汞排放特性

榆林职业技术学院神木校区毕业设计（论文）

榆林职业技术学院神木校区 2012级毕业设计（论文）

燃煤电厂汞排放特性

年 级: 12级热电班 学 号: 12040117 姓 名: 高 强 专 业: 电厂热能动力装置 指导老师: 刘军鹅

二零一四年十二月

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院 系 电力工程系 专 业 电厂热能动力装置 年 级 12级热电 姓 名 高强

指导教师

评 语 全文以运行中的汽轮机真空下降原因及分析为题，重点探讨分析内在问题及原因，然后针对汽轮机组真空度下降的处理及预防提出一些具有可操作性的对策。全文选题新颖，具有很强的研究性。全文结构符合要求，逻辑结构严谨，思路清晰，观点鲜明，分析具有较强的说服力。论证方法合理，从多个方面来了论证，更增加了论证的可靠性。能综合运用汽轮机专业知识来分析，但不足之处主要是语言不是很精炼。

题 目 《燃煤电厂汞排放特性》

指导教师 (签章)

评 阅 人

评 语

评 阅 人 (签章)

成 绩 答辩委员会主任 (签章)

年 月 日

第I页 共25页

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毕 业 设 计 任 务 书

班 级 12级热电 学生姓名 高强 学 号 12040117 专 业 电厂热能动力装置 发题日期：2014 年 10 月 日 完成日期：2014 年 12 月 日

题 目 《燃煤电厂汞排放特性》 题目类型： 理论研究 一、 设计任务

在现代大型电站凝汽式汽轮机组的热力循环中，凝汽设备起着冷源的作用，其主要任务是将汽轮机排汽凝结成水并在汽轮机排汽口建立与维持一定的真空度。根据汽轮机工作原理，凝汽器的真空度对汽轮机装置的效率、功率有重大影响，真空系统不严密，存在较小漏点时，不凝结的汽体从外部漏人处于真空状态的部位，最后泄漏到凝汽器中，过多的不凝结气体滞留在凝汽器中影响传热，使真空异常下降，这类真空下降的特点是下降速度缓慢，而且真空下降到某一定值后，即保持稳定不再下降，这说明漏汽量和抽气量达到平衡。真空系统不严密漏气量增多时，表现的主要现象是：汽轮机排气温度与凝汽器出口循环水温的差值增大、凝结水过冷却度增大。此时应立即查找漏气原因和漏气点并予以消除。因此凝汽器的工作效能直接影响到整个汽轮机组的热经济性。 二、

具体工作内容

前期着手收集有关电厂资料，围绕本论文题目充分的了解汽机系统及原理，挖掘机

组真空下降的本质原因，积极的寻找机组真空下降的解决办法及预防措施。 三、

应交出的设计文件及实物（包括设计论文、论文字数、图纸规格、数量，外文翻

译字数，程序清单或磁盘、实验装置或产品等）

论文一篇、图纸一张（见附录2）、图纸规格A4 四、

指导教师提供的设计资料

1.汽轮机事故处理办法 2.真空下降处理办法

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3.火电厂概述 五、

要求学生搜集的技术资料（指出搜集资料的技术领域）

汽轮机运行中事故处理办法的资料及真空下降的处理资料 六、

设计进度安排

第一部分 确定论文题目,写论文大纲,搜集资料 （4 周） 第二部分 整理资料,编写论文 （6 周） 第三部分 修改格式,进一步完善论文并交于老师审核 （2 周） 评阅及答辩 制作ppt,准备答辩 （1 周）

指导教师： 年 月 日

系主任审查意见：

审 批 人： 年 月 日

注：设计任务书审查合格后，发到学生手上。

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燃煤火电厂汞排放特性

摘 要

燃煤电站汞污染已经成为继SO2污染之后的又一重大污染问题。燃煤烟气中汞污染的控制研究是目前重要的环保课题之一。火电厂烟气汞污染已受到高度重视，开发高效、低成本、无二次污染的烟气脱汞技术已成为研究的重点，建设更加清洁环保的火电厂已成为趋势。国内外对燃煤电站汞在烟气中的形态分布已经有很多研究，但就汞形态和转化机理方面还处于探索阶段，烟气的组分，温度，飞灰都会对汞的转化处理产生影响。本文主要介绍了燃煤烟气中重金属汞的排放、形态转化及分布情况，着重论述了燃煤烟气中汞的排放规律和控制方法，并做了相应的分析与总结。本文采用飞灰改性，并在飞灰中加入壳聚糖吸附剂，并研究它的除汞效率。同时也对未来燃煤烟气汞污染控制技术做了新的展望。

