锅炉燃煤气溶胶颗粒物有害元素砷分布特征研究

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贵州中西部地区分布着一定数量的高砷煤,因为误采用含砷量大于100mg/kg的煤,砷中毒大面积爆发,形成了世界典型的燃煤型砷污染地区。本文针对贵州西部的高砷燃煤,以CaO和高岭土为吸附剂,模拟锅炉燃烧系统,研究砷在飞灰中的粒径分布和吸附剂的吸附特征。用温度、粒径等因素对飞灰中砷含量的影响进行了回归分析,建立了加吸附剂和不加吸附剂两种情况下,高砷燃煤燃烧的数学模型,用交互检验法分别对两种情况下的煤飞灰中砷含量进行了预报,预报结果与实测值较为接近,误差范围分别为-17.17%~14.04%和-25.50%~22.16%。   在600℃~1000℃进行燃烧,飞灰中砷含量最小值为2370μg/g,最大值为5908μg/g。温度越高,砷向小颗粒飞灰的富集情况越明显。粒经<3.4μm的飞灰中砷的含量随温度升高呈明显上升趋势。粒径在3.4~16.3μm之间的飞灰质量占总质量的60.74%,其中砷的质量占飞灰中砷的总质量的61.22%。   加入混合吸附剂在650℃~1000℃进行燃烧,飞灰中砷含量最小值为1032μg/g,最大值为的2646μg/g。随粒径减小,飞灰中砷含仍呈上升趋势;800℃~1000℃,随温度升高,飞灰中砷含量呈下降趋势。粒径在5.4~24.1μm之间的飞灰质量占总质量的63.88%,其中砷的质量占飞灰中砷的总质量的62.69%。   加混合吸附剂后底灰中砷含量增高。吸附剂能够减少砷向飞灰的富集,降低各级飞灰上的砷含量,增大飞灰粒子的粒径,降低砷向大气的排放。说明吸附剂对煤中砷的排放起到了明显的抑制作用。   本文还针对高砷燃煤引发的砷中毒提出了防治措施,避免开采、使用高砷煤;改变燃煤方式,加高烟囱;燃煤中加入吸附剂;利用自然条件干燥食物,尽量避免直接用煤火烘烤粮食、辣椒之类食物;积极开展宣传教育,改善卫生条件,提高人民群众的自我保护能力和意识,最终达到消除贫困和预防控制燃煤污染引起的地方性砷中毒的流行。
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