湿法脱硫系统和湿式静电除尘器中砷分布及形态分析

煤炭燃烧造成煤中As释放,进入到湿法脱硫(WFGD)系统后可转移向石膏,导致石膏在下游生产利用过程中存在一定释放风险。因此,明确WFGD系统内As的含量分布和形态分布至关重要。利用高效液相色谱-氢化物发生-原子荧光光谱联用技术(HPLC-HG-AFS)对燃煤电站WFGD系统中砷的含量分布和形态演变规律进行了详细研究,并借助X射线衍射分析(XRD)和X射线荧光分析(XRF)研究了石膏生产过程中的矿物组成和元素组成。结果表明,石膏生产过程中固相组分的主要矿物组成为石膏,主要元素组成为CaO和SO_(3),两者总含量在89.97%~95.34%。石灰石中As的含量为1.30μg/g,其中As(Ⅲ)的含量占24%。经脱硫塔内强制氧化将As(Ⅲ)氧化后,石膏浆液中As(Ⅲ)降低10%。石膏浆液中的As经过旋流分离器的筛选分离过程,大部分的As转运到脱硫废水处理过程,减少了进入石膏中的砷含量。石膏中砷含量为1.28μg/g,其中As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的比例分别为14%和86%。脱硫废水固相和液相中As的含量分别为8.3μg/g和0.006μg/L。经过废水处理过程,固相中的As几乎被完全脱除,同时液相中的16.7%的As也得到脱除。脱除后的As转移到废水处理产物中,造成As在脱硫废水处理产物的固相中存在一定程度的富集,其中,中和箱、沉淀箱和絮凝箱固相组分中As的含量高达5.96,6.13和6.7μg/g,超出石膏中As含量的4~5倍。废水处理过程产物中的As大部分以毒性较小的As(Ⅴ)形式存在,占比超过87%。湿式静电除尘器(WESP)固相灰中As的浓度很高,达到12.5μg/g,WESP灰中主要为As(Ⅴ)并以残渣态形式存在于灰中,不易向环境浸出。