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第 36卷第9期工程热 物 理学 报Ｖｏ ｌ ．36 ，Ｎｏ ．9 2015年9月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＥＮＧＩＮＥ ＥＲＩＮＧＴＨＥＲＭＯＰＨＹＳＩＣＳＳｅｐ ． ，20 15 溴化物对燃煤烟气中汞的均相与非均相氧化 动力学研究 杨应举赵利鹏 刘晶 沈锋华 郑楚光 （华中科技大学煤燃烧国家重点实验室，武汉 4 3 0074） 摘要本文建立了溴化物对燃煤烟气中汞的均相与非均相氧化 动力学模型，并模拟了烟 气中不同ＨＢｒ浓度、降温速率 及未燃尽炭直径条件下束的形态分 布．结果表明多相模拟预测结果与 实验数据吻合较好，敏感性分析显示溴对汞均相氧化 的主要反应通道是 Ｈｇ ＋Ｂ ｒ 2＾ＨｇＢｒ2 溴对汞非均相氧化的主要反应通道是 ＳｔＢｒ （ｓ）＋Ｈｇ ＱＳｔＨ ｇＢｒ（ｓ） ．ＨＢｒ浓度 一定 的条件下 ，随着未燃尽炭直径的减小 ，汞的氧化率增 加 ． 关键词汞 ；溴化物；未燃尽炭；非均相 氧化；燃煤烟气 中图分类号 ＴＫ16文献标识码Ａ文章编号0253 －2 31Ｘ（2015）09 －2 0 40 ￣ 0 5 ＫｉｎｅｔｉｃＳｔｕｄｙｏｆＨｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓａｎｄＨｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓＭｅｒｃｕｒｙＯｘｉｄａｔｉｏｎｂｙ ＢｒｏｍｉｎｅｉｎＣｏａｌ －ＦｉｒｅｄＦｌｕｅＧａｓ ＹＡＮＧＹｉｎｇ －ＪｕＺＨＡＯＬ ｉ －ＰｅｎｇＬＩＵＪ ｉｎｇＳＨＥＮＦｅｎｇ －ＨｕａＺＨＥＮＧＣｈｕ－Ｇｕａｎｇ （ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｆ ＣｏａｌＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ，ＨｕａｚｈｏｎｇＵｎ ｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ，Ｗｕｈａｎ4 3 0 074 ， Ｃｈｉｎａ） ＡｂｓｔｒａｃｔＡｋｉｎｅｔｉｃｍｏｄｅｌｏｆｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓａｎｄｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｍｅｒｃｕｒｙｏｘｉｄａｔｉｏｎｂｙｂｒｏｍｉｎｅｉｎ ｃｏａｌ －ｆｉｒｅｄ ｆｌｕｅｇａｓｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｔｏｐｒｅｄｉｃｔｍｅｒｃｕｒｙｓｐｅｃｉａｔｉｏｎｉｎｆ ｌｕｅｇａｓ．Ｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ＨＢｒｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ，ｑｕｅｎｃｈｒａｔｅｓａｎｄｕｎｂｕｒｎｅｄｃａｒｂｏｎｄ ｉａｍｅｔｅｒｓｗｅｒｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗ ｔｈａｔｔｈｅｃｏｍｂｉｎｅｄｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ －ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｍｏｄｅｌｐｒｅｄ ｉｃｔｉｏｎｓａｒｅｉｎｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａ．Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅｄｏｍｉｎａｎｔｃｈａｎｎｅｌｓｏｆｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓａｎｄ ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｍｅｒｃｕｒｙｏｘｉｄａｔｉｏｎｂｙｂｒｏｍｉｎｅａｒｅＨｇ 0＋ Ｂｒ2ｗＨｇＢｒ2ａｎｄＳｔＢｒ （ ｓ）＋Ｈｇ 0 ＳｔＨｇＢｒ（ｓ） ， ｒｅｓｐｅ ｃｔｉｖｅｌｙ ．Ｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｅｄｅｘｔｅｎｔｏｆｍｅｒｃｕｒｙｏｘｉｄａｔｉｏｎｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｄｅｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｄｉａｍｅｔｅｒｏｆ ｕｎｂｕｒｎｅｄｃａｒｂｏｎ ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓｍｅｒｃｕｒｙ ；ｂｒｏｍ ｉｎｅ ；ｕｎｂｕｒｎｅｄｃａｒｂｏｎ；ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ；ｃｏａ ｌ－ｆｉｒｅｄｆ ｌｕｅｇａｓ ｏ 前言 燃煤电厂汞排放已成为世界范围内关注的话题。 能被湿法烟气脱硫设备 （ＷＦＧＤ）中的石灰浆液脱 美国环保署在 2011年3月颁布了 一项限制 燃煤电除； Ｈｇｐ 能被静电除尘器（ＥＳＰ）和布袋除尘器 （ＦＦ） 厂汞排放的法案，这项法案规定汞排放减少 91％［七脱除 ；而 Ｈｇ Ｑ 由于具有较高的挥发性以及较低的水 我国环保部 2011 年 7 月修订了火电厂大气污染物溶性，很难被现有的空气污染控制设备脱除 。 排放标准〉 （ＧＢ 1322 3 － 2011 ） Ｍ ，要求将燃煤锅炉的汞已有实验数据表明向燃煤锅炉中喷溴化物 及其化合物排放量控制在 0．03ｍｇ／ｍ 3 以下。能够有效地促进烟气中汞的氧化和活性炭对汞的捕 燃煤烟气中的汞主要以三种形态存在 元素态获。 ＢｕｉｔｒａｇｏＷ 利用 ＢｏｚｚｅｌｌＭ 的 反应机理进行了 汞（Ｈｇ Ｑ ）、氧化态汞（Ｈｇ 2＋ ）以及颗粒态汞（Ｈｇ ｐ ） 。在Ｈｇ／Ｂｒ均相模拟，但是模拟结果与实验结果存在较 炉膛的高温条件下，煤中的汞主要以 Ｈｇ Ｇ 的形式释大的偏差 。文献 ［ 5 ］ 表明，均相模型不能准确地描 放出来。随着烟气温度的降低，烟气中部分的 ＨｇＱ述实际燃煤烟气中汞的形态分布 ，而非均相反应机 发生 一系列复杂的化学反应转化为 Ｈｇ 2＋ 和 Ｈｇｐ ．理对汞的迁移转化具有重要的意义。 Ｎｉｋｓａ 等人 Ｍ 不同形态的衆具有不同的物理化学性质， Ｈｇ 2＋ 易溶初步提出了Ｈｇ／Ｂｒ在未燃尽炭（ＵｎｂｕｒｎｅｄＣａｒｂｏｎ， 于水并且能与飞灰颗粒结合形成 Ｈｇｐ ，因此， Ｈｇ 2＋ＵＢ Ｃ）表面上的 非均相反应 ，但是假设反应都是在 收稿日期 2014 ＞1 2 － 27 ；修订日期 2 015 －0 8 － 17 基金项目 国家自然科学基金资助项目（Ｎｏ ．