生物质热解与气化制氢研究进展

第35卷第1期现代化工Jan.20152015年1月Modern chemical industrv53生物质热解与气化制氢研究进展应浩,余维金,许玉,孙云娟,高一苇,王燕杰(中国林业科学研究院林产化学工业研究所,生物质化学利用国家工程实验室,国家林业局林产化学工程重点开放性实验室,江苏省生物质能源与材料重点实验室,江苏南京210042)摘要:介绍了生物质热解与气化制氢的原理和相应国内外研究进展,并提出了存在的问题和对未来的展望。关键词:生物质;热解;气化;制氢中图分类号:TK6文献标志码:A文章编号:0253-4320(2015)01-0053-05Research progress on hydrogen- rich gas productionvia pyrolysis and gasification of biomassYING Hao, YU Wei-jin, XU Yu, SUN Yun-juan, GAO Yi-wei, WANG Yan-jieInstitute of Chemical Industry of Forest Products, CAF, National Engineering Lab for Biomass ChemicalUtilization, Key and Open Lab of Forest Chemical Engineering, SFA, Key Lab of Biomass Energy andMaterial, Jiangsu Province, Nanjing 210042, China)Abstract: The principle of hydrogen-rich gas production via pyrolysis and gasification of biomass is introduced. Thecorresponding research phome and abroad is reviewed. The existing problems and the prospects in the futureare put forward as well.随着化石能源的逐渐枯竭,人们一直在探索和寻找一种新的能源去替代化石能源,近年来氢能逐生物质热解与气化制氢原理渐被人们所关注。氢能是一种极为优越的新能源,其生物质热解制氢是以生物质(木屑、稻壳、秸秆优势有2点:①燃烧热值高,其热值达142.3M丿/kg,等)为原料,在隔绝空气或氧气的条件下加热生物每千克氢燃烧后产生的热量,相当于汽油燃烧产热质使其转化为富氢燃气的过程。其中,气体中还含的3倍,酒精燃烧产热的3.9倍,焦炭燃烧产热的有CO、CO2、CH4和其他碳氢化合物。根据热解温4.5倍;②燃烧产物是水,能够实现真正意义上的度的不同可以划分为低温慢速热解(<500℃),产零排放”,是世界上最干净的能源,同时也被誉为物以木炭为主;中温快速热解(500~650℃),产物21世纪最重要的绿色能源。以生物油为主;高温闪速热解(700~1100℃),产物目前,工业上比较成熟的制氢工艺有水电解法、以可燃气体为主2。生物质热解制氢是一个非常水煤气转化法、重油及天然气水蒸汽催化转化法等复杂的热化学转化过程,主要发生如下5步反应,这但这些方法都存在工艺条件苛刻制氢效率低、生产些反应易受到热解温度、压力、反应时间催化剂等成本高等缺点。生物质制氢是一种高效、节能、环保诸多因素的影响的制氢方法,生物质自身是氢的载体,由C、H、O、NBiomas+Q一→H2+CO+CO2+CH4+和S等元素组成,其中H元素的质量分数为6%,相C, He+Tar +Char +H,o(g)+ Organics当于1kg生物质可产生0672m3的气态氢,占生物+2H2O(g)→CO2O,+2H质总能量的40%以上1C D, 2CO生物质制氢主要有2种方法:方法一是微生物法,微生物法制氢又分为厌氧发酵制氢和光合生物Tar-+H2+CO+CO2+CHa +CH制氢;方法二是热化学转化法,热化学转化法制氢分CH。