生物质再燃协同控制燃煤烟气中氮、汞排放的机理研究

燃煤汞排放与控制正成为继SO2和NOx后的又一研究重点，烟气中氯、硫、氮元素及其化合物、灰焦特性与汞氧化和吸附有高度的关联性。利用吸附剂(活性炭、飞灰等)喷射、烟气调制与空气污染控制装置相结合是重要的燃煤汞控制技术之一，但由于目前活性炭成本和烟气调制技术等问题限制了该技术的应用。本项目力图利用生物质低硫、低氮、含氯和高灰焦活性的特点，提高烟气中汞氧化度和飞灰的吸附能力，实现汞在常规燃煤污染净化设备中的联合脱除。本项目依据申请者提出的生物质再燃联合脱除燃煤烟气多种污染物的新方法，拟通过固定床和携带流反应装置，研究再燃条件下生物质氯、硫、氮、汞释放特性和迁移规律，探索氯、硫、氮和汞元素在飞灰等碳基吸附剂上转化规律和协同控制机理，建立非均相反应体系中NO和Hg等多种污染物协同控制的机理模型，获得生物质再燃联合脱除多种污染物的关键影响因素，期望为生物质能源高效利用和污染物联合脱除的应用奠定基础。

燃煤汞污染的排放控制是继SO2和NOx排放控制之后又一研究重点，烟气中氯、硫、氮及其化合物、灰焦理化结构与汞催化氧化吸附具有高度的关联性。采用吸附剂（活性炭、飞灰等）喷射、烟气调质以及燃煤大气污染控制装置（APCDs）相结合是极具发展前景的燃煤汞控制技术之一。由于活性炭成本、烟气组分的复杂性以及烟气调制技术等问题限制了该技术的广泛应用。本项目依据申请者提出的生物质再燃联合脱除燃煤烟气多种污染物的新方法，以低硫、低氮、含氯以及高灰焦活性的农林生物质为对象，利用自建的螺旋式低温热解炭化、固定床热解/活化/吸附和携带流再燃脱硝实验装置以及再燃脱硝脱汞中试装置，系统开展了生物质热解炭化、生物质焦改性、生物质/生物质炭再燃脱硝以及碳基吸附多污染物联合控制的实验和模拟研究，获得了生物质再燃条件下NOx还原特性以及氯、硫、氮、汞的释放与迁移转化规律，探讨了生物质炭和飞灰等碳基吸附剂参与条件下气态单质汞的催化氧化吸附机理和动力学，建立了非均相反应体系中NO和Hg等多种污染物协同控制模型，得到了生物质再燃联合脱除多种污染物的关键影响因素和运行操作参数，为生物质能高效利用和燃煤污染物联合控制的工业应用奠定基础。.本项目共建立了4套试验系统和装置，在国内外核心期刊和会议上发表论文33篇，其中SCI收录3篇，EI收录14篇，国际会议论文12篇；12人次参加了 International Symposium on Coal Combustion、International Pittsburgh Coal Conference、International conference on fluidized-bed combustion等国际会议和7人次参加了中国工程热物理学术年会；申请国家发明专利10件，其中授权发明专利3件，公开发明专利件6件；培养硕士研究生10名，其中毕业研究生6名，主编《能源与环境概论》教材1本。