【摘 要】
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随着我国经济的发展，电力能源需求量也会越来越大，而燃煤电厂环境污染居高不下，环保迫在眉睫。国、内外现有烟气净化技术中除尘、脱硫、脱硝和脱汞往往是在多个独立系统中分别完成，极少有同时一体化处理技术。本文进行了模拟烟气同时脱除Hg0、SO2和NOx的研究，在固定床实验系统上，筛选出了具有同时脱硫脱硝脱汞性能的改性吸收剂并进行了影响因素实验研究；使用SEM、EDS、XPS和化学分析等方法对吸收剂和脱除产
【机 构】
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华北电力大学(保定) 华北电力大学
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随着我国经济的发展，电力能源需求量也会越来越大，而燃煤电厂环境污染居高不下，环保迫在眉睫。国、内外现有烟气净化技术中除尘、脱硫、脱硝和脱汞往往是在多个独立系统中分别完成，极少有同时一体化处理技术。本文进行了模拟烟气同时脱除Hg0、SO2和NOx的研究，在固定床实验系统上，筛选出了具有同时脱硫脱硝脱汞性能的改性吸收剂并进行了影响因素实验研究；使用SEM、EDS、XPS和化学分析等方法对吸收剂和脱除产物进行了分析；建立了固定床脱汞的数学模型并进行了编程计算；另外还进行了液相条件下的同时脱硫脱硝脱汞的实验研究和传质反应动力学分析。本课题的研究对发展适合我国燃煤烟气多污染物同时控制技术具有一定的理论意义和应用价值。
利用粉煤灰和石灰为主要物质，制备了可用于同时脱硫脱硝脱汞的改性吸收剂，比表面积和孔结构测试分析结果显示，吸收剂的比表面积和孔容积与制备原料相比增加了10倍左右，孔径大部分在3～40纳米之间，属于中等孔隙。扫描电镜和X-射线能谱分析表明，Ca(OH)2在吸收剂表面的相对含量高于吸收剂中Ca的平均含量，添加剂在吸收剂表面得到了很大程度的分散。
在固定床实验系统上主要研究了温度、入口汞浓度、SO2和NO浓度变化等对吸收剂脱汞性能的影响，以及模拟烟气中Hg0对吸收剂同时脱硫脱硝性能的影响。平行实验显示，改性吸收剂具有较好的同时脱硫脱硝脱汞性能。
XPS分析和化学分析结果显示，脱除产物中硫元素主要以硫酸盐形式、氮元素主要以硝酸盐和亚硝酸盐的形式存在，汞主要以离子态汞存在，以此为基础探讨了改性吸收剂同时脱硫脱硝脱汞的反应机理。有毒物质特性浸出实验结果表明，脱除产物中汞的溶出量低于中国和美国EPA溶出标准，产物可以进行有水加工和后续综合利用。
依据汞在系统中的质量平衡和实验数据为基础，建立了吸收剂脱汞宏观吸附动力学数学模型，用Matlab程序结合欧拉算法，进行了编程计算。结果显示，模拟计算结果与实验结果吻合较好。
在液相条件下进行了亚氯酸钠溶液同时脱除模拟烟气中SO2、NO和Hg0的实验，研究了吸收剂浓度、初始pH值、温度、SO2和NO浓度等因素对溶液脱汞性能的影响，研究结果表明亚氯酸钠溶液具有较好的同时脱硫脱硝脱汞性能。用化学方法测定了鼓泡反应器的传质特性，在得出的物性参数和传质参数的基础上，进行了液相脱汞传质反应动力学的研究，计算了液相脱汞的吸收速率常数、增强因子等。
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