文档介绍：分类号学号 M200970858
学校代码 10487 密级
硕士学位论文
煤气化过程中汞的释放规律
及高温汞控制的实验研究
学位申请人: 米亮亮
学科专业: 热能工程
指导教师: 张军营教授
赵永椿副教授
答辩日期: 2012 年 1 月 3 日
A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the
Degree of Master of Engineering
Mercury Emission And High-temperature Mercury
Control During Coal Gasification
Candidate: Mi Liangliang
Major: Thermal Engineering
Supervisor: Prof. Zhang Junying
Yongchun
Huazhong University of Science and Technology
Wuhan, Hubei 430074, P. R. China
January 2012
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作
及取得的研究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不
包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做
出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声
明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名:
年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:
学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许
论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部
分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段
保存和汇编本学位论文。
保密□,在________年解密后适用本授权书。
本论文属于
不保密□。
(请在以上方框内打“√”)
学位论文作者签名: 指导教师签名:
年月日年月日
华中科技大学硕士学位论文
摘要
煤炭利用过程中排放的汞等痕量元素对生态环境和人类健康构成了很大的威胁。
煤气化技术是一种高效的洁净煤技术,可以有效的提高煤的利用效率。因此,开展煤
气化过程中汞释放规律的相关研究,寻找高温煤气气氛下的吸附剂,进一步探索煤气
化过程中合理有效的汞污染控制方法,具有重要的意义。
本文通过化学热力学计算和实验研究,揭示了高温高压、高温常压煤气化过程中
汞的迁移转化规律;同时,研究了高温煤气吸附剂在氮气气氛模拟煤气气氛下对汞的
脱除能力。
HSC 热力计算结果表明,温度和压力是影响煤气化过程中汞排放的主要影响因
素。汞在 300℃时开始释放,气化温度升到 900℃时煤中的汞基本释放完全,大部分
汞以单质气态汞的形态释放,有少量的汞以化合物形态排放;气化温度在 1000℃以下
时压力抑制煤气化过程中气态单质汞的释放,500℃时压力的影响作用最大。煤气化
实验表明,温度、停留时间、升温速率及升温方式是影响煤气化过程中汞迁移转化的
主要因素。汞的释放率随温度的升高,停留时间延长而增大,程序升温时汞的释放率
较高;煤气化过程中二价汞的百分含量与温度、停留时间及升温速率的变化规律相同。
高温煤气脱汞实验研究表明,铁酸锌及钛酸锌系列吸附剂在模拟煤气气氛中对汞
有较好的吸附作用。铁酸锌系列吸附剂的最佳处理温度为 800℃,最佳反应气氛温度
为 550℃,其中 TiO2 掺杂量为 %、处理温度为 800℃的吸附剂在模拟煤气气氛中
的脱汞能力较好,30min 内的汞脱除率达 90%左右。钛酸锌系列吸附剂,随着 Al2O3
掺杂量的增加,脱汞效率升高,此系列吸附剂的处理温度对脱汞率影响作用较小,最
佳反应气氛温度为 550℃,其中 Al2O3 的掺杂量为 25%煅烧温度为 900℃的吸附剂在
第 5min 到 25min 内脱汞率变化不大,有较稳定的脱除率。
关键词:煤,气化,汞,铁酸锌,钛酸锌
I
华中科技大