350 MW超低排放燃煤电厂污染物控制装置对汞的协同脱除

在一台配置有选择性催化还原(SCR)脱硝装置、电袋复合除尘器(ESP+FF)和湿法烟气脱硫(WFGD)装置的350 MW超低排放燃煤电厂进行了满负荷下汞排放的现场测试研究。采用国际公认的Ontario Hydro Method (OHM)标准方法分别对SCR、ESP+FF和WFGD的进出口烟气汞进行同时取样,研究了现有污染控制装置（APCD）对汞的协同脱除作用,系统地讨论了汞在这些污染物控制装置中的迁移转化规律。实验结果表明：在各污染物控制装置的汞取样质量平衡率在 85.4%~122.9% 之间;机组排放的汞主要分布在烟气中,其次在ESP+FF灰、WFGD石膏及废水和炉渣中;炉膛出口烟气中氧化汞（Hg2+）与单质汞（Hg0）之和占烟气总汞(HgT,HgT=Hg0+Hg2++Hgp)的89.8%;SCR有利于气态Hg0向气态Hg2+或气态颗粒汞(Hgp)的转化,转化效率为46.92%;ESP+FF对气态Hgp的脱除效率达99.95%,对HgT 的脱除效率为43.7%;WFGD对气态Hg2+和气态Hg0脱除率分别为25%和-5.2%,表明部分Hg2+在WFGD中可能被还原成Hg0。SCR+(ESP+FF)+WFGD对烟气HgT的协同脱除率为60.13%;综合看,该机组在现有污染物控制装置SCR+(ESP+FF)+WFGD协同作用下具有联合脱汞能力,可以实现汞的超低排放;加强抑制WFGD中Hg2+的还原可进一步提高燃煤电厂的协同脱汞效率。     

电站烟气脱硫装置的脱汞特性试验

湿法烟气脱硫（WFGD）是目前最有效的电站排烟脱硫方法，作为未来潜在的多污染物排放控制装置，FGD对汞赋存价态和脱除效率的影响成为目前汞污染控制研究的热点。利用Ontario Hydro Method（OHM）方法和半连续汞浓度监测仪（SCMM），对2台500MW（热功率）电站煤粉锅炉配套的湿法烟气脱硫装置进行了现场测试。试验结果发现：WFGD装置对烟气内的氧化态的二价汞脱除效率可高达89．24％～99．1％；增加脱硫浆液和烟气体积比（L／G），有利于提高WFGD对二价氧化汞的脱除效率；WFGD对烟气中全汞的脱除效率可以达到50％以上，二价汞在全汞中所占的比例是决定FGD全汞脱除效果的关键因素。少于8％的氧化汞可以被还原为单质状态的汞，这种转化与浆液中硫酸氢根离子和金属离子有关，较高的SO，浓度有利于促进氧化汞还原作用的发生。图5表2参5     

氯和灰分对大型燃煤锅炉烟气中汞形态的影响

采用安大略标准燃煤烟气汞采样分析方法,对大型燃煤锅炉出口烟气中汞形态的形成及分布机理进行了研究.分析了煤中Cl、灰分及采样位置对锅炉出口烟气中汞形态分布的影响.结果表明:烟气中的飞灰能够直接影响颗粒汞与气态汞之间的平衡比例;煤中灰分含量越多,锅炉出口烟气中颗粒汞所占比例越大;煤中Cl对气态汞中Hg0向Hg2 形态转变有促进作用;较高的烟气温度和较短的停留时间会严重阻碍飞灰对汞的吸附,影响颗粒汞的形成,同时也会阻碍Cl元素对Hg0的氧化作用.     

