煤燃燒汞的排放及控制

前言

汞作為一種主要的全球性污染物而備受關(guān)注，即使是在其濃度很低的情況下，也具有相當(dāng)大的毒性，對(duì)生態(tài)環(huán)境會(huì)造成嚴(yán)重的破壞。在煤燃燒產(chǎn)生的眾多污染物中，人們對(duì)汞的排放規(guī)律和抑制機(jī)理的探索與認(rèn)識(shí)最為淺薄，在我國(guó)就更是如此。汞是一種神經(jīng)毒物，而且是生物累積物質(zhì)，可以在生物體內(nèi)沉積，并轉(zhuǎn)化為毒性很大的有機(jī)化合物。單質(zhì)汞是大氣中汞的主要存在形式，它具有較高的揮發(fā)性和較低的水溶性，極易在大氣中通過長(zhǎng)距離的大氣運(yùn)輸形成全球性的汞污染，是最難控制的形態(tài)之一。汞還可通過干沉降或濕沉降污染水體，與生物反應(yīng)后形成劇毒的甲基汞，在魚類和其他生物體內(nèi)富集后再循環(huán)進(jìn)入人體，從而對(duì)人類造成極大的危害。聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署在2003年發(fā)表的一份調(diào)查報(bào)告中指出，燃煤電廠是汞排放的最大人為污染源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年排放到大氣中的汞為219.5t，其中電廠的排放量為77.5t，約占35.3％。美國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)署（EPA）估計(jì)，美國(guó)每年排放到大氣中的汞約為150t，其中電廠約為48t，約占1／3?，F(xiàn)在，有關(guān)汞的排放和控制已經(jīng)成為燃燒污染中的一個(gè)新興而前沿的領(lǐng)域，成為越來越被關(guān)注的熱點(diǎn)。2000年12月，美國(guó)EPA宣布開始控制燃煤電廠鍋爐煙氣中汞的排放；2005年3月15日，美國(guó)政府首次發(fā)布了關(guān)于限制燃煤發(fā)電廠有毒汞排放的規(guī)定CAMR（Clean Air Mercury Rule），計(jì)劃將汞的排放量降低過程分為兩個(gè)階段：第一階段，2010年，將當(dāng)前的排放量從48t／a降低到38t／a，主要靠在CAIR（Clean Air Interstate Rule）法規(guī)約束下的脫硫和脫硝裝置對(duì)汞的脫除作用來降低汞的排放；第二階段，到2018年，汞排放降低到15t／a。EPA表示，這個(gè)規(guī)定的制定和實(shí)施將是美國(guó)首次控制發(fā)電廠金屬汞排放的標(biāo)志。這項(xiàng)新規(guī)定在充分執(zhí)行后，其效果相當(dāng)于將1999年汞的排放量減少近70％。目前，我國(guó)除對(duì)垃圾焚燒爐和其他與汞相關(guān)的化工生產(chǎn)出臺(tái)了控制排放標(biāo)準(zhǔn)外，還沒有制定針對(duì)燃煤鍋爐汞的排放控制標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GBl6297-1996規(guī)定汞的最高允許排放濃度為0.015mg／m。但隨著日趨嚴(yán)格的環(huán)保要求，燃煤重金屬特別是對(duì)汞的污染控制必將提到議事日程。因此，開展燃煤汞遷移轉(zhuǎn)化和排放控制的相關(guān)研究十分迫切。

內(nèi)容概要

劇毒元素汞的危害已引起人們廣泛重視，煤燃燒是大氣中汞的重要來源，煤燃燒汞的排放和控制研究已經(jīng)成為政府部門和科研部門越來越關(guān)注的熱點(diǎn)。本書介紹了煤及其燃燒產(chǎn)物中汞的分析方法，論述了煤中汞的分布和形態(tài)轉(zhuǎn)化，闡明了煤燃燒過程中汞的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)機(jī)理，描述了燃煤電廠汞的排放行為，發(fā)展了一系列脫汞吸附劑，提出了燃煤飛灰與汞的相互作用機(jī)制，以期加深人們對(duì)燃煤汞排放控制的認(rèn)識(shí)，為相關(guān)部門制定合理重金屬汞排放標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)保法規(guī)提供依據(jù)與理論基礎(chǔ)。    本書可作為熱能工程、工程熱物理、火力發(fā)電、環(huán)境保護(hù)和化工等專業(yè)的教師、研究生和本科生的教學(xué)與參考用書，也可供能源、煤炭、電力、環(huán)保和化工等行業(yè)的科研、工程技術(shù)和管理人員參考。

