燃煤烟气常规污染物净化设施协同控制汞的研究

采用Ontario Hydro方法对国内20个典型燃煤电厂选择性催化还原脱硝(selective catalytic reduction denitrification,SCR)系统、除尘系统(静电除尘器electrostatic precipitator,ESP)、布袋除尘器(fabric filter,FF)、湿法烟气脱硫系统(wet flue gas desulfurization,WFGD)前后烟气汞的形态和浓度进行测试,研究电厂常规污染物控制设施对烟气汞的形态转化及协同控制作用。结果表明,SCR对烟气中总汞的减排效果不明显,但促进了Hg0向Hg2+的转变;SCR催化氧化Hg0与煤中的氯含量成正相关性,NH3对SCR催化氧化Hg0具有抑制作用。ESP/FF对烟气中汞的影响主要体现在对Hgp的协同脱除上,FF的脱汞效率高于ESP的脱汞效率,循环流化床锅炉配置ESP的脱汞效果高于煤粉炉配置ESP的脱汞效果。WFGD对汞的脱除依赖于烟气中Hg2+的比例,随着液气比(L/G)、pH的增加,WFGD脱汞效率逐渐增加。SCR促进了ESP、WFGD的脱汞效果,对于配置SCR+ESP+WFGD的燃煤电厂,对烟气汞的排放具有很好的协同控制能力。     

湿法烟气脱硫装置和静电除尘器联合脱除烟气中汞的试验研究

采用国际上通用的安大略方法(Ontario hydro method,OHM)对某燃煤电站静电除尘器(electrostatic precipitator,ESP)和湿法烟气脱硫装置(wet flue gas desulphurization,WFGD)前、后的烟气进行采样,应用美国环境总署(enviroment protection agency,EPA)标准方法测定了烟气中Hg0、Hg2+和HgP的浓度,应用全自动汞分析仪DMA80测定固体样品(煤、底灰、ESP飞灰、脱硫产物)中的汞浓度。由汞平衡得出各个环节中的汞所占的份额,分析了ESP和WFGD对烟气中汞的脱除性能。实验结果表明：此燃煤电站烟气中的汞主要以Hg0形态存在,所占份额均大于80%,Hg2+的份额小于20%,ESP可以有效脱除HgP且部分Hg0被氧化为Hg2+。WFGD装置对总汞的脱除率和Hg2+的吸附率均为零,研究发现烟气中大于50%的Hg2+经过WFGD装置后被还原为Hg0。电厂底渣和飞灰中汞的富集因子均小于1,脱硫产物中汞的富集因子均大于1,表明在此电厂中汞在底渣和飞灰中是耗尽的,在脱硫产物中是富集的。     

1 000 MW超低排放机组Hg迁移特性

为研究国内某燃煤电厂1 000 MW超低排放机组中汞（Hg）的排放特性,采用EPA Method 30B对机组不同位置的烟气进行平行取样,同时对原煤、底渣、飞灰、脱硫废水以及湿式电除尘器（WESP）废水等也进行了取样分析。结果表明:Hg的质量平衡率为96.65%,在可接受范围内;燃煤烟气中的Hg主要以颗粒态汞（HgP）、气态二价汞（Hg2+）以及气态单质汞（Hg0）3种形态存在;选择性催化还原（SCR）脱硝系统对Hg0的氧化率为43.81%;电除尘器（ESP）脱除烟气中汞的能力体现在对HgP的脱除,其对HgP的脱除效率为98.88%;湿法脱硫装置（WFGD）对Hg2+具有极佳的脱除效果,脱除效率达到98.10%;各污染物控制装置（APCDs）对总汞（HgT）的脱除效率按高低顺序排列为WFGD（60.13%）、WESP（40.00%）、ESP（38.95%）,整个系统对HgT的脱除效率为87.23%;最终排放烟气中的HgT质量浓度为1.89 ?g/m3,达到我国环保部规定的排放限值。     

燃煤电厂污染控制设备脱汞效果及汞排放特性试验

为了解燃煤电厂汞的排放规律以及现有的污染控制设备对烟气中汞的协同脱除效果,采用安大略法对江西省内4台机组进行汞排放及控制试验研究,得到现阶段燃煤电厂配置条件下汞的排放特性。研究结果表明：未投入汞氧化剂的机组污染控制设备协同脱汞效率在69.01%~75.63%,投入汞氧化剂的机组脱汞效率可达89.69%;SCR脱硝装置对烟气总汞的减排效果不明显,但能促使Hg⁰成为易于脱除的Hg²⁺和颗粒态汞,机组投入汞氧化剂后可大幅提高Hg⁰氧化为Hg²⁺的比率;除尘器可以脱除全部的颗粒态汞,其协同脱汞效率平均值为24.37%;湿式脱硫系统对Hg²⁺的脱除效率为88.39%;烟气经过脱硝、除尘、湿式脱硫装置后,最终排放气体中汞的质量浓度在3.91~8.89 μg/m³,远小于国家排放标准限值。     