5137 6072 ） ；国家重点基础研究发展规划项目 （Ｎｏ ．2014ＣＢ2389 0 4 ） 作者 简介 杨应举 （ 199 0 － ），男，硕士研究生 ，主要从事燃煤汞污染与防治方面的研究．通信作者 ｜刘 晶 ，教授，博士生导师 ，Ｅｍａｉｌ ｌｉｕｊｉｎｇ2 7＠ｈｕｓｔ ．ｅｄｕ ．ｃｎ 9期杨应举等 溴化物对燃煤烟气中汞的均相与 非均相氧化动力学研究204 1 理想状态下发生，而且没有进行反应路径分析，也通过反应（5）被溴化活性位进 一步氧 化生产 ＨｇＢｒ 2。 没有给出主要的反应通道 。反应 （ 8 ）表示烟气中 的 ＨｇＢｒ 2重新吸附到 ＵＢＣ表面 本文建立了Ｈｇ／Ｂｒ均相与非均相反应模型 ，并上。本文在模拟过程中采用 黏性系数 （Ｓｔ ｉｃｋｉｎｇｃｏｅｆ － 模拟了燃煤烟气冷却过程中汞的形态分布，揭示汞ｆ ｉｃ ｅｎｔｓ） ，从而使每个非均相反应的动力学参数减少 溴化物烟气 － 飞灰之间的相互作用机理。通过到 一个 可调的参数 。在物理意义上 ，黏性系数表示 对基元反应进行敏感性分析 ，分别找出了溴化物对气体与表面活性位碰撞时发生反应的可能性 。 燃煤烟气中汞的均相氧化与非均相氧化的主要反应 通道 ，为燃煤电厂喷射溴化物脱汞提供理论依据 。 2 1 汞氧化动力 学模 型的建立 么1 均相模拟及反应路径分析 本文采用Ｃｈｅｍｋ ｉｎ －ＰＲＯ 软件中的 Ｐ ＦＲ模型对 1．1均相模型的建立Ｖａｎ Ｑｔ ｔｅｎ等人 ⑴ 的实验进行模拟，进而研究 ＨＢｒ ＿气 ，管＿＿动 简化为 －维柱Ｍ＿ ， 浓度及降温速率对隶氧化率的影响 。实验条件 反 选 ， 柱塞流反应器 （Ｐ ｌｕｇＦｌｏｗＲｅａｃｔｏｒ ，ＰＦＲ） 。 文 应器的内径为 47ｍｍ ，长度为 132．0 8ｃｍ；烟气降温 建立了涉及Ｃ、 Ｈ、0 、 Ｎ、Ｓ 、ＣＵＢｒ、Ｈｇ8种元素 ’ 速率为 440Ｋ／ｓ和210Ｋ／ｓ ，烟气在反应器中的停留 涵盖 9 0种物质和3 60 个基元反細动力学模型 ’包 咖约 7ｓ。 实验烟气各组分浓度如表 1 所示 。觀 括 Ｈｇ／Ｂｒ机理、Ｈｇ／Ｃｌ机理 、Ｃ／Ｈ／0／Ｎ／Ｓ／Ｃ ｌ／Ｂｒ转 值与实验值的对比结果如图 1 所示 。从图中可以看 化机理 Ｈｇ／Ｂｒ均相反应机理采用 Ｂｏｚｚ ｅｌ＃的机 出，当降温速率为 210ｋ／ｓ时 ，模拟结果与实验结果 理 ’Ｈｇ／Ｃ ｌ机理采用Ｎｉｋｓａ等人 和 Ｌｉｕ等人 6］ 的 吻合较好；当降温速率为 440Ｋ／ｓ时 ，模拟结果高于 机理 ， Ｃ／Ｈ／0 ／Ｎ／Ｓ／Ｃ ｌ ／ Ｂｒ转化机理来 自文献问 。实验结果 ，但是随着 ＨＢｒ 浓度的增 加，娜值与实 Ｌ2＿＿＿胃5验值之 剛差异逐渐减小 。 非均相反应以燃煤烟气中飞灰表面上的反应为 研究对象 。在煤燃烧和飞灰作为痕量元素吸附剂的表 1 实验烟气组分及其 浓度 过程中，飞灰中的未燃尽炭能够显著地促进汞的吸Ｔａｂ ｌｅ1Ｔｈｅｃｏｎｃ ｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｆｌｕｅｇａｓ 附和氧化。本文建立的溴 化物对燃煤烟气中汞的非 ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ 均相氧化反应模型为 体积 、頒 ｙ Ｎ 20 ．