書籍目錄

前言1 緒論  1.1 汞的環(huán)境化學(xué)  1.2 汞的排放與危害  1.3 汞的排放標(biāo)準(zhǔn)  1.4 全球汞排放控制研究進(jìn)展  參考文獻(xiàn)2 煤及其燃燒產(chǎn)物中汞的分析方法  2.1 痕量分析方法概述  2.2 樣品的采集和制備  2.3 煤和灰中汞的分析方法  2.4 燃煤煙氣中不同形態(tài)汞的分析方法  2.5 分析結(jié)果的可靠性  參考文獻(xiàn)3 煤中汞的分布和形態(tài)轉(zhuǎn)化  3.1 世界煤中汞的含量分布  3.2 中國(guó)煤中汞的含量分布  3.3 煤中汞的賦存形態(tài)  3.4 煤熱解氣化過程中汞的釋放與形態(tài)轉(zhuǎn)化  3.5 煤燃燒過程中汞的釋放和形態(tài)轉(zhuǎn)化  參考文獻(xiàn)4 煤燃燒過程中汞的反應(yīng)機(jī)理及化學(xué)動(dòng)力學(xué)研究  4.1 煤燃燒過程中汞反應(yīng)機(jī)理的量子化學(xué)計(jì)算  4.2 煤燃燒過程中汞的化學(xué)熱力學(xué)研究  4.3 煤燃燒過程中汞的化學(xué)動(dòng)力學(xué)研究  4.4 飛灰未燃炭固體表面對(duì)汞的多相吸附機(jī)理  4.5 氧化鈣吸附不同形態(tài)汞的理論計(jì)算  參考文獻(xiàn)5 燃煤電廠汞的排放與控制  5.1 汞在燃煤電廠排放產(chǎn)物中的分布  5.2 燃煤煙氣中汞的形態(tài)分布  5.3 現(xiàn)有污染控制技術(shù)對(duì)汞排放的影響  參考文獻(xiàn)6 碳基吸附劑脫汞  6.1 活性炭脫汞  6.2 未燃炭顆粒特征及汞吸附特性  6.3 活性碳纖維脫汞  參考文獻(xiàn)7 非碳基吸附劑脫汞  7.1 硅酸鹽吸附劑脫汞  7.2 鈣基吸附劑脫汞  7.3 光催化氧化脫汞  7.4 SCR多功能吸附劑脫汞  7.5 新型納米吸附劑脫汞  7.6 其他非碳基汞吸附劑  參考文獻(xiàn)8 燃煤飛灰與汞的相互作用機(jī)制  8.1 飛灰的物理化學(xué)特征  8.2 飛灰?guī)r相分類  8.3 飛灰吸附脫汞性能  8.4 飛灰吸附汞的動(dòng)力學(xué)模擬  8.5 飛灰對(duì)汞的氧化  8.6 飛灰與汞的相互作用機(jī)制參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：2.1.3 準(zhǔn)確度表明測(cè)定值與真值的符合程度的準(zhǔn)確度是評(píng)價(jià)分析方法的又一重要指標(biāo)，它包含分析結(jié)果的重復(fù)程度和正確程度兩個(gè)方面。當(dāng)方法不存在系統(tǒng)誤差時(shí)，這兩個(gè)概念才趨于一致。換句話說，精度是沒有系統(tǒng)誤差時(shí)所能達(dá)到的準(zhǔn)確度。研究痕量元素分析中引起系統(tǒng)誤差的來源及檢查方法是十分重要的。引起誤差的主要來源有取樣、試樣儲(chǔ)存不正確，試劑、器皿及工作環(huán)境空氣的污染，容器表面的吸附與解吸，元素及化合物的揮發(fā)損失，化學(xué)反應(yīng)中的價(jià)態(tài)及狀態(tài)變化，信號(hào)干擾，不正確的標(biāo)準(zhǔn)溶液和校正曲線及試樣與標(biāo)樣的組成差異。當(dāng)建立一個(gè)新的分析方法時(shí)，必須采取適當(dāng)?shù)姆椒▉砜疾旆治鼋Y(jié)果的可靠性：（1）同標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)的分析結(jié)果相對(duì)照。（2）將幾種分析方法的測(cè)定結(jié)果進(jìn)行對(duì)照。在沒有標(biāo)準(zhǔn)樣品的情況下，這是考核方法準(zhǔn)確度的一種簡(jiǎn)便方法。（3）加入回收實(shí)驗(yàn)。在沒有標(biāo)準(zhǔn)樣品可供分析的情況下，常采用這一方法來考核新建立方法的準(zhǔn)確度，但采用加入回收法來檢查方法的系統(tǒng)誤差不一定是可靠的。2.1.4 沾污和損失沾污和損失是痕量分析中兩個(gè)很重要的問題。需要注意儀器的正確選擇，在合適的容器中儲(chǔ)存，在處理過程中（化學(xué)處理、儀器分析準(zhǔn)備）避免污染，還必須檢查器皿使用的材料以及化學(xué)試劑。在實(shí)際分析工作中，可以采用扣除空白的方法來校正沾污造成的影響，但當(dāng)空白值大于樣品中被測(cè)元素含量，或當(dāng)空白值波動(dòng)較大時(shí)，用扣除空白的方法校正沾污的影響也是不可靠的。因此，在痕量分析中必須十分重視分析過程中每一步驟可能產(chǎn)生沾污的因素，采取措施控制沾污，以得到準(zhǔn)確可靠的分析結(jié)果。在痕量元素分析中，對(duì)實(shí)驗(yàn)用水的純度有很高的要求。普通實(shí)驗(yàn)室中常用的一次蒸餾水中雜質(zhì)含量較高，在痕量分析中是不適用的，宜用重蒸餾、離子交換、亞沸蒸餾等方法對(duì)水進(jìn)行處理。水質(zhì)凈化的要求是使雜質(zhì)含量降低到比被測(cè)元素適當(dāng)?shù)偷乃?，從而不至于引起顯著的空白值。在痕量元素分析中，要嚴(yán)格控制酸等化學(xué)試劑中的痕量元素的含量，所用的試劑必須是優(yōu)級(jí)純（GR）級(jí)、分析純（AR）級(jí)。痕量分析中所用的各種器皿在使用前必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗，以降低痕量元素的空白值。一般來說，溫?zé)岬南跛峥勺鳛椴ＡШ退芰系耐ㄓ孟礈靹?/pre>




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《煤燃燒汞的排放及控制》是由科學(xué)出版社出版的。





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