1必要性分析節(jié)能減排是我國“十二五”最重要的任務(wù)之一。我國大氣污染排放標準日趨嚴格,電廠煙氣脫硫脫硝工藝技術(shù)發(fā)生了很大變化,呈現(xiàn)出從石灰石-石膏法占據(jù)絕對主導(dǎo)地位向多種工藝技術(shù)共同發(fā)展的趨勢,其中氨法脫硫技術(shù)被列為燃煤電廠煙氣脫硫的發(fā)展方向。
氨法脫硫就是以液氨或氨水為脫硫劑,與煙氣中的二氧化硫起反應(yīng),并通過空氣氧化,最終產(chǎn)物為硫酸銨的脫硫工藝。氨法脫硫回收二氧化硫效率高,副產(chǎn)品硫酸銨可作為復(fù)合肥,實現(xiàn)了廢物資源化利用,受到國內(nèi)眾多企業(yè)的青睞。
隨著氨法脫硫的逐漸推廣應(yīng)用,其副產(chǎn)品粉煤灰中的氨含量也大大提高,而粉煤灰是建筑施工中混凝土的重要成分。在混凝土攪拌過程中,由于堿性條件和大量熱量的存在,銨鹽發(fā)生分解,釋放出氨氣,會對現(xiàn)場施工人員造成人身傷害。同時,混凝土中殘存的氨緩慢釋放,也會長期污染建筑物內(nèi)環(huán)境,侵害居民身體健康,危害巨大而隱蔽。目前,我國還沒有粉煤灰氨釋放量檢測方法,故提出對粉煤灰中氨釋放量方法的研究具有十分重要的意義。
1試驗方法介紹用環(huán)境測試倉模擬室內(nèi)環(huán)境,用恒流采樣器采樣收集混凝土試塊中粉煤灰氨的釋放量,用分光光度法測定釋放出的氨含量。
2.1 試驗儀器
恒流采樣器:采樣過程中流量穩(wěn)定,流量范圍包含0.5L/min,并且當流量0.5L//min時,能克服10kPa的阻力,此時用皂膜流量計校準系統(tǒng)流量,相對偏差應(yīng)不大于±5%。
大型氣泡吸收管:出氣口內(nèi)徑1 mm,出氣口至管底距離等于或者小于5 mm。
具塞比色管:10 mL/。
可見分光光度計。
環(huán)境測試艙:溫度23±1℃,相對濕度45%±5%,空氣交換率(1±0.05)次/h,被測樣品表面附近空氣流速:0.1~0.3 m/s。
2.2 試驗步驟
1)制作混凝土試塊
將粉煤灰按照混凝土的配比制作成試塊,使混凝土試件的外表面積s與環(huán)境艙的凈容積V之比為2∶1。
2)調(diào)節(jié)環(huán)境測試艙
調(diào)節(jié)測試箱的控溫、控濕裝置,使測試箱內(nèi)溫度23±1℃、濕度45%±5%,空氣交換率(1±0.05)次/h,混凝土試塊表面附近空氣流速0.1~0.3m/s。
3)環(huán)境測試艙穩(wěn)定
將做好的試塊放入環(huán)境測試艙中每天測試1次。當連續(xù)2d測試濃度下降不大于5%時,可認為達到了平衡狀態(tài)。以最后2次測試值的平均值作為試塊中氨釋放量測定值。
4)吸收液配置
吸收液[c(H2SO4)=0.005mol/L],量取2.8 mL濃硫酸加入水中,并稀釋至1L。
5)氨濃度采集
用皂膜流量計校準采樣器,將準備好的大型氣泡吸收管同環(huán)境艙的出氣口連接,吸收管的另一端連接恒流采樣器, 調(diào)節(jié)采樣器的流量為500mL/min,采集10min,采氣5L。
6)氨濃度測定
將采集的洗手液轉(zhuǎn)移到10mL待測液到比色管中,加入0.5mL的50g/L水楊酸,0.1mL的10g/L亞硝基鐵氰化鈉,0.1mL的0.05mol/L次氯酸鈉溶液,搖勻,靜置1h后,在分光光度計上測定吸光度。
7)氨標準曲線的繪制
氨標準貯備液:稱取0.3142g經(jīng)105℃干燥1h的氯化銨(NH4Cl),用少量水溶解,移入100mL容量瓶中,用0.1mol/L稀硫酸稀釋至刻度,此液1.00ml含1.00mg氨。
取10 mL具塞比色管7支,按下表制備標準系列管。
在各管中加入0.50 mL的50g/L水楊酸溶液,再加入0.10mL的10g/L亞硝基鐵氰化鈉溶液和0.10mL的0.05mol/l次氯酸鈉溶液,混勻,室溫下放置1h。用1cm比色皿,于波長697.5nm處,以水作參比,測定各管溶液的吸光度。以氨含量(μg)作橫坐標,吸光度為縱坐標,繪制標準曲線,并用最小二乘法計算校準曲線的斜率、截距及回歸方程。
Y=bX+a
式中:Y——標準溶液的吸光度;X——氨含量,μg;a——回歸方程式的截距;b——回歸方程式斜率,吸光度/μg。
表1 7支標準比色管
標準曲線斜率b應(yīng)為0.081±0.003吸光度/μg氨。以斜率的倒數(shù)作為樣品測定時的計算因子(Bs)。
1結(jié)論連續(xù)測試10組混凝土試塊,測試實驗結(jié)果見表2。
表2 連續(xù)10 組測試結(jié)果
本檢測方法的相對標準偏差1.29%<5%,說明本檢測方法的精密度比較高,穩(wěn)定性比較好,而且方便快捷,容易實施,適應(yīng)范圍廣,推廣后具有良好的社會和經(jīng)濟效益。
本檢測方法模擬建筑物使用時的室內(nèi)環(huán)境狀況,通過測試混凝土試件中氨釋放量,對該項指標進行控制,即可控制建筑物室內(nèi)的氨濃度。
本檢測方法由于模擬了建筑物內(nèi)的環(huán)境狀況,因此檢測結(jié)果接近真實情況,這對有效控制室內(nèi)氨濃度有很大的指導(dǎo)意義。
本次檢測結(jié)果氨濃度>0.2mg/m3,超出了《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》GB 50325-2010(2013年版)中污染物濃度氨含量的限量,因此應(yīng)該減少混凝土中粉煤灰的含量,或者粉煤灰加入混凝土之前應(yīng)進行脫氨處理。