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%。     

燃煤电厂烟气汞减排技术研究与实践

为掌握燃煤电厂烟气汞排放的控制技术,三河电厂在300 MW燃煤机组上开展了烟气汞减排技术的研究,开展炉前煤中添加溴化钙脱汞、静电除尘器前喷射活性炭脱汞、溴化钙添加与普通活性炭协同脱汞和静电除尘器前喷射改性飞灰脱汞等4种脱汞技术研究。研究结果显示,各种脱汞技术都有较好的脱汞效率;入炉煤添加溴化钙脱汞效率达到77.5%,运行费用最低;静电除尘器前喷射溴化活性炭脱汞技术脱汞效率可达到92.6%,运行成本最高。     

燃煤电厂脱汞吸附剂的研究和应用

为控制燃煤电厂尾气中汞的排放,介绍了当前用于汞脱除技术的各种吸附剂——活性炭、飞灰、钙吸附剂和TiO2的特点及研究应用情况,并以美国雅宝公司和日本日立公司的燃煤电厂烟气脱汞试验为例,介绍了燃煤电厂烟气脱汞技术在国外的的研究和应用情况。     

燃煤电厂典型重金属排放与控制进展

燃煤发电是我国煤炭的主要应用方式,煤的燃烧过程会产生多种污染物质,如粉尘、SOx、NOx等常规污染物和汞、砷、铅等重金属元素,对我国环境造成严重的破坏。总结了国内外关于燃煤电厂砷,硒,铅迁移转化的研究进展和现有控制措施。介绍了砷、硒、铅重金属元素在燃煤过程的释放特性,燃煤电厂全流程下的分布和迁移特性以及现有的控制技术。分析影响煤燃烧过程砷、硒、铅释放的因素,开展对燃煤电厂中砷、硒、铅的分布及迁移特性的深入研究。     

燃煤电厂汞的形态转化及其影响因素研究进展

对燃煤电厂汞的形态转化及其影响因素的研究进展进行综述,并对该领域今后的研究提出看法。根据已有研究,煤中汞的存在形态以及煤和烟气中的含氯物质、硫化物、NOx、含氧量等是影响汞形态转化的化学因素;脱硫装置、除尘装置、选择性催化还原(SCR)脱硝装置等烟气净化装置也对汞的形态转化有影响。     

美国燃煤电厂一体化脱汞技术进展

燃煤电厂是汞的最大的排放源。燃煤电厂的汞主要存在于烟气中,且呈现为微粒结合汞、氧化汞和单质汞3种形态。为了满足汞捕捉的环保要求,美国能源部等单位多年来针对利用常规的脱硫、脱硝、除尘等空气污染控制设施和技术,进行一体化汞脱除的研发工作。研究结果表明,利用燃煤电厂常规的除尘、脱硫、脱硝等空气污染控制设施,就能在一定程度上达到一体化脱汞的目的。一体化脱汞技术为燃煤电厂的发展提供了又一种清洁燃烧技术,介绍了美国一体化脱汞技术的开发情况。     

负荷改变对煤粉锅炉燃烧产物中汞的分布特征影响研究

在对某300MW燃煤电厂锅炉进行锅炉负荷分别为300MW、250MW和200MW时的煤、渣、底灰、飞灰取样后,通过对锅炉负荷改变时煤和燃烧产物中汞的含量进行定量测量,进行了煤在不同锅炉负荷下燃烧时汞的分布特性和富集特性的研究和探讨。     