脱汞催化剂对燃煤电厂汞排放特性的试验研究

江西某电厂700 MW机组锅炉SCR加装了脱汞催化剂,为了比较加装脱汞催化剂前后对环保控制设备协同脱除烟气汞的效果,通过对该机组锅炉脱汞催化剂投入前后烟气中汞含量的测定,分析了脱汞催化剂投入前后汞排放的形态分布。结果表明:脱汞催化剂投入后,汞氧化率由49.64%上升为81.67%。WFGD对总汞的脱汞效率由63.52%上升为82.93%,机组汞排放含量由7.78μg/m~3下降为3.98μg/m~3,降幅达48.84%。脱汞催化剂投运对于烟气汞的脱除效率有明显效果。对比OHM法和30B法测试结果,发现两种方法对总汞的测试准确性较好,对氧化态汞和单质汞测试偏差不大。     

燃煤电厂大气重金属排放控制策略EI北大核心CSCD

燃煤是人为源大气重金属的主要排放源,为制定适合我国燃煤电厂且经济高效的大气重金属排放控制策略,该文系统分析我国原煤中6种重金属(Hg、As、Pb、Se、Cd、Cr)的含量和分布特征,以及燃煤电厂大气重金属排放控制措施,建立最佳可行技术/最佳环境实践(best available technique/best environment practice,BAT/BEP)的决策树模型,并评估不同BAT/BEP控制策略的大气重金属减排效果。结果表明:燃煤电厂大气重金属排放与煤质、炉型、常规烟气污染物控制设备(air pollution control devices,APCDs)组合等显著相关。对于安装选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)脱硝+静电除尘器(eletrostatic precipitator,ESP)+湿法烟气脱硫(wet flue gas desulfurization,WFGD)(或+湿式静电除尘器(wet electrostatic precipitator,WESP))组合的超低排放或近零排放燃煤机组,改性飞灰专门脱汞技术对大气汞深度脱除效果最显著,适用范围广泛;强化协同控制技术(APCDs提效)对其他大气重金属(As、Pb、Se、Cd、Cr)的深度脱除效果最显著。     

烟气脱汞技术研究进展

烟气脱汞技术包括吸附剂法、化学氧化法和利用现有设备与技术控制汞排放法3种.吸附剂法是目前最成熟的一种烟气脱汞技术,常用的脱汞吸附剂有活性炭类吸附剂、飞灰、钙基吸附剂、矿物类吸附剂以及各种新型吸附剂;化学氧化法主要包括光催化氧化、金属及金属氧化物催化氧化和选择性催化还原法等,是利用氧化剂或催化剂将烟气中的Hg0氧化成Hg2+后,再进行脱除;利用现有的袋式除尘设备能除去烟气中的Hgp,静电除尘器不但能除去Hgp,还能有效氧化吸附Hg0;湿法脱硫技术可去除Hg2+.     

中国燃煤电厂汞排放规律

燃煤是最大的人为汞排放源之一,燃煤电厂的汞排放控制问题也越来越为人们所关注。该文将目前公布的中国电厂的汞排放数据进行筛选汇总,得到18个电厂的汞排放数据,通过对比和分析,总结出了符合我国燃煤电厂特点的一般性汞排放规律。结果表明：与美国煤种相比,我国的燃煤具有低氯、高灰的特性,这不利于汞的排放控制;循环流化床燃烧可能会因燃尽率的不同而较煤粉炉燃烧易获得较高的HgP;空气污染控制设备的使用能够有效地减少汞排放,选择性催化还原+静电除尘器/布袋除尘器+石灰石?石膏湿法脱硫(SCR+ESP/FF+WFGD)组合的平均脱汞率可达71.48%;SCR 的大规模应用可能会将汞大量转移到飞灰和脱硫石膏中,带来二次污染的问题。     

燃煤发电机组超低排放改造前后汞排放规律对比研究

采用安大略法（Ontario hydro method,OHM）对2台超低排放改造机组排放的烟气汞进行了采样检测,并将测试数据与改造前的测试数据进行了对比分析。试验结果表明：2台机组排口总汞浓度分别为2.31、4.22 μg/m³,远低于国内现行标准。汞排放因子由改造前的1.76和3.13 g/TJ下降为0.83和2.17 g/TJ,降幅分别为52.84%和30.67%。改造后SCR+DESP+WFGD+WESP组合环保设施的总汞脱除效率分别为87.91%、82.27%,相较于改造前SCR+DESP+WFGD的组合效率69.57%、65.61%,效率绝对值分别提升了18.34、16.66个百分点。研究表明：改造提高了SCR对单质汞的氧化率,强化了WFGD对氧化汞和颗粒汞的捕集能力,新增设的WESP表现出对氧化汞和单质汞的协同脱除能力。另外,提高SCR流场均匀性、加强催化剂维护、抑制WFGD中氧化汞的再还原等能有效保障现有环保设施协同脱汞能力。     

