燃焼プロセスにおける水銀の挙動解明と炉内制御技術に関する研究

汞在燃烧过程中的行为及堆内控制技术研究

基本信息

批准号：
02F02373
负责人：
成瀬一郎
金额：
$ 0.26万
依托单位：
Toyohashi University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02F02373/
关键词：
水銀燃焼捕捉剤石炭廃棄物微量金属下水汚泥微粒子

项目摘要

本研究では、固体燃焼プロセスにおける水銀の放出挙動を解明するために、まず、水銀化合物の基礎的な放出特性と捕捉剤添加による水銀吸収特性について明らかにした上で、固体燃焼・熱分解・ガス化条件における水銀の基礎放出挙動、電気加熱式ドロップチューブ燃焼炉(DTF)による汚泥燃焼場における水銀放出挙動について検討し、以下のような結論を得た。1)水銀化合物の基礎放出特性と捕捉剤添加による水銀吸収特性水銀化合物の放出挙動は化合物の融点に依存する。また、雰囲気によっても異なり、塩化第二水銀は塩化水素が存在すると放出が遅延される傾向にあり、硫酸第二水銀ならびに酸化第二水銀は放出が促進される。捕捉剤添加による塩化第二水銀の吸収は難しく、今後新たな捕捉剤の探索が必要である。2)固体燃焼・熱分解・ガス化条件における水銀の基礎放出挙動熱天秤実験の結果より、燃焼条件における水銀の放出挙動は試料中の水銀含有量に対する硫黄含有量に依存する。また、ガス化条件に関しても同様であるものの燃焼条件に比べ放出温度は低い。一方、熱分解条件では、試料中の塩素含有量に依存し、塩素濃度が高いほど放出温度も低くなる。また、化学平衡計算結果より、燃焼場における水銀は比較的低温場である約573K前後までは硫酸第二水銀の凝縮相として存在し、中温場(約1173K)ではガス状の塩化第二水銀として存在する。また、このガス状の塩化第二水銀が存在可能な温度は、塩化水素濃度が高いほどより高温になる。1173K以上の高温場ではガス状の元素水銀として存在する。なお、ガス化の場合、全ての温度領域でガス状の元素水銀として存在する。3)DTFによる汚泥燃焼場における水銀の放出挙動水銀の放出率は熱天秤実験結果と比較すると少し高くなるものの、おおよそ熱天秤実験と類似しており、熱天秤実験でも水銀放出挙動を十分模擬できる。

本研究为了阐明汞在固体燃烧过程中的释放行为，我们首先明确了汞化合物的基本释放特性以及添加清除剂的汞吸收特性，然后研究了汞在氧化条件下的基本释放行为并对采用电加热落管式燃烧炉（DTF）的污泥燃烧场中汞的释放行为进行了研究，得到了以下结论。 1)汞化合物的基本释放特性和添加清除剂的汞吸收特性汞化合物的释放行为取决于化合物的熔点。其还随气氛而变化，在氯化氢存在下，氯化汞的释放趋于延迟，而硫酸汞和氧化汞的释放则加速。添加清除剂很难吸收氯化汞，今后有必要寻找新的清除剂。 2）固体燃烧、热解和气化条件下汞的基本释放行为从热天平实验结果来看，燃烧条件下汞的释放行为取决于样品中硫含量相对于汞含量的比例。此外，虽然气化条件相似，但释放温度比燃烧条件下低。另一方面，在热解条件下，它取决于样品中的氯含量，氯浓度越高，释放温度越低。另外，化学平衡计算结果表明，燃烧场中的汞在至约573K（相对低温场）时以硫酸汞的凝相形式存在，在中温场（约1173K）时以气态氯化汞的形式存在。存在。此外，随着氯化氢浓度的增加，该气态氯化汞可以存在的温度变得更高。在1173K以上的高温下，它以气态元素汞的形式存在。另外，在气化的情况下，汞在所有温度范围内都以气态元素汞的形式存在。 3）利用DTF在污泥燃烧场中的汞释放行为虽然汞释放率比热天平实验结果稍高，但与热天平实验大致相似，并且热天平实验可以充分模拟汞释放行为。