濕法脫硫系統(tǒng)中氧化態(tài)汞的還原行為及脫硫石膏中汞的穩(wěn)定性研究.pdf

1、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(guān)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(dāng)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(tǒng)同時(shí)脫汞是燃煤煙氣脫汞的一種重要技術(shù)，該技術(shù)利用一定的氧化手段將零價(jià)汞氧化成為二價(jià)汞而后再經(jīng)濕法脫硫系統(tǒng)中脫除。但由于濕法脫硫系統(tǒng)是還原性系統(tǒng)，吸收的二價(jià)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(huì)部分進(jìn)入

2、脫硫石膏中，這會(huì)影響石膏的后續(xù)使用，因此也需要對石膏中汞的穩(wěn)定性和危害進(jìn)行評估。
　　本文針對不同脫硫體系中二價(jià)汞還原問題，分別研究了電石渣脫硫工藝、多污染物濕法聯(lián)合脫除工藝以及氧化鎂脫硫工藝等系統(tǒng)中典型條件下液相二價(jià)汞的還原規(guī)律。首先，本文研究了電石渣引入脫硫系統(tǒng)帶來的可溶性硫化物和硫氰化物對液相二價(jià)汞還原抑制行為。研究結(jié)果表明可溶性硫離子對二價(jià)汞的抑制作用可歸因于液相Hg2+和二價(jià)硫離子反應(yīng)生成了HgS，但其反應(yīng)機(jī)理在堿性條件

3、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(jié)合生成HgS。然而在酸性條件下，S(Ⅱ)可與SO32或Hg2+反應(yīng)生成S0，而一部分產(chǎn)生的Hg0不能及時(shí)被S0捕集導(dǎo)致抑制作用較弱。SCN-在漿液中會(huì)與Hg2+及SO32-反應(yīng)生成HgSO3SCN-和Hg(SCN)x-(x-2)(x=2-4)，抑制了液相二價(jià)汞的還原。
　　其次，考察了同時(shí)脫硫脫硝脫汞系統(tǒng)中液相二價(jià)汞的還原行為。研究表明亞硝酸根的累積會(huì)很大程度上影響液相二

4、價(jià)汞的還原。在該系統(tǒng)中，二價(jià)汞會(huì)與SO32-及NO2生成極不穩(wěn)定的HgSO3NO2-，其分解釋放Hg0是該系統(tǒng)中液相二價(jià)汞還原的重要途徑。當(dāng)NO2-濃度遠(yuǎn)大于SO32-的濃度時(shí)，溶液中的汞主要以Hg(NO3)x-(x-2)形式存在，液相二價(jià)汞的還原受到抑制。在Cl-存在條件下，HgSO3NO2-會(huì)進(jìn)一步與Cl-結(jié)合生成HgSO3NO2Cl22-，阻斷了二價(jià)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(tǒng)中氧化抑制劑

5、的引入對液相二價(jià)汞還原的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，抗壞血酸、甲醛和對苯二酚的加入可加劇液相二價(jià)汞的還原。而硫代硫酸鈉的引入則會(huì)與二價(jià)汞產(chǎn)生強(qiáng)烈的絡(luò)合作用，抑制二價(jià)汞的還原。堿性條件會(huì)明顯加劇抗壞血酸和對苯二酚對液相二價(jià)汞的還原作用。在pH值為8，抗壞血酸存在時(shí)，Hg0在30min內(nèi)的逸出量相比pH=6時(shí)增大約4.3倍，而相同條件下對苯二酚存在時(shí)汞還原量也增大了近2倍。這一結(jié)果說明，在堿性條件下抗壞血酸是液相二價(jià)汞還原的主要還原劑。
　　

6、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(guī)律以及石膏中汞的熱穩(wěn)定性和浸出毒性。研究結(jié)果表明，四種重金屬捕集劑的添加均可有效地將二價(jià)汞捕集而固定于石膏中，因而抑制二價(jià)汞的還原。DTCR捕集汞的石膏樣品中汞的熱穩(wěn)定性最差，在160℃的熱處理?xiàng)l件下，有近93％的汞會(huì)釋放出來。而TMT15捕集汞的石膏樣品中汞的熱穩(wěn)定性最好，汞的釋放也達(dá)近67％。此外，連續(xù)提取實(shí)驗(yàn)表明，重金屬捕集劑處理所得的石膏中酸溶態(tài)汞的比例較小