7 5 ＳｔＳＡ （ｓ）＋ＨＢｒ ＾ ＳｔＢｒ （ｓ）＋Ｈ（ 1 ）二＝ ，、，、，、Ｃ020 ．0 77 ＳｔＳＡ （ｓ）＋Ｂ ｒ 2ＳｔＢｒ（ｓ）＋Ｂｒ（ 2 ）ＮＯ3 0ｘｌ0 － 6 ＳｔＢｒ（ｓ）＋Ｂｒ －， Ｂｒ2 ＋ＳｔＳＡ （ ｓ） （3）Ｑ ｒ0－50ｘ10 － 6 Ｈｇ ｕ 2 5 ［ｉｇ ．ｍ － ＊3 ＳｔＢｒ （ ｓ）＋Ｈｇ ＳｔＨｇＢｒ （ｓ）（ 4 ） ＳｔＢｒ（ｓ）＋ＨｇＢｒＳｔＳＡ（ｓ）＋ＨｇＢｒ2（5） 10 0， Ｓｔ ．ＨｇＢｒ （ｓ）＋ＨＢｒＳｔＳＡ（ｓ）＋ＨｇＢｒ2＋Ｈ（ 6 ）80 －■ ＳｔＨｇＢｒ（ｓ）＋Ｂｒ2 ＾ＳｔＳＡ（ｓ）＋ＨｇＢｒ2＋Ｂｒ（7） 6 0 ■ ■ “ ＳｔＢｒ （ｓ）＋ＨｇＢｒ2ＳｔＨｇＢｒ（ｓ）＋Ｂｒ2（ 8 ）』 40 ．／ ｓ＼ ； ‘ ＾ ￣ 210Ｋ／ｓ的实验值 ＳｔＳＡ（ｓ）和 ＳｔＢｒ （ｓ）分别表示未燃尽 炭表面上的 ■ 440Ｋ／ｓ的实验值 活性位和溴化活性位 。ＨＢｒ通过反应 （ 1 ）在 ＵＢＣ表 一 ＴＺ ＪＩＳＫＪＩＳＳ 面上发生吸附 ，形成溴化活性位 ；烟气降温过程中形ｏ ｌ■ ］ ＇ 0；5 丨 2 ＇ 02 ＇ 53 ＇ 03 ＇ 5 ＂ 4＾5 成的Ｂｕ通过反应 （ 2 ）在 ＵＢ Ｃ表面上发生吸附 ，也舛ＨＢｒ） ／10 －＂ 会形成溴化活性位 。 ＵＢＣ表面上吸附的Ｂｒ通过反应图 1ＨＢｒ浓 度对汞 氧化率的影响 （3） 进行脱附 。 一＊部分 Ｈｇ 。 通过反应 （ 4 ）在ＵＢＣ表Ｆ ｉ ｇ ．1Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔ ｓｏｆ ＨＢｒｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ01 1ｍｅｒｃｕｒｙｏｘｉｄａｔｉｏｎ 面溴化活性位上发生反应，形成 ＳｔＨｇＢｒ （ｓ） ；ＵＢＣ表 面上吸附的 ＨｇＢｒ通过反应 （ 6 ）和（ 7 ）进行脱附 ，并为了确定 Ｈｇ／Ｂｒ均相氧化的主要反应通道 ，在 形成ＨｇＢｒ2释放到烟气中 。烟气中的ＨｇＢｒ也可以ｐ （Ｈ Ｂｒ） ＝10ｘ ｌ0 －6 、烟气降温速率为 210Ｋ／ｓ 的条 2042工程热物理学报36卷 件下，进行敏感性分析，结果如图 2所示 。从图 2中型的降温曲线 。模拟值与 实验值的对比结果如图 3 可以看出，反应 Ｈｇ Ｑ＋Ｂ ｒ2ｗＨｇＢｒ2的敏感性系数最所示 ，图中还列出均相模型的模拟值。从图 3中可 大，说明该反应对燃煤烟气中 Ｈｇ／Ｂｒ均相氧化的作以看出 ，多相模型的模拟结果与 实验结果吻合较好， 用最大，在 Ｈｇ／Ｂｒ均相氧化过程中起主导作用 。也而单独的均相模型模拟结果与实验结果存在较大的 就是说，燃煤烟气中添加溴以后， Ｈｇ 的均相氧化是偏差 。然而 ，随着 ＨＢｒ浓度增加 ，汞的均相氧化率 Ｈｇ 直接与 Ｂｒ 2发生反应形成 ＨｇＢｒ 2， Ｈｇ／Ｂｒ 均相和多相氧化率的偏差逐渐减小， 因为溴对汞的氧化 氧化的主要反应通道是 Ｈｇ Ｑ ＋Ｂｒ2ＨＨｇＢｒ2。该结论与能力较强 ，当溴浓度达到 一定 值以后，均相氧化反 Ｖｏｓｔｅｅｎ等人 的 实验结论是 一致 的，他们认为在应的作用将变大 。结果表明 ，单独的均相模型不能 典型的燃烧温度下 ，Ｈｇ 更容易与Ｂｒ2发生反应。够准确地描述实际燃煤烟气中汞的形态分布 ，只有 2．2 多相模拟及反应路径分析将均相模型与ＵＢＣ表面上的非均相模型结合起来 ， 2．2．1 多相模型的验证才能准确地描述燃煤燃气中汞的形态分布 。 