+2nH2O(g)一(2n+m/2)H2+nCO2为热解制氢、气化制氢、超零界制氢。本文中主要围生物质气化制氢以生物质(木屑、稻壳、秸秆绕生物质热解与气化法制氢展开叙述。等)为原料中国煤化工末、气流床等收稿日期:2014-07-10;修回日期:2014-11-13THCNMHG基金项目:引进国际先进林业科学技术项目(2014-4-32)作者简介:应浩(1963-),男,本科,研究员研究方向为生物质能转化技术开发与工业应用,025-85482498hy2478@163.com54现代化工第35卷第期内,高温下通过气化介质(空气、氧气、水蒸汽等)与王晓磊等分别采用单模微波炉和电加热管生物质进行反应,使其转化为富氢燃气的过程。生式炉对污泥热解过程进行了实验研究,分析了污泥物质气化制氢温度一般为800-1000℃,该温度下粒径含水率热解温度和微波吸收剂形态等参数对生物质可以完全转化为H2和CO(理想状态),但实热解产物分布特性和气体组分体积分数的影响规律际状态下还生成了CO2、CH4和其他碳氢化合物。和机理,研究结果表明,粒径在0~5.00mm,污泥粒生物质气化制氢的主要影响因素为气化温度、停留径大小对污泥微波热解产物分布无明显影响,但粒时间、压力催化剂物料特性等。生物质气化制氢径减小可以提高H2和CO体积分数,当粒径从工艺一般分为原料的预处理、气化制氢、气体净化2.50~5.00mm减小至<0.45mm,H2和CO体积等,其简单工艺流程可用图1表示。分数分别从31%和17%上升至34%和22%。生物质(固定床流化床)混合气王明峰等以稻壳为原料,在自行研制的生物净化装置质连续热解反应装置上进行了稻壳连续热解和二次气化介质富氢气体催化裂解制氢试验研究,考察了Fe/A催化剂焙烧图1生物质气化制氢工艺温度及二次催化裂解温度对裂解气中H2体积分数和裂解液体组分的影响,研究结果表明,Fe2O3/y2生物质热解制氢A2O3催化剂对H2有较大的选择性,当Fe/A=0.7,催化剂煅烧温度为550℃、二次裂解温度为近年来,国内外相关学者探索了以农业废弃物、700℃C时,H2产率达到348%。林业废弃物、城市生活垃圾、生物油等为原料,通过王天岗等以稻壳粉为原料,研究了温度为热解制取富氢燃气,为了提高氢气的产量,在反应器50~850℃,对生物质热解的3种产物—气体、焦设计反应参数、开发新型催化剂等方面做了大量的油和木炭分开收集并进行分析。研究结果表明,随研究。着热解温度的升高,氢气的产量增加;在一定温度范2.1国内研究现状围内,反应时间越长,产氢量越大。杨帆3以城市生活垃圾为原料,在小型外热式张秀梅等在自制的固定床反应器上,考察了固定床反应器中研究了催化剂(纳米NOy-A2O3、秸秆和锯屑的热解行为,研究了5种金属氧化物纳米NO/赤泥)温度、进料速度对城市生活垃圾催(Fe0、Al2O3、MnO、Cr2O3和CuO)和2种碳酸盐化热解产气、产氢的影响规律,研究结果表明,热解(Na2CO3、CaCO3)催化剂的催化效果,研究结果表温度在750~900℃,2种催化剂催化条件下,产气量明,温度从500℃提高到850℃,秸秆和锯屑的热解和氢气含量均随着温度的升高明显提升,并在气产率分别从29.0%提高到40.6%、35.0%提高到900℃达到最大值;该温度下,螺旋进料器的进料速46.5%,而对应的富氢气体的体积分数分别从度为30r/min纳米NO/y-A2O3为催化剂时,产气41.2%提高到48.2%40.6%提高到47.0%。量和氢气体积分数分别为1.16Lg和54%;纳米2.2国外研究现状NO/赤泥为催化剂时,产气量和氢气体积分数分别blanco等以城市生活垃圾为原料,通过自制为1.02Lg和42.1%。