鹵素對燃煤煙氣中汞的均相和未燃盡炭表面非均相氧化的動力學(xué)研究.pdf

1、汞由于其特殊的物理化學(xué)性質(zhì)以及強的毒性，對人類健康造成了極大危害。燃煤電站是汞排放的最大人為污染源。燃煤煙氣中單質(zhì)汞（Hg0）因其具有較高的揮發(fā)性和較低的水溶性，是目前最難被控制的形態(tài)。將Hg0轉(zhuǎn)化為氧化態(tài)汞(Hg2+)可以有效的控制燃煤電站的汞排放。鹵素類物質(zhì)可以有效的氧化Hg0，但目前其反應(yīng)機理的研究主要在均相氧化范圍內(nèi)，非均相氧化機理還不清楚。因此，深入研究鹵素類物質(zhì)氧化Hg0的均相和非均相反應(yīng)動力學(xué)機理對控制燃煤電站汞排放具有重

2、要意義。
　　以化學(xué)動力學(xué)為基礎(chǔ)，構(gòu)建了包括C/H/O/N/S/Cl/Br/Hg八種元素的鹵素類物質(zhì)對汞的均相氧化動力學(xué)模型以及涉及煙氣中未燃盡炭(UBC)的汞的多相氧化動力學(xué)模型。應(yīng)用CHEMKIN-PRO軟件，模擬燃煤煙氣中添加鹵素類物質(zhì)后汞的遷移及形態(tài)轉(zhuǎn)化規(guī)律，并與現(xiàn)有實驗結(jié)果進行對比驗證，更為全面、準確的預(yù)報燃煤煙氣中汞的形態(tài)轉(zhuǎn)化規(guī)律。
　　研究了氯對燃煤煙氣中汞的均相氧化和未燃盡炭表面的非均相氧化動力學(xué)。通過比較發(fā)

3、現(xiàn)只考慮均相氧化模型，則模擬結(jié)果和實驗結(jié)果相比有較大的偏差，而相同條件下多相氧化模型模擬結(jié)果和實驗結(jié)果吻合較好。通過對多相氧化模型進行敏感性分析，得到了氯對汞進行非均相氧化的主要反應(yīng)通道。O2濃度的增加促進汞的氧化；H2O、NO和SO2濃度的增加對汞的氧化呈現(xiàn)抑制作用；未燃盡炭顆粒直徑對汞的氧化率有很大的影響，隨著直徑的增大，汞氧化率下降比較明顯。
　　對溴氧化燃煤煙氣中汞的均相和非均相動力學(xué)進行了研究，建立了溴對汞的多相氧化模型

4、。通過對多相氧化模型進行敏感性分析，得出了溴對汞進行非均相氧化的主要反應(yīng)通道。O2濃度的增加促進汞的氧化；NO、SO2濃度的增加抑制汞的氧化；隨著未燃盡炭顆粒直徑的增大，汞的氧化率下降比較明顯。
　　建立了氯和溴對汞的多相氧化模型。單獨對比氯和溴氧化模型發(fā)現(xiàn)，溴對汞的氧化能力比氯強很多。均相氧化模型中，溴濃度固定的情況下，隨著氯濃度的增加，汞的氧化率隨之下降。多相氧化模型中，溴濃度固定的情況下，隨著氯濃度的增加，汞的氧化率隨之增加