燃煤发电机组超低排放改造前后汞排放规律对比研究

采用安大略法（Ontario hydro method，OHM）对2台超低排放改造机组排放的烟气汞进行了采样检测，并将测试数据与改造前的测试数据进行了对比分析。试验结果表明：2台机组排口总汞浓度分别为2.31、4.22 μg/m³，远低于国内现行标准。汞排放因子由改造前的1.76和3.13 g/TJ下降为0.83和2.17 g/TJ，降幅分别为52.84%和30.67%。改造后SCR+DESP+WFGD+WESP组合环保设施的总汞脱除效率分别为87.91%、82.27%，相较于改造前SCR+DESP+WFGD的组合效率69.57%、65.61%，效率绝对值分别提升了18.34、16.66个百分点。研究表明：改造提高了SCR对单质汞的氧化率，强化了WFGD对氧化汞和颗粒汞的捕集能力，新增设的WESP表现出对氧化汞和单质汞的协同脱除能力。另外，提高SCR流场均匀性、加强催化剂维护、抑制WFGD中氧化汞的再还原等能有效保障现有环保设施协同脱汞能力。     

现有设备协同脱汞技术概述

介绍了燃煤电站的汞排放现状,并指出了汞危害性以及我国脱汞所面临的巨大压力,分析了烟气中汞存在形态以及影响其存在形态的原因,论述了当前利用燃煤电站现有污染控制设备进行协同脱汞的研究进展,包括:燃烧器/反应器、选择性催化还原(SCR)、电除尘器(ESP)、湿法烟气脱硫(WFGD)等系统,最后,展望了今后烟气脱汞技术的研究趋势。     

火电厂汞污染控制对策探讨

介绍燃煤汞污染现状和汞排放形态、特征及其大气排放标准。分析了我国燃煤电厂汞污染控制面临的问题。结合我国汞大气排放的新标准,从管理和技术方面提出了相应的对策。同时介绍了国内外燃煤电厂汞排放的控制措施：① 采用清洁燃煤发电技术,推进机组节能减排;② 充分利用现有非汞污控设施实现协同控制;③ 开展单项脱汞技术研究与示范,其涉及煤基添加剂、炉膛喷射、吸附剂喷射、吸收塔稳定剂、脱硫废水络合剂等技术;④ 几种国外新型汞联合脱除技术。     

燃煤电厂汞的控制及脱除

针对我国燃煤电厂污染控制技术措施,分析了燃煤电厂汞的分布,以及烟气脱硫、脱氮、除尘等装置对汞脱除的影响。分析表明,飞灰中的汞约40%被除尘装置捕集或存在于湿法脱硫装置的浆液中,约60%排入大气。利用选择性催化还原(SCR)系统的氧化和烟气脱硫(FGD)系统的吸收,可有效控制汞的排放。     

某1000MW燃煤机组超低排放电厂烟气污染物排放测试及其特性分析

针对某1 000 MW燃煤机组超低排放示范工程,开展污染物现场测试及排放特性分析研究。对关键常规污染物、非常规污染物的脱除效率进行实测,并分析得到其排放特征及排放绩效。测试结果表明,通过燃煤电站超低排放技术改造可显著降低大气污染物排放水平,各污染物控制单元对常规污染物实现高效控制,非常规污染物通过现有污染物控制单元实现高效协同脱除。以测试的1号机组为例,测试期间,总排放口处烟尘、SO2、NOx平均排放浓度分别为1.1、13.38、31.75 mg/m3,Hg及其化合物、PM2.5、液滴及SO3平均排放浓度分别为1.65μg/m3、0.29、6.95、2.92 mg/m3。SO2、NOx排放绩效分别为0.039 7、0.094 2(k W·h),污染物排放远优于国际平均排放水平。100%负荷条件下,SCR、ESP、WFGD、WESP分别实现SO3的脱除效率为-27.1%、21.8%、76.8%及73.9%,WFGD对Hg的协同脱除效率达到80%。     