的Ni/SiO2催化剂进行催化热解制氢实验研究,研孔黎红等以水葫芦为原料,在自制的固定床究结果表明,通过凝胶溶胶法制备的N/SO2催化反应器中进行了快速催化热解制氢研究,考察了反剂,在700℃C下煅烧后具有较高的比表面积应温度及4种催化剂(NaCl、Na2CO3、KOH和分子筛347m2/g)和较大的孔径(1250m),也导致最高HZSM-5)在不同反应温度下对热解气产率、气体成H2产率催化活性,获得体积分数60%H2;而通过结分及H2产率的影响研究结果表明,无催化剂条件合凝胶溶胶法与相分离法制备的NSiO2催化剂,下,随着反应温度的升高热解气产率、H2的体积分在900℃煅烧后获得最低H2体积分数为42%。数及产率上升;催化剂的添加能够改变热解气中各Ansari等以甘蔗渣为原料,通过微乳液法合成分的含量。除 Naco3外,在其他3种催化剂作成纳米催化V凵中国煤化工O,在双床微用下,H2的体积分数显著提高,CO2的体积分数显反应器中进CNMHG验研究,研究著下降,CO的体积分数有所下降,CH4的体积分数结果表明,在纳米催化剂12%Ni、6%Fe/y-Al2O有所提高。的存在下,热解气中H2摩尔分数为15.3%,CO摩2015年1月应浩等:生物质热解与气化制氢研究进展55尔分数为45.7%,CO2摩尔分数为316%,还含有K2CO3催化剂对制氢的影响研究结果表明,当温度些碳氢化合物。为1025K,ZnCl2用量为质量分数13%时,橄榄树Shia等以甘蔗渣为原料,在双床微反应器皮、棉花籽壳、工厂废茶叶最大产氢率分别为中进行了甘蔗渣的热解实验研究,考察了反应时间70.3%59%%和60.3%;Na2CO3、K2CO3作为催化(20~40min)、反应温度(600~900℃)、填充床高剂时,催化热解制氢取决于生物质种类;对棉花籽壳度(40~100mm)对产品(焦炭、焦油和气体)产率和废茶叶的催化效果Na2CO3大于K2CO3,而对于橄和气体(H2、CO、CO2、CH4、CnHn)组成的影响研究榄树皮K2CO3的催化效果大于Na2CO3。结果表明,热解温度约850℃,反应时间30min,填充高度为100mm时,可以获得富含H2和CO、低含3生物质气化制氢量CO2和碳氢化合物气体。生物质气化制氢技术一直以来备受国内外的Hao等在双粒子粉末流化床中进行了植物广泛关注和重视,国外在生物质气化制氢方面研类生物质催化热解实验,考察了各种操作条件下热究比较早,主要集中在美国、日本、欧洲等发达国解产品的产率及其分布情况,研究结果表明,在家,而国内相对起步较晚,目前大多还处在实验室1173K,无催化剂的条件下,从木质生物质释放的研究阶段。近年来,中国科学院广州能源研究所、挥发分的量取决于热解温度,H2的收率为13.8gkg中国科学院工程热物理研究所、华东理工大学、西(干燥无灰基生物质);在723K,NiMo/Al2O3催化安交通大学、大连理工大学等研究单位在生物质剂存在下,洁净可燃气体占总气体产量的体积分数气化制氢方面加大了研究力度,同时也取得了91.25%,其组成(体积分数)为49.3%的H2、些显著成果。34.50%的CO和7.03%低分子质量烃类气体;H23.1国内研究现状和CO的收率分别为33.6g/kg(干燥无灰基生物张艳丽等在固定床反应器内进行了污泥热质)和326.3g/kg(干燥无灰基生物质)。解残渣水蒸汽气化制取富氢燃气的研究,考察了反We等在自由落体反应器中进行了4种生应温度固相停留时间水蒸汽流量及催化剂对气化物质(豆秸烟秆、松木屑、杏核)的快速热解实验研效果及气体产物组成的影响研究结果表明,随着反究研究结果表明,H2、CO、CH4的含量随着反应温应温度的升高气体产率由0.0967m3/kg逐渐增度的升高而增加CO2的含量呈相反趋势,当热解温加到0.4600m/kg,燃气中H2体积分数由1787%度为80℃,豆秸(H2+CO)千气体摩尔分数达逐渐增加到524%;在最佳固相停留时间为72.4%,松木屑(H2+CO)干气体摩尔分数达15mn时气体产率达到0540m3/kg;最佳水蒸汽到71.8%。流量为1.19g/min,此时产气量达到最大值L等以豆秸和杏核为原料在自由落体反应0.61m3/kg,H2体积分数为64.7%;添加催化剂有器中进行了快速热解实验,热解温度为500利于气体中H2体积分数的提高。