鹵素對(duì)燃煤煙氣中汞的均相和未燃盡炭表面非均相氧化的動(dòng)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(qiáng)的毒性，對(duì)人類(lèi)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(lèi)物質(zhì)可以有效的氧化Hg0，但目前其反應(yīng)機(jī)理的研究主要在均相氧化范圍內(nèi)，非均相氧化機(jī)理還不清楚。因此，深入研究鹵素類(lèi)物質(zhì)氧化Hg0的均相和非均相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)機(jī)理對(duì)控制燃煤電站汞排放具有重

2、要意義。
　　以化學(xué)動(dòng)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(lèi)物質(zhì)對(duì)汞的均相氧化動(dòng)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(dòng)力學(xué)模型。應(yīng)用CHEMKIN-PRO軟件，模擬燃煤煙氣中添加鹵素類(lèi)物質(zhì)后汞的遷移及形態(tài)轉(zhuǎn)化規(guī)律，并與現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，更為全面、準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)燃煤煙氣中汞的形態(tài)轉(zhuǎn)化規(guī)律。
　　研究了氯對(duì)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(dòng)力學(xué)。通過(guò)比較發(fā)

3、現(xiàn)只考慮均相氧化模型，則模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好。通過(guò)對(duì)多相氧化模型進(jìn)行敏感性分析，得到了氯對(duì)汞進(jìn)行非均相氧化的主要反應(yīng)通道。O2濃度的增加促進(jìn)汞的氧化；H2O、NO和SO2濃度的增加對(duì)汞的氧化呈現(xiàn)抑制作用；未燃盡炭顆粒直徑對(duì)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(duì)溴氧化燃煤煙氣中汞的均相和非均相動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究，建立了溴對(duì)汞的多相氧化模型

4、。通過(guò)對(duì)多相氧化模型進(jìn)行敏感性分析，得出了溴對(duì)汞進(jìn)行非均相氧化的主要反應(yīng)通道。O2濃度的增加促進(jìn)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(duì)汞的多相氧化模型。單獨(dú)對(duì)比氯和溴氧化模型發(fā)現(xiàn)，溴對(duì)汞的氧化能力比氯強(qiáng)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