关键词：清洁火电厂；汞；飞灰；改性；

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THE MERCURY EMISSION LAW

ANALYSIS AND CONTROL METHODS OF CLEAN COAL-FIRED POWER PLANT

Abstract

Coal-fired power plant mercury pollution has become the SO2 pollution was another major pollution problems. Coal-fired flue gas mercury control research is one of the important environmental issues. Thermal power plant flue gas mercury pollution has been attached great importance to the development of efficient, low-cost, no secondary pollution flue gas mercury removal technology has become the focus of the study, the construction of cleaner and more environmentally friendly thermal power plants has become a trend. Coal-fired power plants at home and abroad in the form of mercury in the flue gas distribution has been a lot of research, but on the mechanism of mercury species and transformation is still in the exploratory stage. The flue gas composition, temperature, conversion of fly ash will be handled on the impact of mercury. Heavy metals mercury emissions in coal-fired flue gas to form transformation and distribution, focuses on coal-fired flue gas mercury emissions rules and control methods, and response analysis and summary of future coal-fired flue gas mercury pollution control technology to do a new outlook.At present,we shall add the chitosan into the modified fly ash and study its adsorption efficiency.

Key words: clean coal-fired power plants; mercury; flue gas;modification; chitosan

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目 录

摘 要 ............................................................................................................................................. III ABSTRACT ....................................................................................................................................... IV 第1章 绪 论 ................................................................................................................................. 2

1.1 汞的基本性质............................................................................... 错误！未定义书签。 1.2 汞的危害....................................................................................... 错误！未定义书签。 第2章 汞的测量和分析方法 ................................................................... 错误！未定义书签。

2.1 固体产物中汞的测量和分析方法............................................... 错误！未定义书签。 2.2 烟气中汞的测量和分析方法....................................................... 错误！未定义书签。 第3章 汞的排放特性 ............................................................................... 错误！未定义书签。

3.1 煤粉炉中汞的排放特性............................................................... 错误！未定义书签。 3.2 流化床中汞的排放特性............................................................... 错误！未定义书签。 结 论 ............................................................................................................. 错误！未定义书签。 参考文献 ....................................................................................................... 错误！未定义书签。 致 谢 ............................................................................................................................................... 3

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第一章 绪论

1.1攻的基本性质

汞,俗称水银,原子序数80,是唯一在标准状态(温度和压力)下呈液体的金属,

凝固点为一38.83℃,沸点为356.73℃。汞在世界上大多以朱砂(硫化汞)的形式存在(朱 砂通常是朱红色颜料的原料),通常经过还原朱砂获得汞。汞一般用在温度计、气压计、 血压计、浮阀、一些电子开关或者一些科学仪器中,因为汞元素的毒性,所以逐步淘汰 水银体温计和水银血压计,使用填装酒精、基于热电偶的仪器代替。汞还用在荧光灯: 电流通过汞蒸气,产生短波紫外光,导致荧光灯内壁上的荧光剂产生可见荧光,由于荧 光灯是用电激发汞原子,所以比普通白炽灯发光效率高。

1500年一2000年间,全球大约从矿物中冶炼了100万吨的金属汞,大约一半的金属 汞被用来冶炼金和银['4]。

环境中汞主要有三种价态,即Hg“、Hg卜、Hg2+,后两种价态又可以形成多种化合 物,Hgo具有挥发性,在环境中相对稳定,离子态汞中,Hg2+与无机配位体如cl一,、52一、 cN一`、oH一等结合形成稳定的络合物,也能与有机化合物如烷基化合物、腐殖酸等生成 一系列稳定的化合物,而Hg,+多数以二聚体(Hg22+)的形式存在[6J。

不同形态汞的物理化学性质差异较大,如蒸气压、溶解度和亨利系数变化了几个数量级,不同化学形态的汞具有不同的物理、化学、生物特性和不同的环境迁徙能力,所具有的环境意义也不同[31。

1.2汞的危害

汞能损害儿童大脑的发育。金属汞慢性中毒的临床表现,主要是神经性症状,如头痛、头晕、肢体麻木和疼痛、肌肉震颤、运动失调等;大量吸入汞蒸气会出现急性中毒,其症候为肝炎、肾炎、尿血和尿毒等[15]。日本由于汞污染造成震惊世界的水误病,这类病症是由乙炔法生产氯乙烯和乙醛时使用汞盐作催化剂,汞盐随生产废水排出而积累在污泥中,被微生物作用转化为甲基汞,并随水生生物食物链传递而使甲基汞进入鱼体、贝类进而通过食物链造成人体汞中毒['“l。对沿海居民(比如香港)来说,鱼类消费是主要的汞暴露途径,但是在一些大气汞污染严重的城市(比如贵阳),吸入是另外一个主要的暴露途径〔`7]。水生生态系统中的汞污染以及随后的汞甲基化问题是一个重要的全球环境问题;在区域和全球尺度上,汞污染的主要机制是大气汞传输[71。刘绍德、青长乐测算了大气和土壤对蔬菜汞的贡献,结果表明气Hg、土壤Hg对蔬菜Hg的贡献率分别为70.4%一90.7%和9.3%一29.6%,气Hg较土壤Hg成为蔬菜更为重要的Hg源[“l。酸沉降地区如重庆陆地生态系统汞污染的特征是以大气汞污染为主,而大气汞沉降物又是陆地生态系统汞污染的主要来源;在酸沉降重污染区,每年输入菜地系统土壤中的汞总量明显大于从土壤中输出的量,从而导致土壤汞含量逐年升高,近15年间其表层土壤汞含量在以年平均10.6%的速率在增长l`”]。