800℃,研究结果表明,随着温度从500℃升高到李琳娜等在固定床反应器内进行了木屑高800℃,豆秸热解产品气中H2的摩尔分数从3.2%温水蒸汽气化的实验研究,考察了反应温度(750~增加到282%,杏核热解产品气中H2的摩尔分数1050℃)及水蒸汽流量(0-1.5g/m)对燃气组从2.4%增加到17.8%;在800℃下,豆秸热解产品分、产氢率燃气热值(QLHV)等气化过程评价指标气中(CO+H2)的总摩尔分数达654%,杏核热解的影响研究结果表明较高的反应温度和加入适量产品气中(CO+H2)的总摩尔分数达556%。的水蒸汽有利于氢气的产生,但随着反应温度的升Chem等以秸秆和木屑为原料在热解温度高和水蒸汽流量的增加会使燃气热值降低;在500-850℃下,对Ca0、FeO、Al2O3、MnO、Cr2O3和1000℃时,水蒸汽流量为1.02g/min时,燃气中CuO的催化效率进行了研究,研究结果表明,除CuO氢气体积分数可达51.03%,产氢率为71.08g/kg外,其他催化剂对氢气的产生都有促进作用,在(干燥基),为理论最大产氢率(172.02g/kg)的850°℃,Cr2O3催化木屑时氢气收率可达56%。41.32%。中国煤化工Demirbas516以橄榄树皮、棉花籽壳和工厂废茶张尤华CNMHG及催化重整制叶作为生物质原料,采用裂解前浸渍方法,在770、氢进行了研究,研究结果表明,在气化温度600℃、925975、1025K温度下考察了ZnC2、Na2CO3和相停留时间16s、催化重整温度900℃、CHSV=56·现代化工第35卷第1期1716h-、催化剂粒径>5mm时,可获得下,产氢体积分数可以达到78%。1447.32mL/g的氢气产率、47.50mLg的CO产L等探索了在固定床反应器中水蒸汽流量率和7.20mL/g的甲烷产率。和温度对生物质气化实验的影响,温度为800武琛等搭建了可实现在定压条件下连续给1435℃。研究结果表明,随着温度的升高,氢气的料的实验台研究结果表明温度为923K,当压力产量先增加后减少,然后再增加并在917℃下出现>1MPa时连续气化反应能够持续地进行;923K、最大值;温度在1018-1435℃时,氢气产量随着温2.0MPa时系统运行平稳后生成气体成分中H2和度的升高而增加。氢的最大体积分数和产氢率分别CH4的体积分数可达到92%,其中,氢气为79%;再为60%和76%。增大压力,氢气体积分数有所下降,但碳转化率略有Huang等以木屑为原料,在连续进料流化增加,即产气量略有增加。床内进行了空气催化气化实验研究,研究结果表谢玉荣等以麦秸为原料采用管式气化炉进明,Ca0催化剂气化条件下,H2产率提高了行生物质蒸汽气化制取富氢气体实验研究在非催284%,Fe与CaO的协同效应使H2的产率增加化气化实验基础上,选取NO、纯Fe粉以及橄榄石约70.4%。(FeMg)2SO4这3类催化剂来提高氢含量,研究结Li等以稻壳为原料,在固定床反应器中进行果表明,气化反应温度在700~950℃,氢体积分数了稻壳空气-水蒸汽催化气化实验,考察新开发的达到4%以上,添加Fe时达到了60%以上;非催化纳米NO/y-Al2O3催化剂的催化效果,研究结果表时,氢产率达到60g/kg;添加催化剂时,Fe粉催化明,在800℃下,焦油去除率达到99%,气体产率显效果最好,最大产氢率达到119g/kg;NO次之,相著增加,特别是产品气中H2的体积分数明显提高比非催化时可提高40%;而橄榄石催化作用明显低超过10%。于前两者。Acharya等2利用固定床研究了CaO对木屑水吕鹏梅等2在自热式下吸式气化炉反应器内蒸汽气化的催化性能,考察了不同的操作参数进行了生物质下吸式气化炉富氧水蒸汽及空气气tam/ biomass温度、CaO/ Biomass,研究结果表明,化的制氢特性研究,研究结果表明,与空气气化相当温度为670℃, steam/ biomass=0.83,CaO/ Biomass=2比,富氧/水蒸汽气化可显著提高氢产率和产气热时,H2的体积分数达到5443%,且在CaO/ Biomass=2值;在实验条件范围内,最大氢产率达到45.16g/kg,条件下,CO2的体积分数与无CaO的气化相比下降最大低位热值达到11.11MJ/m3;在富氧/水蒸汽气化条件下,燃气中H2+CO体积分数达到63.27%Skoulou等)以橄榄壳为原料,在固定床反应72.56%,高于空气气化条件下的52.19%~器中进行了橄榄壳水蒸汽气化实验研究,考察了温63.31%。