新型干法水泥厂大气汞排放及同位素特征研究

发布时间：2018-02-11 20:28

  本文关键词： 新型干法水泥厂 净烟气 大气汞 排放特征 汞同位素特征　出处：《贵州师范大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：汞,人体非必需的有毒重金属元素,也是一种全球污染物,而汞污染防控正成为当前各国环境外交的热点内容。工业革命以来,人为活动加剧了全球范围内的汞污染。随着近些年生产工艺、产能、污染控制设施等的变化,水泥厂逐渐成为最大的大气汞排放源。因此需要对水泥厂的大气汞排放特征进行更多的研究,且对外排烟气的汞同位素特征进行测定,用于完善人为排放源的大气汞同位素特征库。选取贵州省两座典型的新型干法水泥厂进行研究,采样方法为安大略方法(OHM)。采样点分布在窑头烟囱、窑尾除尘前(或增湿塔前)和窑尾除尘后。污染控制设施为静电除尘器或电袋除尘器。主要研究成果如下:(1)TR水泥厂窑头净烟气汞浓度平均为16.64μg·m~(-3),98.28%为Hg~(2+);窑尾净烟气汞浓度平均为14.46μg·m~(-3),64.63%为Hg0;两个采样点的HgP均可忽略不计。LL水泥厂窑头净烟气汞浓度平均为0.15μg·m~(-3),Hg0和Hg~(2+)的比例相当,HgP含量微乎其微;窑尾净烟气汞浓度平均为0.49μg·m~(-3),78.12%为Hg~(2+),17.13%为HgP,4.75%为Hg0。(2)汞的排放因子,TR水泥厂整体为76.1 mg Hg·吨熟料~(-1),其中窑头的贡献为31.4 mg Hg·吨熟料~(-1)(41%),窑尾的贡献为44.7 mg Hg·吨熟料~(-1)(59%);LL水泥厂整体为1.8 mg Hg·吨熟料~(-1),其中窑头的贡献为0.3 mg Hg·吨熟料~(-1)(18%),窑尾的贡献为1.5 mg Hg·吨熟料~(-1)(82%)。(3)两个水泥厂烟气汞在窑尾除尘前都主要为HgP,TR水泥厂的HgP比例平均为54%,LL水泥厂则高达97%。而在除尘后,都主要为气态汞,HgP几乎被完全脱除。至于除尘设备对烟气汞的脱除效率,TR水泥厂窑尾的除尘设备对烟气总汞的脱除效率为73.06%,LL水泥厂为99.95%,两个水泥厂除尘设备对HgP的去除率均在99.9%以上;对于Hg~(2+)和Hg0,LL水泥厂的去除效率分别为97.73%和99.77%,而TR水泥厂的去除效率分别为55.69%和-64.79%。(4)根据汞输入、输出及汞的质量平衡,两座水泥厂汞的输入途径都主要是石灰石(41%~56%),煤炭贡献稍低(15%~32%),二者合计约占总汞输入的70%。两座水泥厂汞的主要输出途径是窑尾烟气(50%~58%)。对于水泥产品中汞的输入和输出,两座水泥厂的水泥产品中的汞均主要来自混合材脱硫石膏(83%~94%)。水泥产品输出的汞占各种混合材及水泥熟料输入汞的86~93%。(5)在TR水泥厂,汞的输出/输入比系数为101%,说明汞的输出和输入达到动态平衡,TR水泥厂的汞富集系数为5.9。但是在LL水泥厂,汞的输出/输入比系数仅为15%,说明汞的输出量远低于输入量,未达到汞的动态平衡,LL水泥厂的汞富集系数高达104。(6)TR水泥厂烟气样品中窑头烟囱中Hg~(2+)的δ~(202)Hg范围为-2.06‰~-2.05‰。窑尾烟囱中增湿塔喷水量增大时,烟气中Hg~0、Hg~(2+)、H~(gtotal)的δ~(202)Hg向重的方向偏移(由-2.43‰~-1.36‰偏移到-0.10‰~0.26‰)。TR水泥厂的固体样品的δ~(202)Hg范围为-3.15‰~-0.97‰。TR水泥厂的固体样品及烟气中不同形态汞之间没有明显的质量分馏。(7)TR水泥厂烟气样品中窑头烟囱中Hg~(2+)的Δ~(199)Hg范围为-0.07‰~0.00‰。窑尾烟囱中增湿塔喷水量正常时,烟气中Hg~0、Hg~(2+)、H~(gtotal)的Δ~(199)Hg范围为-0.14‰~0.11‰。窑尾烟气中增湿塔喷水量增大时,烟气中Hg~0、Hg~(2+)、H~(gtotal)的Δ~(199)Hg范围为-0.08‰~0.04‰。TR水泥厂的固体样品的Δ199Hg范围为-0.12‰~0.06‰。TR水泥厂的固体样品及烟气中不同形态汞之间没有明显的非质量分馏。(8)LL水泥厂烟气样品中,窑尾烟囱中Hg~(2+)的δ~(202)Hg范围为-1.29‰~-1.28‰。窑尾除尘前烟气中Hg~p、Hg~0、Hg~(2+)、H~(gtotal)的δ~(202)Hg范围为-3.10‰~-1.10‰。LL水泥厂固体样品及烟气不同形态汞之间,不存在明显的质量分馏。(9)LL水泥厂烟气样品中,窑尾烟囱中Hg~(2+)的Δ~(199)Hg范围为-0.04‰~-0.04‰。窑尾除尘前,烟气中Hg~p、Hg~0、Hg~(2+)、H~(gtotal)的Δ~(199)Hg范围为-0.15‰~0.11‰。LL水泥厂固体样品及烟气不同形态汞之间,不存在明显的非质量分馏。
[Abstract]:Mercury, non toxic heavy metal elements necessary for the human body, but also a global pollutant, and mercury pollution prevention and control is becoming a hot topic in the environmental diplomacy. Since the industrial revolution, human activities have aggravated global mercury pollution. In recent years, with the production technology, production capacity, changes in pollution control facilities, and gradually become the largest cement factory the atmospheric mercury emissions. So the atmospheric mercury emission characteristics of cement plants need more studies on the mercury isotope characteristics and external flue gas were used to improve the anthropogenic sources of atmospheric mercury isotope signatures. In Guizhou province were selected two typical NSP cement plant was studied. The sampling method for the Ontario method (OHM). The distribution in the kiln chimney sampling, kiln dust (or humidifying tower) and kiln dust. The pollution control facilities for electrostatic precipitator or electric bag dust collector main research. 绌舵垚鏋滃�備福�

本文编号：1503932