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第二章 汞的测量和分析方法

2.2 烟气中汞的测量和分析方法

2.2.1燃煤电厂测试方案

为了对燃煤电厂汞污染进行全面的监测,采集了进入燃煤电厂的物料:煤、脱硫石灰石、脱硫工艺水,燃煤电厂排放的物料:炉渣、除尘器底灰、脱硫废水、脱硫石膏和烟气样品。用美国EPA方法30B采集了烟气中汞样品,用美国EPA7473方法测试分析所采集的各类样品中汞含量。

2.2.2烟气采样测试方法

2.2.2.1烟气参数测试方法

烟气温度采用热电偶温度计测试,烟气中水分含量采用干湿球法(使气体在一定的流速下流经干、湿球温度计,根据干、湿球温度计的读数和测点处排气的压力,计算排气的水分含量)测量,烟气中氧含量采用电化学方法测定,烟气流速根据排气点的动压、静压和湿度来计算得出。

2.2.2.2烟气汞采样方法

美国E队方法30B《使用碳吸附管法测量燃煤锅炉排放的总气态汞》,方法的基本原理是用适当的采样流速从烟气中采集己知体积的烟气,烟气通过一对、在烟道里面的、装有活性炭吸附剂的吸附管,因此烟气汞在烟道里面就被收集到活性炭吸附剂上,当烟气经过采样探头或者采样线时,应使用缓和的气体流速以避免汞吸附不完全。每次测试,两根管都要分析以确定测试的精密性和测试数据的可接受性。采样完后,回收采样系统中的吸附管,用合适的分析技术分析活性炭样品17,]。吸附管方法的测量范

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围是0.1林g闪m3一50林g闪m3。

2.2.2.3汞分析方法

美国EPA7473方法《用热分解、金汞齐富集和原子吸收方法测定固体和液体中的汞》:在氧气环境中加热样品,使固体或者液体样品中的汞释放出来。样品被干燥然后加热,在分解炉中发生化学分解。分解后的样品被氧气流带入催化管中,此时卤素、氮氧化物和硫氧化物被吸附。剩下的样品被带入金汞齐,汞被有选择性的吸附。当系统中的氧气把剩下的其他气体或者分解样品冲走后,金汞齐开始加热,释放汞蒸气。氧气流将带着汞蒸气进入被单一波长的原子吸收光谱照射下的吸收池。在253.7nln下的吸收(峰高或者峰面积)代表汞含量四。此方法的测量范围是0.05ng一600ng。

致 谢

三年的读书生活在这个季节即将划上一个句号，而于我的人生却只是一个逗号，我将面对又一次征程的开始。三年的求学生涯在师长、亲友的大力支持下，走得辛苦却也收获满囊，在论文即将付梓之际，思绪万千，心情久久不能平静。

学位论文是在我的指导老师高鹏老师的亲切关怀与悉心指导下完成的。从课题的选择到论文的最终完成，高鹏老师始终都给予了悉心的指导和不懈的支持，我不是您最出色的学生，而您却是我最尊敬的老师。您治学严谨，学识渊博，思想深邃，视野雄阔，为我营造了一种良好的精神氛围。授人以鱼不如授人以渔，置身其间，耳濡目染，潜移默化，使我不仅接受了全新的思想观念，树立了明确的学术目标，领会了基本的思考方式，从论文题目的选定到论文写作的指导，经由您悉心的点拨，再经思考后的领悟，常常让我有“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”。

还要感谢的是我的父母，他们不仅培养了我对学习的浓厚的兴趣，让我在漫长的人生旅途中使心灵有了虔敬的归依，而且也为我能够顺利的完成毕业论文提供了巨大的支持与帮助。在未来的日子里，我会更加努力的学习和工作，不辜负父母对我的殷殷期望！我一定会好好孝敬和报答他们！

同时也感谢学院为我提供的良好的学术环境和实验设施，为我论文的顺利进行提供了有利帮助！

最后再一次感谢所有在毕业设计中曾经帮助过我的老师和同学，以及在设计中被我引用或参考的论著的作者。非常感谢各位老师对我论文的查阅，不足之处真诚希望得到各位老师的指正，谢谢！

赵丹阳 2013年6月9日

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