环保部在燃煤电厂试点大气汞污染防治

近日,环境保护部召开燃煤电厂大气汞污染控制试点工作座谈会,要求电力行业高度重视大气汞污染防治,并部署在华能等五大发电集团开展燃煤电厂大气汞污染控制试点工作。     

国内典型燃煤电厂大气汞排放特性分析

燃煤电厂是我国最主要的人为汞污染源,新的《火电厂大气污染物排放标准》对燃煤电厂汞排放控制提出了明确要求,现有的污染控制设备对烟气中的汞有一定的协同脱除效果。通过对国内6个典型燃煤电厂汞排放测试结果进行分析,得出现阶段燃煤电厂配置条件下汞的排放特性。结果表明:SCR对烟气中总汞的减排作用不明显,但能促使Hg0氧化成易脱除的Hg2+和Hgp;ESP可以脱除几乎全部的Hgp,其协同脱汞效率在6.07%～46.41%之间,平均脱汞效率为23.58%;WFGD对Hg2+和总汞的协同脱除效率分别为78.99%、42.09%,经过WFGD后约有86.07%的Hg0排入大气;ESP+WFGD的平均脱汞效率为56.4%。燃煤烟气中的汞经过协同控制后,可以满足国家规定的排放标准要求。     

汞污染防治将纳入电企“十二五”

<正>近日,环境保护部副部长张力军在北京主持召开燃煤电厂大气汞污染控制试点工作座谈会,要求电力行业高度重视大气汞污染防治,并部署在五大发电集团开展燃煤电厂大气汞污染控制试点工作。     

阳泉煤泥等温加热过程中汞释放特性研究

为能大规模综合利用煤泥，有必要对煤泥燃烧时汞的释放特性进行研究。选取2种煤泥进行了空气气氛下的等温加热实验，考察加热时间和温度对煤泥失重与汞释放的影响。实验结果表明，煤泥中的汞在200 ℃左右开始释放，汞大量释放的温度区间为200~400 ℃，而400 ℃以上汞几乎释放完全；温度越高，汞的释放速率越快，达到最大释放率所需的时间越短；2种煤泥的汞释放行为不同，表明不同的原煤分选工艺可能造成煤泥中汞的形态分布存在差异。     

煤燃烧前温和热解汞和硫的释放特性研究

以2种贵州典型的高汞高硫煤为研究对象，对煤中汞和硫的含量及其赋存形态进行了研究。并利用水平管式炉试验台，在惰性气体气氛和微氧化性气氛下对煤样进行燃烧前温和热解试验，研究煤样在温和热解过程中汞的释放规律及其汞硫联合脱除特性。研究表明2种实验煤样在350~400 ℃温度下脱汞率最大分别达到89.5%和82.8%，煤中汞的释放率在热解15 min左右达到极限值；同时还发现在微氧化性气氛下温和热解煤中硫铁矿硫的脱除效率有明显提高，而对煤中有机硫的脱除没有明显效果。     

煤和污泥燃烧和气化过程中汞析出行为的研究

固体燃料和固体废物在燃烧和气化过程中的汞排放问题在全球已经受到广泛关注。该文首先选取3个煤种和3种干城市污泥作为样本，通过热重(TG)实验了解汞在燃烧和气化过程中的基本析出行为。然后选取一个污泥样在滴管炉里燃烧，研究汞在接近实际燃烧状况下的析出行为。通过热平衡计算预测了在和实验相同条件下汞析出的变化趋势。结果表明，污泥燃烧过程中汞的析出行为受到污泥中硫和固定碳含量的抑制，煤燃烧过程中汞的析出行为受到煤中固定碳含量和Cl含量的重要影响。另外，因为单质汞在还原性气氛下极易形成，在气化过程中，即使是低温汞也很快析出。     

火电厂载汞煤灰的汞脱附现象研究

测量了3个电厂8种煤灰样品在自然环境和人工环境下重金属汞的气相释放特性。结果显示,重金属汞的气相释放与不同能级活性点分布和载汞体(煤灰)孔隙分布有关,可以按对数曲线归纳汞的脱附规律。实验还发现,影响金属汞脱附的因素还有飞灰含汞量和环境温度,前者的影响是随着飞灰含汞量增加,重金属汞的脱附按指数规律增加;后者的影响显示在不同季节汞的脱附速度不同。     

煤燃烧过程中汞排放的模拟

由于化学动力学数据的缺乏及其它因素，目前对于燃烧中汞的排放和转变机理的研究主要局限于化学热力学计算和试验研究。该文在CFD、化学热力学计算的基础上用数学模型预测了煤燃烧过程中汞的分布及排放，在模型中考虑了气态汞与烟气组分或其它化合物的化学反应、气态汞的冷凝以及颗粒物的气溶胶动力学等因素的影响。最后对实验室台架上的煤粉燃烧进行数值计算，得到的汞在灰中富集因子与试验结果比较吻合。     