燃煤锅炉氧化协同脱汞试验研究

在燃煤锅炉上新建立了一套炉前加入卤化物添加剂的全烟气氧化协同脱汞系统,对入炉煤、炉底渣、飞灰、脱硫石膏、脱硫废水和排放烟气进行了脱汞前、后全口径汞平衡测量,并采用吸附管离线采样法测量了湿法脱硫(WFGD)前、后的烟气总汞量和分形态汞含量分布。采用添加卤化物的氧化协同脱汞技术在最佳添加剂Br/Hg摩尔比为3 670下,持续运行1年后的结果表明:在入炉煤中加入卤化物添加剂后,脱硫前烟气中Hg2+的质量分数由30%升至80%;飞灰和WFGD的脱汞量分别增加了0.9和1.5倍;整体脱汞效率从33%升至90%,烟气排放的汞质量浓度从2.21μg/m3降至0.26μg/m3;而投运成本仅增加了0.05分/(kW·h)。     

中国燃煤电厂烟气汞的减排潜力研究EI北大核心CSCD

为研究燃煤电厂烟气汞在未来不同情景下的减排潜力,统计并计算中国原煤中汞的平均含量以及超低排放控制下中国燃煤电厂治理设施对汞的平均综合脱除效率,并对不同情景模式下中国未来燃煤电厂发电煤炭消耗量进行预测,最后通过排放因子法估算出中国燃煤电厂在目标年份的烟气汞的排放量。结果表明:中国原煤中汞的平均含量为0.201g/t;在超低排放下的燃煤电厂治理设施对汞的平均脱除效率达到了88.44%,不同的超低排放治理设施组合在对烟气中的汞都具有较好的脱除效果;在既有政策和强化政策两种情景模式下,预测在2025、2030年,中国燃煤电厂煤炭消耗量分别在18.85亿~21.30亿t和18.47亿~24.40亿t;与2018年中国燃煤电厂55.98t烟气汞的排放量相比,2020年的减排幅度为2.07%,两种情景模式下,2025年减排幅度为7.15%和17.85%,2030年减排幅度为20.35%和34.35%。     

现有烟气污染控制设备脱汞技术

介绍了利用现有设备实现烟气脱汞的相关技术.基于布袋除尘器或静电除尘器喷入改性活性炭技术可以去除95%的汞,但存在活性炭价格昂贵的缺点.湿式脱硫(WFGD)可在实现烟气脱硫的同时去除80%～95%的Hg2+,但对Hg0吸收不理想,可通过加入氧化剂加以改善.选择性催化还原法(SCR)可促进Hg0氧化从而增加WFGD对汞的去除效率.认为改进WFGD吸收系统实现同时脱硫脱汞是具有前景的烟气污染控制技术.     

燃煤电厂烟气中汞控制技术研究概况

在介绍目前燃煤锅炉烟气中汞的排放状况、存在形态以及监测方法的基础上,论述了燃煤电厂烟气中汞污染控制技术的研究现状与发展前景。首先介绍了影响脱汞效率的主要因素和现有设备对汞的脱除能力;然后介绍了活性炭喷射技术和多种大气污染物控制技术对汞的脱除状况;最后介绍了烟气脱汞的一些新技术,并对脱汞技术的发展前景进行了展望,得出了依靠现有烟气处理设备、采取多种污染物同时脱除的方法来经济有效的脱除烟气汞将是今后的主要发展趋势。     

燃煤电厂现有烟气净化设备脱汞特性分析

为了解某燃烧褐煤电厂现有脱硫、脱硝、除尘器等烟气净化设备对汞的脱除特性。采用安大略法(OHM法)和冷原子吸收光谱分析法测试了该电厂褐煤燃烧过程以及烟气排放中的零价汞(Hg0)、氧化态汞(Hg2+)、颗粒态汞(Hgp)和总汞(HgT)的质量浓度。结果表明:选择性催化还原脱硝设备对汞的脱除效果不明显;除尘器对于颗粒态汞具有一定的脱除作用;脱硫设备主要脱除烟气中的氧化态汞;电厂现有设备对汞的脱除率仅为33.94%。     

燃煤烟气的除尘脱硫处理对不同形态汞的去除效果初探

采用Ontario-Hydro方法,对某配有静电除尘和湿法脱硫装置的燃煤锅炉排放烟气中汞的含量与形态进行了研究,并计算了汞的质量平衡。实验结果为:此燃煤电厂烟气的静电除尘装置可以有效脱除颗粒态汞;湿法脱硫装置对Hg2+、Hg0和总汞的脱除率分别为81.3%、53.8%和62.1%;排放烟气中的汞主要以单质态存在,所占份额大于80%;燃煤及其后总汞的质量平衡为91.17%。证实了锅炉烟气的净化设施对汞的排放特性影响较大,有利于推进同时除尘脱硫降汞技术的研发。