燃煤電廠重金屬汞的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律研究

和 瑩,郭亞飛,周玉海

（1.陜西省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站; 2.中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心,西安 710054）

目前，陜西省擁有單機(jī)裝機(jī)容量300MW以上的電廠17家為了更好的了解我省火電廠燃煤汞污染的排放情況，于2011年～2012年對(duì)陜西省17家火電廠的汞污染排放進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，對(duì)煤中汞燃燒后的遷移轉(zhuǎn)化進(jìn)行了分析，并提出防控重點(diǎn)。

1 煤燃燒過程中重金屬遷移轉(zhuǎn)化

煤粉被噴射進(jìn)爐膛內(nèi)，懸浮于爐膛中著火并燃燒。煤粉內(nèi)的礦物質(zhì)經(jīng)歷分解，熔化，裂解，汽化，凝結(jié)等過程，一部分痕量元素?fù)]發(fā)、氣化，存于氣相中，一部分存于爐渣中，一部分留在煙氣中的飛灰中。

2 實(shí)驗(yàn)分析方法及儀器

煤質(zhì)及灰、渣中汞按照煤中汞的測(cè)定方法（GB/T 16659-2008），儀器為測(cè)汞儀M6100。

3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析

假定煤燃燒后灰產(chǎn)物中飛灰占90%，渣占10%，除塵器除塵效率為99.0%，在此前提下計(jì)算1噸煤燃燒前后各元素在固態(tài)物質(zhì)中的總量變化情況，通過統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法“t”分布法檢驗(yàn)燃煤燃燒前后汞元素總量之間差值d與理論差值d0=0之間有無顯著性差異，判斷元素在燃燒過程中的揮發(fā)特性。

入爐原煤、灰、渣中重金屬汞元素分析結(jié)果見下表。

將該組17組燃燒前在固體樣品中總量A與燃燒后在固體樣品中總量E進(jìn)行t檢驗(yàn)（成對(duì)數(shù)據(jù)差值d的t檢驗(yàn)）：

假定d0=0，即燃燒前總量與燃燒后總量差值為0；

取置信系數(shù) α=0.05，查 t值表得 t=1.74 t計(jì)算＞ t 。

結(jié)論：該批差值數(shù)據(jù)與0存在顯著性差異，即可認(rèn)為煤燃燒前汞含量與燃燒后飛灰、渣中汞總量有差異。煤質(zhì)中汞在高溫下氣化隨煙氣排入大氣中，但在飛灰、爐渣中都有殘留。

4 結(jié)論

根據(jù)重金屬元素?fù)]發(fā)性可知汞為最具揮發(fā)性的微量元素，本項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果與煤中汞元素的性質(zhì)及燃燒過程發(fā)生的遷移轉(zhuǎn)化分析結(jié)論完全一致。

5 今后研究方向

對(duì)燃煤電廠煙氣中的汞進(jìn)行進(jìn)一步的監(jiān)測(cè)分析，基于煤炭中的汞含量、煤炭消耗量、燃煤過程中汞的釋放率以及不同大氣污染控制措施的去除效率計(jì)算各燃煤電廠的汞排放量。

原煤、灰、渣中重金屬汞元素統(tǒng)計(jì)分析表

[1]尹連慶,關(guān)新玉.燃煤電廠重金屬污染與控制[J].熱力發(fā)電,2006(04):30-31+68.

[2]孔維輝,劉文中,陳萍.燃煤過程中鉻遷移轉(zhuǎn)化和排放控制的研究進(jìn)展[J].潔凈煤技術(shù),2007(01):53-56.

[3]張勝寒,程立國,葉秋生,郭天祥.燃煤電站重金屬污染與控制技術(shù)[J].能源環(huán)境保護(hù),2007(03):1-4+12.

[4]張軍營,鄭楚光,劉晶,劉海明.燃煤易揮發(fā)微量重金屬元素行為的試驗(yàn)研究[J].工程熱物理學(xué)報(bào),2003(06):1043-1046.

[5]余亮英,陸繼東,吳戈,馮偉,陳文,沈凱.燃煤過程中痕量重金屬的形態(tài)與分布研究[J].動(dòng)力工程,2004(05):640-645.