化濕法脫硫廢液無害化處理技術通過評審[N];中國建材報;2011年

5 王天宏邋劉國紅;中鋁山東企業熱電廠成功應用雙堿濕法脫硫技術[N];淄博日報;2008年

6 劉國紅;中鋁山東企業成功應用雙堿濕法脫硫技術[N];中國有色金屬報;2008年

7 閆俊榮;濕法脫硫工藝實現“零排放”[N];中國化工報;2008年

8 陳鳴樓;創新濕法脫硫技術：脫硫率95%以上[N];中國化工報;2006年

9 陳鳴樓;我國濕法脫硫技術獲新突破[N];人民政協報;2006年

10 ;龍凈環保簽訂1.77億元合同[N];證券時報;2003年

相關博士學位論文 前4條

1 唐志永;濕法脫硫后燃煤電站尾部裝置腐蝕研究[D];東南大學;2006年

2 霍旺;石灰石—石膏濕法脫硫過程的吸收、氧化及結晶機理研究[D];浙江大學;2009年

3 王青峰;濕法脫硫系統中氧化態汞的還原行為及脫硫石膏中汞的穩定性研究[D];浙江大學;2015年

4 趙建立;堿性工業廢渣濕法脫硫消溶機理分析及脫硫性能研究[D];山東大學;2011年

相關碩士學位論文 前10條

1 宋旭東;火電企業濕法脫硫工程質量監督管理研究[D];華北電力大學（河北）;2008年

2 蘇偉;基于濕法脫硫工藝的硫酸鈣結垢特性實驗研究[D];哈爾濱工業大學;2009年

3 姜力行;添加劑抑制濕法脫硫漿液中汞再釋放研究[D];華北電力大學;2013年

4 孫融;盤南600MW燃煤發電機組石灰石—石膏濕法脫硫的技術設計和實施[D];重慶大學;2008年

5 陳偉;300MW燃煤機組煙氣濕法脫硫程控系統設計[D];華北電力大學;2012年

6 萬小濤;堿基工業廢棄物用于液柱塔濕法脫硫的試驗研究[D];山東大學;2010年

7 韓香玉;石灰石/石灰—石膏濕法脫硫塔的設計研究[D];華北電力大學（北京）;2006年

8 郭靜娟;現行電廠濕法脫硫系統優化研究[D];華北電力大學;2011年

9 梁大鎂;濕法脫硫系統協同脫除汞的實驗研究[D];華中科技大學;2011年

10 劉靜;電廠濕法脫硫系統優化研究[D];華北電力大學（河北）;2009年

，

本文編號：2606134