湿法烟气脱硫系统的脱汞性能研究

通过测量湿法烟气脱硫(WFGD)系统进出口烟气中汞的浓度,考察了采用NH3·H2O、NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2、CaCO3等5种脱硫荆时系统的脱汞性能,并在脱硫液中添加KMnO4,Fenton试荆、K2S2O8/CuSO4、Na2S进行试验.结果发现:燃煤烟气中气态总汞主要成分是单质汞,二价汞所占比例不超过40%;常规WFGD系统能高效脱除烟气中的气态二价汞(Hg2+),脱除效率高达81. %～92.60%,而对气态总汞的脱除效率仅为13.27%～18.26%,经WFGD系统后单质汞略有增加;脱硫剂种类对脱汞效果影响不明显,提高液气比有利于提高WFGD系统的脱汞效率;KMnO4、Fenton试剂、K2SzO8/CuSO4和Na2S等添加剂均可提高脱汞效率,但不同添加剂的效果有所不同,其中Na:S效果最为显著,脱汞效率最高可达67%.     

600MW燃煤电站烟气汞形态转化影响因素分析

燃煤电站汞排放是自然界人为汞排放的最大污染源,所以进行燃煤电站不同形态汞排放浓度的现场测试对了解和控制汞排放的规律有重要意义.采用国际上通用的Ontario Hydro方法对桌600MW燃煤电站ESP前、后的烟气进行采样,应用美国EPA标准方法测定了烟气中Hg0、Hg2 和HgP的浓度,应用DMA80测定固体样品(煤、底灰、ESP飞灰)中的汞浓度.测试结果表明:烟气经过ESP前后,烟气中汞形态发生了显著变化,Hg2 的比例由14.71％变为39.54％,Hg0由85.19％变为60.38％,HgP由0.10％变为0.08％.煤中的氯.烟气中的NOx、SO2、HCl和Cl2对烟气中氧化态汞的形成呈正相关.     

燃煤机组超低排放改造对汞排放的影响

针对超低排放课题下汞排放的研究,采用标准安大略法对浙江某发电厂两台燃煤机组实施烟气超低排放改造并对改造前后进行汞排放测试,着重分析了超低排放改造后污染控制设备的协同脱汞作用。结果表明总汞脱除率得到了显著提高,主要是改变了烟气汞形态分布,提升了Hg~(2+)比例;SCR(催化还原脱硝)影响汞的形态分布,但不改变总汞含量;ESP(电除尘)能够大量地降低汞浓度;WFGD(温法脱硫)对气相中氧化汞的脱除效果较好,WFGD对Hg~0没有脱除效果。从测试结果来看,两台机组总汞脱除效率平均提升了13.9%,Hg~(2+)比例平均提升153.9%。证实了利用超低排放技术改造后污染物控制设备(除尘装置、脱硝装置、脱硫装置)协同脱汞是比较经济有效的措施。     

湿法、半干法和循环流化床炉内脱硫技术的脱汞特性

采用国际上通用的安大略方法对两燃煤电站安装的烟气湿法脱硫装置和新式整体半干法脱硫装置前、后的烟气进行采样,并且对循环床燃煤电站ESP前、后的烟气进行采样,应用美国EPA标准方法测定了烟气中Hg～、Hg2+和HgP的质量分数,应用全自动汞分析仪测定固体样品中的汞质量分数.由汞平衡得出各个环节中的汞所占的份额,分析了湿法、半干法和循环床炉内燃烧脱硫技术脱除烟气中汞的特性.结果表明:在煤粉炉燃煤电站中,烟气中的汞主要以气态汞的形态存在;在循环流化床锅炉燃煤电站中,烟气中的汞主要以颗粒态的形态存在.通过计算各种灰的富集因子可知,汞在底灰中是耗散的,在DC灰、ESP灰、混合灰和脱硫产物中是富集的.在脱除烟气中汞的性能方面,循环床炉内燃烧脱硫技术的脱汞率分别大于新式整体半干法脱硫系统和烟气湿法脱硫系统的脱汞率,且新式整体半干法脱硫系统的脱汞率大于烟气湿法脱硫系统的脱汞率.     