度在750~1050℃,停留时间为120~960s对气化3.2国外研究现状反应的影响,研究结果表明,在1050℃时,可以获得Phuhiran等以桉树为原料,在两段式固定床热值为13.62Mm3的燃气燃气中H2和CO的物反应器中进行了桉树水蒸汽催化气化实验研究,气质的量之比为4,H2的体积分数为40%。化温度为500~650℃,水蒸汽分压为16、30、Hu等以杏核为原料,在固定床反应器内进45kPa,镍负载泰国褐煤焦炭作为催化剂研究结果行了白云石和橄榄石2种催化剂的杏核水蒸汽催化表明,H2的产率随着温度的升高而增加,从气化实验研究考察了反应温度、SB(水蒸汽/生物26.94%增加到46.68%,而CO摩尔分数急剧下降质)催化剂粒径、煅烧的催化剂等影响因素,研究从70.2%降到3771%;当气化温度为650℃时,结果表明,煅烧的橄榄石和白云石的催化活性均高H2的产率达到最高,为46.68%于天然的,在850℃,S/B为0.8,煅烧白云石催化剂Wang等)以烟煤为原料,在鼓泡流化床中进条件下潜在氢收率为130.9g/kg(干燥无灰基生物行了水蒸汽催化气化制氢实验探索了温度、压力、质),为理论中国煤化工1%;在800℃H12O/C、CaO/C的影响研究结果表明,升高温度、S/B为0.8,YHCNMH④,得到的潜在压力和H2O/C有利于产氢,在温度为750℃、压力氢收率为67.7g/kg(干燥无灰基生物质),是理论为0.4MPa、[Ca]/[C]=1、[H2O]/[C]=2的条件值的44.5%。2015年1月应浩等:生物质热解与气化制氬研究进展2014,41(1):l08-109,111存在的问题及展望[4]孔黎红,陈明强,刘少敏.生物质快速催化热解制氢的研究通过介绍生物质热解与气化制氢的原理与国内[J].化学与生物工程,2013,30(1):43-46[5]王晓磊,邓文义,于伟超,等污泥微波高温热解条件下富氢气外研究现状,总结出以下几点不足。体生成特性研究[J].燃料化学学报,2013,41(2):243-251.1)生物质热解制氢技术具有工艺简单、能源[6]王明峰许细微,李伯松.Fe2O3/y-AL2O3催化裂解生物质制氢利用效率高等优点,在使用催化剂的条件下,热解研究[J]可再生能源,2010,28(4):49-53气中H2的体积分数一般在30%~50%,由于载气[7]王天岗,孙立,张晓东,等生物质热解释氢的实验研究[J]山(N2、He等)的加入使得热解气的热值降低,限制东理工大学学报,2006,20(5):41-43了它的进一步利用。热解过程还会有焦油的产[8]张秀梅陈冠益,盂祥梅催化热解生物质制取富氢气体的研究生,焦油不仅腐蚀和堵塞管道,还会造成环境污染[].燃料化学学报,2004,32(4):446-449[9]Blanco P H, Wu C F, Williams P T Influence of Ni/sio, catalyst等问题。preparation methods on hydrogen production from the pyrolysis/2)生物质气化制氢技术最大的优点是产生的forming of refuse derived fuel[ J]. Intemational Joumal of HydrogenH2含量高燃气热值高。