电除尘器不同电场汞分布特性研究

为研究燃煤发电厂汞的排放,通过采集不同容量机组的静电除尘器底灰及烟气中飞灰,分析了各个电场下部底灰中的汞含量.结果表明：相比其他因素,煤中携带的汞含量对底灰中汞分布影响最大,煤在完成燃烧后将大部分汞转移到了电除尘底灰中;在电除尘的各级电场中,飞灰汞浓度呈现逐级上升后再下降的趋势.不同电场汞浓度差异的原因与烟气颗粒物的大小及电除尘内部烟气流速有关.     

烟气脱汞技术研究进展

对近几年的汞污染控制技术进行了研究,综述了国内外汞控制技术的最新进展。汞控制技术一般分为燃烧前脱汞、燃烧中脱汞及燃烧后脱汞。燃烧前脱汞主要是指利用洗煤技术及热处理技术去除煤中的一部分汞,虽然去除的量不大,但由于其工艺简单,应用前景较为广泛;燃烧中控制技术主要是通过改进燃烧方式,在降低NOx的同时,可以抑制一部分汞的排放,其中流化床燃烧器对控制汞的排放有一定的作用;燃烧后脱汞是汞控制技术的主要方式,现在主要进行用于汞脱除的各种吸收剂的研究和如何利用现有的脱硫装置脱汞的研究。     

“十二五”期间中国燃煤电厂汞排放量估算

通过研究电力用煤消费量、煤中汞（Hg）含量、燃烧和烟气净化设施的Hg排放修正因子,并结合2011-2015年（“十二五”）期间污染物控制设备的投运率,估算出2010年和2015年中国燃煤电厂Hg输入输出总量。预测结果显示,到2015年中国燃煤电厂烟气中的Hg向大气的排放量将会减少,固体废弃物中Hg含量将会增加,脱硫废水中Hg含量与2010年持平,Hg输出总量将会提高,烟气、脱硫废水、固体废外物中Hg的排放量依次为42．92t、123．3t、186．6t。未来Hg污染控制重点将会是脱硫废水和固体废弃物中Hg的固化和无害化处理。     

“十二五”期间中国燃煤电厂汞排放量估算

通过研究电力用煤消费量、煤中汞（Hg）含量、燃烧和烟气净化设施的Hg排放修正因子,并结合2011—2015年（“十二五”）期间污染物控制设备的投运率,估算出2010年和2015年中国燃煤电厂Hg输入输出总量。预测结果显示,到2015年中国燃煤电厂烟气中的Hg向大气的排放量将会减少,固体废弃物中Hg含量将会增加,脱硫废水中Hg含量与2010年持平,Hg输出总量将会提高,烟气、脱硫废水、固体废弃物中Hg的排放量依次为42.92 t、123.3 t、186.6 t。未来Hg污染控制重点将会是脱硫废水和固体废弃物中Hg的固化和无害化处理。     

燃煤电站汞排放分布及控制研究的进展

综述了燃煤电站汞排放分布及其控制领域的研究现状。燃煤过程汞各种形态的分布规律可通过多种测量方法获得,理论上可应用平衡热力学以及化学反应动力学来估算烟气、灰渣中汞的分布。平衡热力学的计算结果揭示了各种形态汞形成的基本反应途径,能粗略估计系统在某一平衡态的主要产物分布;而反应动力学应用一系列均相氧化反应和多相反应原理,可描述系统内化合物的生成与反应速度,因而更加接近实际。目前有多种在研的汞控制技术,煤的清洁技术,常规污染物控制技术,如湿法洗涤和烟气中喷入活性炭吸附剂方式等较有发展潜力,但现在还没有一种适用性强的技术可广泛推广,最终汞脱除技术的发展须依赖于理论上的突破。