将均相与 非均相反应模型有效地结合起来，形 2．2．2 未燃尽炭直径对汞氧化率的影响 成 多相反应模型 。选取ＭｏｎｔｉｃｅｌｌｏＵｎｉｔ3 （ＭＣＬ） ［ 9 ］以上述多相模拟的烟气组分为基准 ，取ｐ（ＨＢｒ） 电厂的实验数据作为模拟对象，该电厂燃烧混煤 ＝ 13 ．77Ｘ 10 －6 ， 预测 ＵＢ Ｃ直径对汞氧化率的影 （5 0％褐煤＋50％ＰＲ．Ｂ亚烟煤 ），有静电除尘器（ＥＳＰ）响 。 Ｈｕｒｔ 等人 ＿ 研究了煤粉锅炉中 ＵＢＣ 颗粒 和湿法脱硫设备 （ＷＦＧ Ｄ） 。 由于喷射的ＣａＢｒ2溶液的尺寸分布 ，本文参考 Ｈｕｒ ｔ等人的实验数据 ，模拟 在炉膛高温条件下全都分解为 ＨＢｒ ，因此模拟过程燃煤烟气中 ＵＢＣ 直径在 30 10 0 叫范围内变化对 中用ＨＢｒ代替ＣａＢｒ2溶液。汞氧化率的影响，预测结果如图 4 所示 ．从图中可 模拟的烟气组分可以从文献［9］中的元素分析以看出 ，随 着 ＵＢＣ 直径的减小，汞的氧 化率增加。 计算得到，烟气降温速率选用燃煤电厂煤粉 锅炉典原因是 ＵＢＣ直径减小 ，发生非均相反应的表面积增 Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉ ｔｙ － 10 － 1 － 10 ＂ 1－ 10 ＂ 2－ 10 ＂ 3－ 10 －4 － 10 ＂5 － 10 － 6－ 10 －7 － 10 ＂ 8＿ 10 －9 010 － 9 10 ＿ 8 10 ＂ 7 10 一 6 10 ＂ 5 10 －4 10 ＂ 3 10 ＂ 2 Ｈｇ＋Ｂｒ 2 ＝Ｈ ｇＢｒ2 ＨｇＢｒ＋Ｂｒ2 ＝ ＨｇＢｒ2＋Ｂｒ Ｈｇ＋Ｂｒ ＝Ｈ ｇＢｒ ＨｇＢｒ＋Ｂｒ＝ＨｇＢｒ 2 ＨｇＢｒ＋ＨＯＢｒ＝ＨｇＢｒ2＋ＯＨ ＨｇＢｒ0 Ｈ＋0Ｈ ＝Ｈ ｇＢｒ0 ＋Ｈ 20 Ｈｇ＋Ｂｒ2 ＝Ｈ ｇＢ ｒ＋Ｂｒ ＨｇＯ＋Ｂｒ ＝Ｈ ｇＢｒＯ ＨｇＢｒ＋ＯＨ ＝Ｈ ｇＢｒＯＨ ＨｇＢｒ＋Ｂｒ0 ＝Ｈ ｇＢｒ2＋0 ＨｇＢｒ＋ＯＨ ＝Ｈｇ＋ＨＯＢｒ ＨｇＢｒ＋0 ＝ Ｂｒ0 ＋Ｈｇ ＨｇＢｒ2＋Ｈ ＝ ＨｇＢｒ＋ＨＢｒ ＨｇＯＨ＋Ｂｒ＝ＨｇＢｒ＋ＯＨ ＨｇＢｒ＋Ｈ － Ｈｇ＋ＨＢｒ ＨｇＢｒ0＋Ｈ 0 2 ＝Ｈ ｇＢ ｒ0Ｈ＋02議 ＨｇＯＨ＋Ｂｒ＝ＨｇＢｒＯＨ ｜ 图 2Ｈｇ／Ｂｒ均相反应机理敏感＾￡分 析 Ｆｉｇ ． 2Ｔｈｅｓｅｎｓｉｔ ｉｖｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓ ｒｅｓｕｌｔｓｏｆｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓＨｇｏｘｉｄａｔｉｏｎｂｙＢｒ 9期杨应举等 溴化物对燃煤烟气中汞的均相 与非均相 氧化动力学研究2043 力口， Ｈｇ 在 ＵＢＣ 表面上发生反应的活性位数增多， 95 1 ‘‘ ‘ ‘ 从而促进反应⑴中溴化活性位ＳｔＢｒ（ｓ）的产生，使9 Ｇ ．＼ 汞的氧化率增加 。 2．2．3 非均相反应路径分析 ｇ 85 ＼ ■ 为了了解 ＵＢＣ 表面上 Ｈｇ／Ｂｒ 非均相氧化夂 8 0 － 的主要 反应通道，在烟气成分不变、 Ｖ（ＨＢｒ） ＝ 5＼ － 13．77Ｘ10 ＂ 6 的条件下，对 8 个非均相反应进行敏感 75 ‘ 性分析，分析结果如图 5 所示 。7 0 － 65 111ＩＩＩＩＩ 203040506 070809 0100110 100 11 1 1ｄ／ ｊａｍ ■■ Ｊ ＪＳＪ图 4ｕｂｃ直径对汞氧化軸影 响 丨丨々 ／Ｆｉｅ．4Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｕｎｂｕｒｎｅｄｃａｒｂｏｎｄｉａｍｅｔｅｒｏｎｍｅｒｃｎｒｖ 80 ‘■ 实雌＾ ＂ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｒｊｒ ＿■＿ ＃ 6 0 ■ 參0■参 －从 图 5中可以看出 ，反应ＳｔＢｒ＾＋ Ｈｇ Ｑ ＳｔＨｇＢｒ ｊ0■＾ （ｓ）的敏感性系数最大，说明该反应对燃煤烟气中 40 － 0ｍ0Ｉ0 －Ｈ ｇ／Ｂｉ 非均相 氧化的作用最大 ，在 Ｈｇ／Ｂｒ非均相 Ｉ1氧化过程中起主导作用 。 Ｈｇ ／Ｂｒ在 ＵＢＣ表面上的 2 0 －■ ＾■0 － 非均相氧化过程是 Ｈｇ Ｑ 首先在溴化活性位 ＳｔＢｒ （ｓ） Ｉ 0■0■％上 吸附并氧化形成ＳｔＨｇＢｒ （ ｓ ） ；歡 ＳｔＨｇＢｒ （ｓ）ｆ ｆｌ 0 Ｉ＿＿■ Ｉ＾■Ｉ孩■隊＿过反应ＳｔＨｇＢｒ（ｓ）＋ＨＢｒＳｔＳＡ （ｓ）＋ＨｇＢｒ2＋Ｈ和反 6 ＇82 7．55应 ＳｔＨｇＢｒ（Ｓ）＋Ｂｒ24ＳｔＳＡ （ｓ）＋ ＨｇＢｒ 2＋Ｂｉ 与烟气中 ｒ＾0的 ＨＢｒ 和 Ｂｒ2 发生反应生 成 ＨｇＢ ． 2，并形成活性 图 3均相 、多相模拟值和实 验值的对比ｉ ，、 Ｆｉｇ．3Ｔｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎａｍｏｎｇｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ ，ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ位 ＳｔＳＡ （ｓ），Ｓｔ ＳＡ （ｓ）可继续用于Ｈｇ／Ｂ ｌ的非均相 ｓｉｍｕｌａｔｉｏ ｎｒｅｓｕｌｔｓａｎｄｅｘｐｅｒ ｉｍｅｎｔａｌｄａｔａ氧化 。 Ｓｅ ｎｉｔｉｖｉｔｙ － 1 － 10 ＂ 1－ 10 ＿2－ 10 ＿3－ 10 － 10 ＂5－ 10 －6 010 ＂6 10 一 5 10 ＂4 10 ＿3 10 ＂2 10 ＂ ＇ ＩＩＩＩＩＩｌＩｌｌｌ ｉｉｉ ＳｔＢｒ（ｓ）＋Ｂｒ ＞Ｂｒ 2＋ＳｔＳＡ（ｓ） ＳｔＳＡ（ｓ）＋Ｂｒ2 －＾Ｓ ｔＢｒ（ｓ）＋Ｂｒ ＳｔＨｇＢｒ（ｓ）＋ＨＢｒ － ＞ＳｔＳＡ（ｓ ）＋ＨｒＢｒ2＋Ｈ ＳｔＨｇＢｒ（ｓ ）＋Ｂｒ2 ＞Ｓ ｔＳＡ（ｓ）＋ＨｇＢｒ2Ｂｒ ＳｔＢｒ（ｓ）＋ＨｇＢｒ2ＳｔＨｇＢｒ（ｓ）＋Ｂｒ2 ＭＳ ｔＢｒ（ｓ）＋ＨｇＢｒＳｔＳＡ （ ｓ）＋ＨｇＢｒ 2 图 5 未燃尽炭表面上Ｈｇ／Ｂｒ非均相氧化反应敏感性分析 Ｆｉｇ．5Ｔｈｅｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｏｆ ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓＨｇｏｘｉｄａｔｉｏｎｂｙＢｒｏｎｕｎｂｕｒｎｅｄｃａｒｂｏｎｓｕｒｆａｃｅ 20 44工 程热物 理 学报3 6卷 3 ＳｔａｔｅＰｏｗｅｒＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ． ＧＢ132 2 3 －2 011ＥｍｉｓｓｉｏｎＳｔａｎｄａｒｄｏｆＡｉｒＰｏｌｌｕｔａｎｔｓｆｏｒ 本文建立了Ｈｇ／Ｂｒ均相与非均相反应机理 ，ＭＴ ｈｅｒｍａｌＰｏｗｅｒＰｌａｎｔｓ［Ｓ ］ ＿Ｂｅｉ ｊ ｉｎｇＣｈｉｎａＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ 燃煤烟气中衆的形态分 布进行动力学模拟 ，结果问 ＬＩＵＪｉｎｇ ，ｑｕＷｅｎｑｉ，ＺＨＥＮＧＣｈｕｇｕａｎｇ ．Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ 表明 ＳｔｕｄｉｅｓｏｆＭｅｒｃｕｒｙ－ＢｒｏｍｉｎｅＳｐｅｃｉｅｓＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎＭｅｃｈ－ 1 ）多相模型的模拟结果与实验结果吻合较好， ｗｉｓｍｏｎＣａｒｂｏｎａｃｅｏｕｓＳｕｒｆａｃｅ ［Ｊ］ ．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅ 而单独的＿■観縣钱验■存嫌大＾ ［ 4 ］Ｅｆ ｆｅ ｃｔｓｏｆ 偏差，但随着 ＨＢｒ 浓度增加，汞的均相氧化率和多Ｂｒｏｍｉｎｅ，ＣｈｌｏｒｉｎｅａｎｄＳＯ2ＵｎｄｅｒＡｉｒＦｉｒｉｎｇａｎｄＯｘｙ － 相氧化率的偏差逐渐减小 。 ｆｕｅｌＣｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ，Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａ ｌａｎｄＭｏｄｅｌｉｎｇＳｔｕｄｙ ［Ｄ］ ． 2 ）燃煤烟气中添加溴以后， Ｈｇ／Ｂｒ的均相 ［ 5 ］ＮｌＴ ｐｌｔＢ ，Ｋｒ ｉＬＴＬａ，Ｂ ，ｅｔ ａ ｌ．ＰｒｏｃｅｓｓＣｈｅｍ－ 氧化反应主要是Ｈｇ Ｇ直接与Ｂ ｒ2发生反应形ｉｓｔ ｒｙ。ｆＢｒＡｄｄｉｔｉｏｎｔ。Ｕｔｉｌ ｉｔｙ Ｆ ｌｕｅＧａｓｆｏｒＨｇＥｍｉｓｓｉｏｎｓ 成ＨｇＢｒ2， Ｈｇ／Ｂｒ均相氧化的主要反应通道是Ｃｏｎｔ ｒｏｌ ［Ｊ］ ．Ｅｎｅｒｇｙ＆Ｆｕｅｌｓ ，2＿， 24 （ 2 ） ｌＯＭ －ｌＯ2 9 只ｑ只 ［6 ］Ｌ ＩＵＪｉｎｇ ，ＱＵＷｅｎｑ ｉ ，ＹＵＡＮＪｉｎｚｈｏｕ，ｅｔａｌ ．Ｔｈｅｏｒｅｔｉ － ＆2ｏ ｃａｌＳｔｕｄｉｅｓｏｆＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄＲｅａｃｔｉｏｎｓＩｎｖｏｌｖｉｎｇ Ｍｅｒｃｕｒｙ 3 ）随着 ＵＢＣ直径的减小 ，汞的氧化率增加 。ＳｐｅｃｉｅｓＰｒｅｓｅｎｔｉｎＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎＦｌｕｅＧａｓｅｓ ［Ｊ］ ．Ｅｎｅｒｇｙ＆ 4 ）Ｈｇ／Ｂｒ在 ＵＢＣ 表面上非均相氧化的主要反而咖 2＿ ，对⑴ 117 －1 22 一 、 Ｚ＃Ｆ＝ｔ竹／、Ｔ ＴｎＴ Ｔｎ／、ＸＴｍ士ＴＴｎＡ［ 7 ］ＶａｎＯｔ ｔｅｎＢ ，ＢｕｉｔｒａｇｏＰＡ，ＳｅｎｉｏｒＣＬ ’ｅｔ ａ ｌ．Ｇａｓ －Ｐｈａｓｅ 应通道是ＳｔＢｒ（Ｓ）＋Ｈｇ一ＳｔＨｇＢｒ（ｓ），Ｈｇ／Ｂｒ在ＵＢＣＯｘ ｉｄａｔｉｏｎｏｆＭｅｒｃｕｒｙｂｙＢｒｏｍｉｎｅａｎｄＣｈｌｏｒｉｎｅ ｉｎＦｌｕｅ 表面上的非均相氧化过程 Ｈｇ首先在溴化活性位Ｇａｓ ［Ｊ］ ．Ｅｎｅｒｇｙ＆Ｆｕｅｌｓ ，2 01 1 ， 2 5 （8） 3 530 － 353 6 ＳｔＢｒ （ｓ）上吸附并形成ＳｔＨｇＢｒ（Ｓ） ；其次’ＳｔＨｇＢｒ（ｓ） ［ 8 丨ＶｏｓｔｅｅｎＢＷ，ＫａｎｅｆｋｅＲ’ＫｏｓｅｒＨ －Ｂｒｏｍｉｎｅ－Ｅｎｈａｎｃｅｄ ＞3 ＞＿ｕｉ＾ －ｒ－ｒ／ｖ。。 ▲／、ｔｔｎＴＴ －ｒ ｈＭｅｒｃｕｒｙＡｂａｔｅｍｅｎｔｆｒｏｍＣｏｍｂｕｓｔ ｉｏｎＦｌｕｅＧａｓｅｓ－ｒｅｃｅｎｔ 通过反应ＳｔＨｇＢｒ（ｓ）＋ＨＢｒ －．ＳｔＳＡ （ｓ）＋ＨｇＢｒ2＋Ｈ和反Ａｐ ｐ ｌｉｃａｔｉｏｎｓ＾Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ叽ＶＧＢ 应ＳｔＨｇＢｒ（Ｓ）＋Ｂｒ2 ■ＳｔＳＡ （Ｓ）＋ＨｇＢｒ2＋Ｂｒ与烟气中ｐｏｗｅｒｔｅｃｈ， 2 0 0 6 ， 86 （3） 70 －7 5 的ＨＢｒ和Ｂｉ ＊ 2 发生反应生成ＨｇＢｌ ＊ 2。［ 9 ］Ｒ ｉｃｈａｒｄｓｏｎＣ ，Ｄｏｍｂｒｏｗｓｋ ｉＫ ，Ｗ ｉｅｍｕｔｈＢ ，ｅｔａ ｌ．Ｍｅｒ ｃｕｒｙＣｏｎｔｒｏｌＥｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆＦｕｒｎａｃｅＨａｌｏｇｅｎＩｎ ｊ ｅｃｔｉｏｎａｔ 参考文献ＴＸＵ ＇ ｓＭｏｎｔｉｃｅｌｌｏ Ｕ3 ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃｅｅｄ ｉｎｇｓｏｆｔｈｅＥｌｅｃｔｒｉｃ ＰｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ （ＥＰＲＩ） －ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｎｅｒ ｇｙ ［ 1 ］Ｕｎ ｉｔｅｄＳｔａｔｅｓＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＡｇｅｎｃｙ ．Ｒｅｄｕｃ－ （ＤＯＥ） Ｕｎ ｉｔｅｄＳｔａｔｅｓＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＡｇｅｎｃｙ ｉｎｇＴｏｘｉｃＡｉｒＥｍｉｓｓｉｏｎｓＦｒｏｍＰｏｗｅｒＰｌａｎｔｓ ［Ｍ］ ．Ｗａｓｈ－ （ＥＰＡ） － Ａｉｒ＆ＷａｓｔｅＭａｎａｇｅｍｅｎｔＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ（Ａ＆ＷＭＡ ） ｉｎｇｔｏｎＤＣ ，20 11ＣｏｍｂｉｎｅｄＵｔｉ ｌｉｔｙＡｉｒＰｏｌｌｕｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＳｙｍｐｏｓｉｕｍＴｈｅ ［2］ 中 国环境科学研究院，国电环境保护研究院 ＧＢ13 2 23 －ＭＥＧＡＳ ｙｍｐｏｓ ｉｕｍ ，ＥＰＲＩ，Ｂａ ｌｔｉｍｏｒｅ ，ＭＤ ．2006 2011火电厂大气污染物 排放标 准 ［Ｓ］ ．北京 中国环境科［10 ］ＨｕｒｔＲ Ｈ ，Ｇ ｉｂｂｉｎｓＪＲ．ＲｅｓｉｄｕａｌＣａｒｂｏｎ ｆｒｏｍＰｕｌｖｅｒｉｚｅｄ 学出版社 ， 2011ＣｏａｌＦｉｒｅｄＢｏｉ ｌｅｒｓ 1．ＳｉｚｅＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ＣｈｉｎｅｓｅＲｅｓｅａｒｃｈＡｃａｄｅｍｙｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅ ，Ｒｅａｃｔ ｉｖｉｔｙ ［Ｊ］ ．Ｆｕｅｌ ，19 9 5，74（4） 4 71 －4 8 0
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