在使用催化剂的条件下,Energy,2014,39(11):5723-5732气化产气中H2的体积分数一般在40%~60%,气10] Ansari M H,Jafarian S, Tavasoli A, et al. Hydrogen rich gas produc-化过程同样有焦油的产生,如何解决焦油问题对生tion via nano-catalytic pyrolysis of bagasse in a dual bed reactor物质气化制氢具有决定性意义[J]. Joumal of Natural Gas Science and Engineering, 2014, 19279-28(3)大量的实验研究表明,温度和催化剂对热[11] Shoja M, Babatabar M A, Tavasoli A, et al. Production of hydroge解与气化制氢至关重要。目前国内外研究较多的催and syngas via pyrolysis of bagasse in a dual bed reactor[ J].Jour-化剂主要有以下5类:①天然矿石类,如白云石、橄nal of Energy Chemistry, 2013, 22(4): 639-64榄石等;②镍基催化剂;③碳酸盐类,如K2CO3、[12] HaoQ L, Wang C, Lu D Q, et al. Production of hydrogen-rich gasNa2CO3、CaCO3等;④金属氧化物类如CaO、Al2O3、om plant biomass by catalytic pyrolysis at low temperature[ J].InSiO2、C2O3等;⑤其他类,如ZnCl2、复合催化剂等。ernational Joumal of Hydrogen Energy, 2010, 35(17):8884其中,催化效果比较好的主要有白云石和镍基催化剂,这2种催化剂应用比较广泛而且催化活性较高。[13] Wei L G, Xu X P, Zhang L, et al. Characteristics of fast pyrolysis ofbiomass in a free fall reactor[ J. Fuel Processing Technology但镍基催化剂由于价格昂贵,造成生产成本高所以006,87(10):863-871在生物质热解与气化制氢中很少被应用,而白云石[14]Li SG, Xu S P, Liu SQ, et al. Fast pyrolysis of biomass in free-fall催化剂存在3个很大的缺陷:①自身强度低,很容易reactor for hydrogen-rich gas[ J]. Fuel Processing Technology破碎成粉末,造成管路的堵塞;②随着反应的进行2004,85(8/9/10):1201-1211反应活性逐渐降低,使用寿命短;③高温下易分解释15]Chen G, Andries J, SpliethofT H Catalytic pyrolysis of biomass forhydrogen rich fuel gas production[ J]. Energy Conversion and Man-放出CO2,不利于反应的正向进行。agement,2003,44(14):2289-2296目前研究和开发出一种新型有效的催化剂,提[161 Demirbas A. Yields of hydrogen-rich gaseous products via pyrolysis高H2产量,降低热解温度,促进焦油裂解,将对生from selected biomass samples[ J]. Fuel, 2001, 80(13): 1885物质热解与气化制氢工艺的开发与应用具有很大的1891推动作用。如果可以实现热解与气化工业化制氢可[17]张艳丽肖波胡智泉,等污泥热解残渣水蒸气气化制取富氢大大降低生产成本,不仅可以缓解能源危机,而且对燃气[门].可再生能源,2012,30(1):67-71社会的可持续发展具有重要意义,生物质热解与气[8]李琳娜应浩涂军令,等木屑高温水蒸气气化制备富氢燃气的特性研究[J]林产化学与工业,2011,31(5):18-24化制氢将会是未来的发展趋势。[9]张尤华,辛善志,张素平生物质低温气化及催化重整制氢参考文献[冂].