煤中汞释放特性和赋存形态研究

摘要

汞是赋存在煤炭中有毒的重金属之一。在煤炭进行热转化的过程中，煤中汞释放到大气中对大气环境造成一定程度的污染。不同形态的汞具有不同的物理特性、化学特性和生物特性，因此只有弄清楚煤中汞的赋存状态，才有可能选择合适的方法将其有效脱除。
　　本文采用自行建立的将塞曼调制原子吸收光谱分析法与程序升温装置耦合的方法(Hg TPD)，对煤样进行在线监测，获得煤中汞的动态释放曲线，考察了温度、升温速率和反应气氛等因素对煤粉热转化过程中汞的动态释放过程的影响。实验结果表明:温度在热解过程对煤中汞释放有较大影响。适当增大升温速率对煤中汞的瞬间释放具有明显的促进作用。不同反应气氛下煤中汞的释放行为显著不同。选取煤中相关汞化合物为参考物，在相同实验条件下考察参考物在程序升温过程中汞的动态释放特性，主要分析温度释放区间和特征温度，并采用模拟软件对实验结果进行验证，进而确定特定的汞热谱图，以期为研究煤中汞的赋存形态提供分析标准。通过将煤样中汞的释放曲线和参考物质的温度区间、特征温度、峰的分布以及峰的对称性进行对比，可明显得出煤中汞的赋存形态与热稳定性之间的相互关系，从而确定汞在煤中的赋存形态。同时发现，煤中汞的赋存形态随煤样类型的改变而产生变化，而同一种赋存形态的汞在不同煤种中的含量也不一样。汞在煤中主要以Hg-S结合的形式存在，HgO次之，HgCl2含量最少，这与中国燃煤低氯高硫的特性具有良好的一致性。可见，HgTPD是一种有效的研究煤中汞赋存形态的方法。

目录

声明

摘要

1．1 能源利用和环境污染

1．2 汞的现状

1．2．1 汞的理化性质

1．2．2 汞的来源

1．2．3 汞的排放标准

1．3 煤中汞的排放与控制

1．3．1 煤中汞的含量和分布

1．3．2 煤中汞的转化

1．3．3 煤中汞的控制技术

1．4 煤中汞的测量方法

1．5 本文的研究内容和研究方法

2．1 引言

2．2 实验装置

2．1 实验主要仪器

2．4 实验方法

2．4．1 实验步骤

2．4．2 实验分析

2．4．3 实验条件优化

2．5 本章小结

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 煤样的预处理

3．2．2 汞热释过程的实验装置及方法

3．2．3 实验准确度和精确度检测

3．3 煤中汞的释放特性

3．3．1 温度对汞释放行为的影响

3．3．2 升温速率对汞释放行为的影响

3．3．3 反应气氛对汞释放行为的影响

3．4 本章小结

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 纯汞化合物样品的制备

4．2．2 汞热释过程的实验装置及方法

4．3 纯汞化合物汞释放特性

4．4 纯汞化合物中汞的化学热力学研究

4．4．1 分析计算软件

4．4．2 模拟过程

4．4．3 模拟结果与分析

4．5 本章小结

5．1 引言

5．2 研究方法

5．3 煤中汞赋存形态拟合

5．4 本章小结

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