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在燃煤造成的污染物中,除二氧化硫、氮氧化物和二氧化碳外,有关痕量元素及其化合物的排放已经成为一个新兴而前沿的研究领域,成为愈来愈关切的新热点。 由于燃煤烟气中痕量元素的排放、控制与其形态密切相关,本文以化学动力学为基础,提出一个涉及Hg、C、H、O、Cl、N、S7种元素,涵盖70种组分,280个基元反应的较为全面的Hg的均相氧化动力学模型,利用该模型预报痕量元素Hg在燃煤烟气中的迁徙及形态转化规律,并与现有实验结果进行对比验证,为提出经济有效的控制方法提供理论依据。 通过对该均相氧化动力学模型进行敏感性分析,我们得出烟气中汞氧化的主要反应通道:Hg先通过反应Hg+Cl+M=HgCl+M和Hg+Cl2=HgCl+Cl生成HgCl,再通过反应HgCl+Cl2=HgCl2+Cl生成最终产物HgCl2,而O2在该过程作用很小;在研究烟气中各组分对Hg的氧化的影响时我们发现Cl自由基对Hg的氧化能力最强,Cl2次之, HCl最弱;烟气中的SO2、H2O、NO会抑制汞的氧化;NO2对汞氧化反应的影响效果与氧化剂有关,氧化剂为Cl2时NO2起抑制作用,氧化剂为HCl时NO2则起促进作用。 模拟时还发现富氧燃烧烟气气氛的高浓度CO会强烈抑制汞的氧化,高浓度CO2对汞的氧化却几乎没有影响;本文模型中关于汞的基元反应的动力学参数由量子化学计算所得,比估算得到的反应动力学参数更加可靠,这一点可从模型模拟结果与实验结果的吻合程度得到验证。 本文对烟气中各种碱金属及重金属Na、K、Ca、Pb、Cd、Cr与Hg对氯的竞争反应进行了模拟预测,烟气中Pb、Na、K在较强程度上抑制Hg的氧化,Cr与Cd对Hg的氧化影响很小。