燃煤电厂脱硫系统的脱汞特性研究

作为未来潜在的多污染物排放控制装置,烟气脱硫系统对汞赋存价态和脱除效率的影响成为目前汞污染控制研究的热点.对2种具有代表性的脱硫系统[湿法脱硫(WFGD)和新型整体一体化脱硫(NID)]进行了汞测试.试验结果表明:WFGD系统对烟气中氧化态汞的脱除效率达到74.68%,但对烟气中单质汞的脱除效率很差,氧化态汞在全汞中所占的比例是决定WFGD全汞脱除效率的关键因素;NID系统对烟气中单质汞的脱除效率高达99.97%,对氧化汞的脱除效率为79.03%,对总汞的脱除效率是83.52%,这说明NID系统可以非常有效地控制燃煤电厂汞的排放.     

混燃石油焦CFB锅炉汞排放特性研究

为研究烟煤与石油焦混燃的循环流化床锅炉汞的迁移排放特性,采用安大略法(OHM)对机组布袋除尘器(FF)前后和湿法脱硫装置(WFGD)后的烟气进行取样,并同时对入炉燃料、飞灰、脱硫浆液、清洗水、石膏和脱硫废水进行了取样并分析。通过汞的质量平衡核算得到了汞在燃煤副产物中的分配比例以及汞的迁移排放特性。结果表明:飞灰中排放的汞占总汞排放的62.31%,大约30.38%的汞排放到大气中。FF可以高效地脱除颗粒态汞,对总汞的脱除率可达67.36%。WFGD对可溶性的二价汞脱除性能较好,对总汞的脱除率达24.24%。单质汞的排放因子远大于氧化汞,说明电厂大气汞的排放主要以单质汞为主。     

300MWCFB锅炉配套半干法烟气脱硫的汞排放试验研究

某300 MW循环流化床(CFB)锅炉采用炉内脱硫、SNCR、预电除尘器和烟气循环流化床半干法脱硫装置实现了超低排放。对不同工况下不同位置的烟气汞浓度和灰渣等固体副产物中的汞含量进行测试分析,研究结果表明:燃煤在循环流化床锅炉燃烧产生的汞主要以气态汞和颗粒汞形式存在;锅炉负荷提高,烟气中气态汞和颗粒汞浓度均有所提高,炉内脱硫对原始汞排放特性几乎没有影响;烟气循环流化床半干法脱硫装置可脱除71%～77%的气态汞和86%～88%的颗粒汞;采用预电除尘器与烟气循环流化床半干法脱硫结合的超低排放路线,总汞脱除率可达到82%～87%,使烟囱排放的汞浓度不高于1.5μg/m~3。副产物分析结果表明,烟气中脱除的汞主要富集于粉煤灰和半干法脱硫灰中。     

燃煤汞形态分布和排放特性研究

概述了燃煤烟气中汞的形态(元素态,氧化态和颗粒态)分布规律,综述了烟气温度和组分、烟气中硫和氯元素、燃煤飞灰、除尘和脱硫设备对汞形态分布的影响规律。分析了煤气化和燃烧过程的气体产物中汞形态转化的条件,以及烟气中硫和氯元素对汞排放的影响。指出除尘和脱硫设备的应用能有效地促使元素汞向氧化汞的转化,并提高汞的脱除效率。     

烟气汞形态分布及其受氯化物添加剂影响的研究

在自行设计的一维煤粉燃烧试验台上,研究了烟气汞形态的分布特征,并分析了NaCl作为添加剂与煤混烧对汞形态分布的影响.结果表明:在试验煤种烟气中,气态汞是烟气汞最主要的排放形式,二价汞是气态汞的主要形式,飞灰中的汞含量比底渣中的汞舍量高;NaCl的添加使气态二价汞和单质汞占总汞的百分比都有不同程度的下降,而颗粒态汞的比例相应增加,但随着NaCl添加量的增加,颗粒态汞的增加量逐渐趋于平缓,单质汞的减少量也相应降低,趋势趋于平缓.     

