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2.4 Pb在各燃烧产物中的分布
在不同工况下,所研究的3台循环流化床机组各燃烧产物中Pb的分布比例很接近(表5),飞灰中Pb分布比例为6110%~6565%,均值6249%;炉渣中Pb分布比例为3432%~3889%,均值3749%;外排烟气中Pb分布比例为001%~003%,均值002%。
由此可计算得到循环流化床机组Pb的平均释放率Y为6251%。文献研究1台循环流化床机组得到Pb的释放率Y为8499%,与本研究相比较高,可能由于该研究机组所用燃煤的低位发热量(1677MJ/kg)比本研究机组所用燃煤的低位发热量(124~129MJ/kg)高,燃烧温度较高;同时该研究所用燃煤的Pb含量(349μg/g)也较高,更容易释放出来。而煤粉炉机组Pb的平均释放率Y为9711%,明显高于循环流化床机组,可能因为煤粉炉的燃烧温度(1200~1500℃)高于循环流化床机锅炉(800~1100℃),且燃煤粒径比循环流化床更小,煤中Pb析出更多,故释放率较高。
2.5 除尘过程对Pb迁移的影响
所研究的机组均采用电袋复合除尘工艺,除尘过程对烟气中Pb的影响主要表现为飞灰对Pb的吸附和除尘器对飞灰的分离脱除,尤以后者为主。为研究除尘器飞灰层对Pb的吸附作用,对电厂一2台机组除尘器前后的气(溶胶)态Pb进行监测(见表6)。可以看出,经过除尘器后,烟气中气(溶胶)态Pb浓度均显著降低,去除率为762%~930%,说明飞灰层对气(溶胶)态Pb具有一定的吸附作用。
由于烟气中气(溶胶)态Pb的分布比例很低,Pb基本吸附在飞灰上,因此除尘效率的高低直接决定了Pb的去除效果。电袋复合除尘器除尘率一般在999%以上,吸附了Pb的飞灰被除尘器脱除下来,对Pb的去除作用非常明显。另外,由于布袋灰中的Pb浓度高于电除尘灰,而电袋复合除尘器对细小颗粒捕集的效果较一般电除尘器更好,因此更有利于Pb的脱除。特别是对于Pb释放率更高的煤粉炉机组,建议采用电袋复合除尘器。
2.6 循环流化床燃煤电厂Pb的迁移特性
根据实验结果,可判断循环流化床机组中Pb的迁移特性。首先,煤在锅炉炉膛内燃烧,煤和石灰石中的小部分Pb(约3749%)留存在炉渣中;由于高温的作用,大部分Pb(约6249%)释放出来,经过炉膛、省煤器、空预器等时,随着烟气的冷却,绝大部分凝结吸附到飞灰表面。接下来,经过电袋复合除尘器时,Pb在飞灰层的作用下进一步被吸附,最终连同飞灰一起从烟气中脱除,富集在飞灰中,剩余的极少量气(溶胶)态Pb(约002%)则随烟气从烟囱排入大气环境。
3结论
1)所研究的机组负荷变化对烟气Pb排放影响不大,排放质量浓度均在2μg/m3以下。不同负荷下,相同机组的飞灰和炉渣中Pb含量比较稳定。电袋复合除尘处理后,烟气中颗粒态Pb的浓度总体低于气(溶胶)态Pb的浓度。
2)燃煤电厂Pb在炉渣和飞灰中均有富集,平均富集因子分别为216和302。飞灰较炉渣对Pb具有更强的富集能力,布袋灰中Pb含量略高于电除尘灰。飞灰和炉渣作为可综合利用的固体废物,往往忽视了监管,鉴于其潜在的Pb污染风险,应当加强燃煤电厂飞灰和炉渣存放、运输及利用等各环节的监管,减少无组织排放。
3)循环流化床机组系统输出的Pb分布在飞灰、炉渣和外排烟气中的比例分别为6249%、3749%和002%,Pb释放率低于煤粉炉,在Pb污染控制方面更具优势。
4)除尘过程对烟气中Pb的影响主要表现为飞灰对Pb的吸附和除尘器对飞灰的分离脱除,尤以后者为主。由于烟气中气(溶胶)态Pb所占的比例很低,Pb基本吸附在飞灰上,因此除尘效率的高低直接决定了Pb的去除效果。
文献信息
刘军,陈耿,唐念,柯钊跃,杨立辉. 循环流化床燃煤电厂铅的迁移特性[J]. 中国环境监测,2016,04:69-73.
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