煤氣化過程中汞的釋放規(guī)律及高溫汞控制的實驗研究

【摘要】：煤炭利用過程中排放的汞等痕量元素對生態(tài)環(huán)境和人類健康構(gòu)成了很大的威脅。煤氣化技術(shù)是一種高效的潔凈煤技術(shù)，可以有效的提高煤的利用效率。因此，開展煤氣化過程中汞釋放規(guī)律的相關(guān)研究，尋找高溫煤氣氣氛下的吸附劑，進一步探索煤氣化過程中合理有效的汞污染控制方法，具有重要的意義。 本文通過化學熱力學計算和實驗研究，揭示了高溫高壓、高溫常壓煤氣化過程中汞的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律；同時，研究了高溫煤氣吸附劑在氮氣氣氛模擬煤氣氣氛下對汞的脫除能力。 HSC熱力計算結(jié)果表明，溫度和壓力是影響煤氣化過程中汞排放的主要影響因素。汞在300℃時開始釋放，氣化溫度升到900℃時煤中的汞基本釋放完全，大部分汞以單質(zhì)氣態(tài)汞的形態(tài)釋放，有少量的汞以化合物形態(tài)排放；氣化溫度在1000℃以下時壓力抑制煤氣化過程中氣態(tài)單質(zhì)汞的釋放，500℃時壓力的影響作用最大。煤氣化實驗表明，溫度、停留時間、升溫速率及升溫方式是影響煤氣化過程中汞遷移轉(zhuǎn)化的主要因素。汞的釋放率隨溫度的升高，停留時間延長而增大，程序升溫時汞的釋放率較高；煤氣化過程中二價汞的百分含量與溫度、停留時間及升溫速率的變化規(guī)律相同。 高溫煤氣脫汞實驗研究表明，鐵酸鋅及鈦酸鋅系列吸附劑在模擬煤氣氣氛中對汞有較好的吸附作用。鐵酸鋅系列吸附劑的最佳處理溫度為800℃，最佳反應氣氛溫度為550℃，其中TiO2摻雜量為14.2%、處理溫度為800℃的吸附劑在模擬煤氣氣氛中的脫汞能力較好，30min內(nèi)的汞脫除率達90%左右。鈦酸鋅系列吸附劑，隨著Al_2O_3摻雜量的增加，脫汞效率升高，此系列吸附劑的處理溫度對脫汞率影響作用較小，最佳反應氣氛溫度為550℃，其中Al_2O_3的摻雜量為25%煅燒溫度為900℃的吸附劑在第5min到25min內(nèi)脫汞率變化不大，有較穩(wěn)定的脫除率。 【關(guān)鍵詞】：煤 氣化 汞 鐵酸鋅 鈦酸鋅
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TQ546
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-17
• 1.1 能源結(jié)構(gòu)與環(huán)境污染8-10
• 1.2 煤氣化研究現(xiàn)狀及意義10-11
• 1.3 痕量元素汞的危害與控制11-15
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容15-17
• 2 煤氣化過程中痕量元素汞的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律17-34
• 2.1 模擬煤氣中 Hg 氧化的化學熱力學平衡計算17-21
• 2.2 煤氣化過程中痕量元素汞的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的實驗研究21-33
• 2.3 本章小結(jié)33-34
• 3 改性鐵酸鋅吸附劑脫汞實驗研究34-49
• 3.1 引言34
• 3.2 實驗方法及實驗條件34-37
• 3.3 吸附劑表征結(jié)果37-40
• 3.4 實驗結(jié)果與討論40-47
• 3.5 本章小結(jié)47-49
• 4 改性鈦酸鋅吸附劑的脫汞性能研究49-62
• 4.1 引言49
• 4.2 實驗方法及實驗條件49-52
• 4.3 鈦酸鋅系列吸附劑的表征結(jié)果52-55
• 4.4 實驗結(jié)果與討論55-60
• 4.5 本章小結(jié)60-62
• 5 全文總結(jié)及展望62-65
• 5.1 全文總結(jié)62-63
• 5.2 進一步工作及建議63-65
• 致謝65-66
• 參考文獻66-71
• 附錄 1 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文目錄71

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