煤的微量污染物控制.ppt

三、煤中汞的赋存形态目前对汞在煤中的赋存状态认识程度较低。人们通常认为汞在煤中与硫有关，并被视为一种伴生元素，通常与硫形成硫化物，汞在煤中主要存在于黄铁矿中，特别是后生成因的黄铁矿中，黏土矿物对汞也有一定富集作用。同时，在有机煤岩组分中，汞主要分布于镜质组中。许多学者运用逐级化学提取法分析了煤中汞的赋存状态，大多数煤中，总有较高比例的汞以硫化物结合态存在。煤中Hg汞以硫化物形态和残渣态存在，烟气中98%以上的汞以单质汞、氧化汞（HgO）和甲基汞（CH3Hg）形式存在；第55页,共78页，星期六，2024年，5月四、煤中汞的热解迁移煤中汞分为以无机物形式存在的汞和以有机物形式存在的汞，以无机物形式存在的汞迁移途径有两种，一种是与煤气中的氢气、氯化氢和硫化氢等反应来迁移；另一种是温度达到了无机物的分解温度或沸点。以有机物形式存在的汞迁移的途径只有一种，就是与煤气中的氢气、氯化氢和硫化氢等反应来迁移。表7-5汞及一些化合物的沸点汞及其化合物沸点(℃)Hg356.9HgO500（熔点）HgNO3．H2Ol00（熔点）HgS446HgF2645（熔点）HgCl384HgCl2302Hg(C6H5)2204第56页,共78页，星期六，2024年，5月表7-6含汞化合物与挥发分中氢的反应序号反应方程式温度(℃)1HgS(s)+H2(g)→Hg(l)+H2S(g)276.42HgSO4(s)+H2(g)→Hg(l)+H2O(g)+SO3(g)118.43Hg2Cl2(s)+H2(g)→2Hg(1)+2HCl(g)124煤中汞主要以无机物形式存在，由表7-5和表7-6可知，氢气与汞化合物的反应温度低于汞化合物的沸点，在汞化合物的沸点之下挥发分中氢气、氯化氢和硫化氢少量生成，因此挥发分对以无机物形式存在的汞的迁移作用有限。所以，在常压热解过程中煤中汞的迁移主要是由于热解温度达到含汞无机物的沸点。从表7-5中汞及一些化合物的沸点可以淆楚地看到，以无机物形式存在的汞其沸点大多在500℃以下。个别如HgF2的沸点很高，但由于煤中氟的含量微小，不会对汞的迁移造成影响。以有机物存在的汞的迁移只能通过含汞物质与挥发分中的氢气、氯化氢和硫化氢等反应来进行。含汞有机物比含汞无机物更容易与挥发分反应，所以，在低温阶段，含汞有机物含量高的煤与含汞有机物含量低的煤汞的迁移会有明显不同。第57页,共78页，星期六，2024年，5月目前常用：燃烧前脱汞、燃烧后脱汞和汞形态转化。燃烧前脱汞→煤的洗选技术燃烧后脱汞→吸附吸收汞形态转化→加入添加剂和催化剂，让零价汞转化为二价汞。五、煤中汞的脱除技术第58页,共78页，星期六，2024年，5月一、洗选煤技术煤中汞含量与黄铁矿与白铁矿有关，洗选是脱汞的简单有效的方法；利用煤的疏水性；跳汰，重介质，浮选等二、除尘器脱除主要脱除烟气中颗粒形态的汞飞灰含碳量越高，除尘器脱汞效率越高第59页,共78页，星期六，2024年，5月三、吸附剂喷射法采用吸附剂对单质汞进行吸收；常用吸附剂：金、银，活性炭、氧化活性炭、碘，碘的氧化物，沸石等某些物质与汞有特殊亲和性，如金银的汞齐反应，硫与卤素物质与汞反应生成稳定化合物。第60页,共78页，星期六，2024年，5月目前有发展前景的燃煤烟气汞排放控制技术有三种：吸附剂喷射、湿法洗涤和洗煤技术。吸附剂喷射法：吸附剂喷射法,主要是利用吸附剂（其中飞灰也有一定吸附汞的能力）吸附烟气中的Hg0和Hg2+，使它们富集于吸附剂中成为颗粒汞，颗粒汞经除尘设备捕获，达到烟气脱汞的目的。该法已成功的用于垃圾电厂的汞污染物脱除。这种方法适用范罔广，基本上对任何电厂都适用，而且可以达到较高的汞控制能力，目前主要面临的问题是控制成本、除尘设备的负荷能力以及吸附产物二次析出问题。第61页,共78页，星期六，2024年，5月湿法洗涤技术虽然利用湿法腕硫装置对Hg2+的控制达到80%～95%，但是对于不溶于水的Hg0的脱除效率低。但目前汞的氧化技术还不完善，需要研究发展高效可靠的氧化技术将烟气中的Hg0氧化为Hg2+，然后经湿法洗涤除汞，目前正在不断完善中。洗煤技术能够达到的汞脱除效率跟煤种关系较大，新的洗煤技术正在不断发展中，但残留于煤中的汞仍需要用其他方法去除，而且洗煤除汞成本高，因此洗煤技术不能作为单独的燃煤汞污染控制技术，需要同其他控制技术联合。面对美国2005年颁布的汞控制法案，目前吸附剂喷射法已经成为美国燃煤汞排放控制的主流技术，已经进入实际电厂燃煤汞排放控制示范阶段。第62页,共78页，星