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.     

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     

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。     

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。     

静电除尘器和湿法烟气脱硫装置对烟气汞形态的影响与控制

利用安大略标准方法和在线汞监测技术对6套典型燃煤电站锅炉静电除尘器(ESP)和湿法烟气脱硫(WFGD)装置前后烟气汞的浓度及形态进行了测试,并研究了2种装置对烟气汞形态转化的影响及其汞控制能力.结果表明:ESP对飞灰的捕获直接降低了烟气中颗粒汞的比例,从已测试的典型燃煤锅炉来看,ESP前的燃煤烟气中颗粒汞的平均比例在30%左右,经ESP后颗粒汞所占比例降至5%左右;经WFGD装置洗涤后,烟气中汞的形态发生了较大的改变,二价汞基本被捕获,进入WFGD装置的烟气中二价汞的比例越高,WFGD装置对烟气汞的脱除效率也越高.配置有选择性催化还原(SCR)脱硝装置+ESP+WFGD尾部烟气处理装置的燃煤电厂,能够很好地控制燃煤烟气汞的排放.     

基于Aspen Plus模拟湿法FGD对脱汞效率的影响

烟气中的汞分为单质汞(Hg~0)、氧化态汞(Hg~(2+))和颗粒态汞(Hg_p)三种形态,其中Hg_p可以被除尘装置捕集,Hg~(2+)易溶于水,易被湿法脱硫装置(WFGD)吸收,而Hg~0很难用常规方法有效脱除,是烟气中汞污染控制的难点。湿法脱硫系统捕集下来的Hg~(2+)会被浆液中的SO_3~(2-)还原生成Hg~0,导致WFGD脱汞效率下降。通过Aspen Plus模拟了WFGD的工艺流程,并建立了Hg-S-Cl体系的反应动力学模型,以此分析温度、SO2浓度、氯离子浓度和pH等参数对WFGD脱汞性能的影响。     

超低排放机组协同脱汞效益研究

采用安大略法对3台典型工艺路线的机组烟气汞浓度进行测试,研究超低排放机组汞排放水平和电除尘器、高效湿法脱硫装置、湿式电除尘器及烟气冷却器等污染物控制设备的协同脱汞效果.研究结果表明:超低排放改造后,燃用低汞煤的机组汞排放浓度为1.06～3.13μg/m3,总汞脱除效率为67.9％～88.7％;电除尘器的总汞脱除效率为24.5％～33.3％,其中颗粒汞和氧化汞的脱除效果较好,元素汞的脱除效率相对较低;湿法脱硫装置的总汞脱除效率主要取决于烟气中氧化汞的占比,测试机组脱硫系统总汞脱除率为52.6％～63.1％;湿式电除尘器的脱汞效率为59.2％,其中氧化汞具有较好的水溶性而几乎全部被脱除;烟气冷却器在回收冷凝水的同时,也有一定的协同脱汞效果.     

富氧型高活性吸收剂同时脱硫脱硝脱汞的实验研究

以粉煤灰和消石灰为主要成分,分别添加了少量添加剂制备了2种富氧型高活性吸收剂M和N.在固定床实验台上,研究了富氧型高活性吸收剂同时脱硫脱硝脱汞的性能.结果表明:当温度升高时,2种富氧型高活性吸收剂脱汞效率均提高;SO2抑制了2种富氧型高活性吸收剂对汞的脱除效率,但延长了穿透时间;当NO浓度增加时,吸收剂M对单质汞的脱除率降低,而对吸收剂N的汞脱除效率影响很小;模拟烟气中汞浓度的变化对脱硫和脱硝效率几乎没有影响.     

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.     

燃煤脱汞技术研究进展

自二十一世纪以来,汞已经成为继CO2之后又一对全球环境产生危害的污染物,脱汞技术已成为全球研究热点。文中从汞危害性和全球汞污染现状出发,以烟气中汞的三种形态为切入点,重点评述国内外单质汞、二价汞、颗粒汞脱除技术的研究发展现状。介绍了利用现有设备脱除单质汞、二价汞、颗粒汞的途径;并重点介绍了以吸附剂喷入技术和SCR脱汞技术为代表的单质汞的脱除技术,分析了飞灰、活性炭、活性焦、粘土等吸附剂的工作原理和优劣;探讨了影响SCR催化剂活性的因素及V-W-Ti体系催化剂和Mn Ox基催化剂在SCR脱汞技术中的应用。