燃煤烟气中汞氧化的动力池机理

建造了小型动力学反应实验台,并用模拟烟气在该实验台上研究了燃煤烟气中汞氧化的动力学机理.根据实验数据建立了燃煤烟气中汞形态转化的动力学模型,得到了有氯化氢存在情况下烟气中汞均相氧化的总反应速率方程和总反应速率常数.研究结果为开发烟气中汞的控制技术提供了有用的数据.     

燃煤烟气中形态汞的取样测量方法

为配合我国燃煤电站汞排放特性研究工作的开展,文中对各种燃煤烟气测汞法进行了归纳总结。针对现有测量方法的不足,自行设计并建立了一套FMSS取样测量系统,初步的测试结果说明该系统可用于实际燃煤电站的形态汞浓度测量。最后对FMSS取样测量系统的进一步完善进行了讨论。     

ESP飞灰和FF飞灰脱汞特性的试验研究

采用汞渗透管产生的汞蒸气和其它主要烟气成分,在小型多功能固定床试验台上开展静电除尘器( ESP)飞灰和布袋除尘器(FF)飞灰脱除单质汞的试验研究.结果表明:O2、SO2、NO对Hg0的氧化均有一定的作用,尤其SO2对Hg0的氧化效果最为显著.飞灰对汞的吸附与飞灰中Fe2O3、Al2O3等化学成分的催化氧化有一定的相关性...     

飞灰未燃尽碳对吸附烟气汞影响的试验研究

采用HYDRA AA全自动测汞仪对3个燃煤电厂的飞灰未燃尽碳进行测试,并利用垂直炉试验系统对电厂飞灰吸附烟气汞进行了试验研究.结果表明：不同燃煤电厂飞灰中的未燃尽碳含量不同是由于各电厂不同煤种、不同燃烧工况以及机组的不同参数造成的;同一电厂的飞灰在灼烧后与原灰相比,对烟气汞的吸附效率相差不大;除了飞灰中的未燃尽碳对汞有吸附外,尾矿对汞也有一定的吸附作用;未燃尽碳含量高的飞灰对汞的吸附效率也较高.     

火电厂低低温烟气处理系统烟气余热利用研究

低低温烟气处理系统与传统的除尘、脱硫工艺相比,具有良好的节能环保性能。从热力学性能和经济效益两方面分析比较了低低温高效烟气处理系统中两种烟气余热利用的方案,并以国产600 MW空冷机组为例,进行了定量分析比较。定量计算结果得出的结论对低低温烟气处理系统在中国火电厂推广使用具有一定的指导意义。     

燃煤电厂烟气中的汞浓度测量

综述了燃煤电厂烟气中各种形态汞浓度的测量方法,并对各方法的优缺点进行比较.重点介绍美国环境保护署（EPA）推荐的安大略方法（Ontario Hydro Method,简称OHM）.该方法采用等速取样、加热和防止吸附的手段,具有真实样品的代表性和准确性;采用汞的冷蒸气原子吸收原理分析汞的浓度,因而精度较高;被美国EPA和能源部（DOE）等机构推荐为美国的汞标准测试和分析方法.同时指出在中国燃煤电站采用OHM法结合汞连续在线监SCEM（Semi-Continuous Emission Monitor）法进行烟气中汞浓度现场测试和分析的实际意义.     

湿法烟气脱硫系统的烟气换热器设置分析

通过对上海地区燃煤电厂湿法烟气脱硫系统安装和不安装烟气换热器(GGH)的运行分析,证实了安装GGH后的烟囱腐蚀,明显低于无GGH烟囱,尤其是针对GGH发生结垢、堵塞和腐蚀等问题采取的六大技术措施,能够达到环保考核要求,同时论述了脱硫系统取消GGH后,会给周边环境和生产运行安全带来隐患。为此,结合国家环保政策,提请各燃煤电厂在建设脱硫系统时,不应盲目取消脱硫系统的GGH装置。