燃煤电厂煤及燃烧产物中氟的赋存与浸出特征

摘要

氟作为煤中有害元素之一,探究氟在电厂煤及燃烧产物中的迁移、赋存与浸出特征,对控制燃煤过程中氟的迁移行为和固体废弃物的潜在风险至关重要。以燃煤电厂煤及燃烧产物为研究对象,基于氟的质量平衡研究了氟在燃煤电厂中的分布,采用扫描电镜-能谱(SEM-EDS)、逐级化学提取试验分析了燃煤电厂煤及燃烧产物中氟的赋存状态,在此基础上采用标准毒性浸出方法TCLP和HJ/T 300—2007《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》浸出试验研究了氟的浸出特征。结果表明,氟属于易挥发元素,煤中氟经过燃烧主要分布在燃煤烟气中并被脱硫石膏捕获,其次分布在飞灰中,只有很少一部分高温稳定性较好的氟化物残留在炉渣中;煤和炉渣中的氟主要为铝硅酸盐类矿物中的残渣态氟,燃烧过程中残渣态氟的转化以及飞灰对烟气中氟的吸附使得飞灰中活性氟的比例增加,飞灰中活性氟比例为63%~68%,脱硫石膏以残渣态氟为主,活性氟比例为38%~50%;浸出试验结果表明燃煤电厂中不同样品的浸出量在0.12~27.31μg/mL,均低于危险废物浸出液中氟浓度限值;氟的浸出主要与氟的赋存状态和所处环境有关,在环境较温和的情况下主要是固体样品中离子可交换态氟会影响环境,在酸性较强的环境下,离子可交换态和碳酸盐结合态氟则是产生氟污染的主要原因。