石油化工,2010,39(11):1198-1203[20]武琛赵丽风田文栋等木屑CaO与水蒸汽连续气化制氢的[1]Zhu X F, Zheng J L, Guo Q X, et al. Pyrolysis of rice husk and saw实验研究[].太阳能学报,2008,29(9):1140-1143dust for liquid fuel[ J]. Joumal of Environmental Sciences. 2006[2l]谢玉荣iYH中国煤化工制取富氢气体实验18(2):392-396研究[J][2]刘荣厚,牛卫生,张大雷生物质热化学转换技术M]北京:化[2]吕鹏梅,CNMH⑤气化炉气化制备富学工业出版社,2005:164.氢燃气实验研究[J化学工程,2007,35(5):25-29[3]杨帆城市生活垃圾催化热解制氢实验研究[J广东化工,(下转第59页)2015年1月赵彬等:燃煤烟气汞形态转化及脱除技术别,煤炭中的汞含量也不尽相同。我国的王启超陈不同烟气组分对汞转化的影响,结果表明,O2和冰如等一些学者对不同地区不同等级煤中汞的含量HCl是有利于汞转化的,并且HCl的这种作用大于做了细致的研究并得出了不同的结论。陈冰如O2。对于其他组分,NO对汞的氧化基本没什么影等认为我国煤中汞含量的范围为03~15.9m/kg;响,水蒸汽的存在可以抑制汞的氧化。烟气中3种王起超等对我国各个地区燃煤汞排放清单估算不同形态汞的不同性质决定了各自的去除难易程后认为煤中汞的平均含量为0.22mg/kg;Feng度。Hg"在经过颗粒物净化装置[如袋式除尘器等2采用的是我国煤中汞平均含量为0.3mg/kg。( fabric filter,FF),静电除尘器等]后较容易被脱除,大多数认为中国煤炭中汞的平均含量为022烟气中的Hg2具有水溶性,较容易在水中溶解形成不同区域的煤中汞含量可能有较大的差别,如河南盐类,所以通过湿法脱硫设备也很容易除去,大多数北京、贵州产的煤中汞含量普遍高于平均水平烟气脱汞技术都是基于此原理开发出来的。然而(≥0.3mg/kg),其中贵州的煤炭中汞含量可达Hg因为其稳定性、高平衡蒸气压(25℃时0.52mg/kg13),而新疆、江西、四川的煤中汞含量较0.25Pa)和难溶于水(25℃时溶解度60mg/m3)的低,都小于平均值。特点, APCDs对Hg几乎不起什么作用,所以它是1.2燃烧过程中存在形态及其转化最终被释放到大气中的主要形态,H占中国燃煤一般而言,汞在不同燃烧时段的析出转化是按电厂汞释放量的66%~94%,而这一比例在美国德照下面过程进行的:送入炉膛中的煤经燃烧后产生克萨斯州是67%(1)。鉴于这种情况,现阶段烟气1000C以上的高温环境,在高温的条件下煤中的汞脱汞技术研究的重点应是如何提升H8至Hg2的(煤中的汞主要和无机矿物质结合存在,如硫磺、雄转化效率。黄)以Hg。的形态释放到炉膛内因为Hg是此温度条件下唯一热力学稳定形态,之后,烟气在2燃煤烟气脱汞技术传输的过程中温度不断降低,随着温度的变化汞的按照燃烧的不同阶段可以把燃煤烟气汞脱除技形态会发生改变,烟气中部分Hg在金属及其氧化术分为3种,燃烧前脱汞、燃烧中脱汞和燃烧后脱物的催化作用下被均相氧化为Hg2,还有部分Hg汞。燃烧前脱汞技术主要指的是洗煤、选煤技术,洗和生成的H在飞灰与固态产物上发生气固吸附选煤的初衷是减少灰分,提升煤的品位,由于煤中的作用变成颗粒态汞Hg,所以,在最终释放出来的废大部分汞以无机化合物的形式存在,所以在洗选煤气中,汞有3种不同的形态。燃煤烟气中汞的转化的工艺过程中也可以除去部分的汞,常规的洗选煤受烟气成分的影响,不同的组分对汞的转化产生的技术能去除50%~80%的灰分,30%~40%的硫和作用不同。朱燕群等用数值模拟的方式研究了约37%的汞;燃烧中脱汞主要指的是通过研究(上接第57页)37(8):6511-6518[23] Phuhiran C, Takarada T, Chaiklangmuang S. 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