随着经济的快速增长和国家对于电力行业的大力需求,燃煤电厂成为当今中国乃至全世界的主要发电企业。燃煤电厂排放Hg0可以通过生物富集、水体、食物链等形式进入人体内部对人体造成极大危害而倍受到关注。因此,研究汞燃烧过程中各类汞的化合物的转化特性对控制汞排放显得尤为重要。文章首先利用化学动力学软件CHEMKIN,通过控制变量法对燃煤烟气各组分HCl、O2、NO、H2O、SO2、CO2在汞燃烧时随形态变化随时间、温度变化的影响。得出研究结果表明:Cl原子的存在会促进元素汞向氧化态汞转化,在一定范围内增加HCl的量有利于汞的氧化。O2会促进Hg的氧化但作用不如HCl明显。NO根据其所处的烟气气氛既能促进单质汞的氧化也能抑制单质汞的氧化,在氧化性气氛中,NO的存在提高Hg0的氧化率。H2O的存在会抑制Cl的生成,但其存在将会提高汞的氧化率。在无HCl存在时SO2有助于汞的转化,特别是在低温环境中,SO2的体积分数越大,元素汞的氧化率越高;而CO2的存在会抑制汞的氧化。在应用CHEMKIN模拟得出最佳烟气组分条件、结合锅炉实际尺寸、煤质、运行参数、锅炉负荷等条件下,设置锅炉最佳初始物质浓度的各项参数。利用流体力学软件FLUENT,以1000MW超超临界燃煤锅炉为原型、选择各类基本模型进行模拟,得出符合实际的锅炉炉膛三维的温度场和浓度场,并在此基础上研究锅炉炉膛内部汞形态分布。将含有汞的化学反应机理写入CHEMKIN导入FLUENT软件选用EDC燃烧模型进行耦合计算,得出燃煤锅炉内Hg0及HgCl2等浓度随温度、烟气流向分布特性。进行分析得出结论:汞主要以Hg0的形态分布在锅炉炉膛中心燃烧器区域及上部(接近炉膛出口)高温区段,摩尔分数高达4×l0-3,在温度区域900-1100K处于热力不稳定状态单质汞向氧化态转化。温度降低至900K以下时,由于Hg0发生反应生成HgCl,随温度降低又被氧化为HgCl2,所以冷灰斗、水平烟道及烟道尾部区域内氧化态汞为主要存在形态。增大温降速率最终会抑制HgCl2的生成,控制温度为最佳条件700-1000K条件下,增大烟气中氧气的含量提供合适的氧化性烟气气氛能够促使单质汞向氧化态转化。烟气停留时间越长其反应越充分,而烟气组分中HCl对汞形态转化的影响最大,其存在将会大大提高零价汞的转化率。SO2和NO的影响效果只有在含有HCl的气氛下才表现显著。