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%.     

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。     

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.     

新式整体脱硫工艺的硫汞联合脱除特性及影响因素

选取1台100MW燃煤锅炉的一体化新式整体脱硫(NID)系统为研究对象,对其入炉煤样、底渣、预除尘器灰、新鲜脱硫剂、循环脱硫混合灰和烟气等进行取样分析,获得了汞、SQ2排放浓度和不同运行工况下NID系统的硫、汞联合脱除特性及其影响因素.结果表明:消化度的提高使得消化产物的比表面积增大,孔隙结构更发达,从而更有利于消化产物对SOx和Hg的吸附脱除;随着水钙比、消化水温度及生石灰品质的提高,系统的脱硫效率以及脱硫灰中汞的富集系数均有增大的趋势;NID系统的脱硫效率为84.86%～97.28%,脱汞效率可达86.6%～92.2%.     

新型一体化半干法脱硫系统同时脱汞的试验研究与微观机理分析

对某台安装有新型一体化烟气脱硫(NID)系统的燃煤电站锅炉的煤、底渣、飞灰进行取样,测定了样品中汞的含量.并采用Ontario-Hydro 方法测定了 NID 系统前后烟气中汞的形态.利用比表面积及孔隙度分析仪、X衍射仪、扫描电镜和能谱仪对 NID 系统中各种灰的物理化学特性进行了分析,揭示了 NID 半干法脱硫系统同时脱除烟气中Hg的微观机理.结果表明:在 NID 半干法脱硫系统中,消石灰与飞灰可以充分混合,脱硫塔内飞灰循环倍率高,混合灰表面始终有新鲜的脱硫剂 Ca(OH)z,而且脱硫塔内有水合硅酸钙形成,颗粒团聚严重,对脱除烟气中的SO2 和 Hg 非常有利.NID 半干法脱硫系统对烟气中总汞的脱除效率高达86.6%～92.2%,对燃煤电站汞排放的控制效果显著.     

WFGD系统脱硫及脱汞特性模拟研究

以石灰石-石膏湿法脱硫系统为研究对象,应用Aspen Plus软件对脱硫系统的协同脱汞性能进行了模拟,重点研究了脱硫系统工艺参数对脱硫及脱汞效率的双重影响。结果表明:脱硫装置能够提高烟气中汞的去除效率,提高液气比及脱硫系统入口氧气浓度,同时能够提高脱汞及脱硫效率,脱汞及脱硫效率随入口SO2浓度的提高而降低。pH值在5.5~6之间时,脱汞及脱硫效率均达到较高水平,提高烟气温度和浆液温度则会降低脱汞效率。     

300MW CFB锅炉协同脱汞工艺研究及试验

对某300 MW循环流化床锅炉不同工况下燃煤及燃烧产物中汞含量进行测试分析,结果表明:飞灰中汞含量与飞灰含碳量以及其比表面积呈正相关性,燃烧产物中汞含量随着锅炉负荷的升高而增加。分析了CFB锅炉在脱汞方面的优势,为进一步降低烟气中汞含量,达到汞的超低排放,在充分利用现有装置的基础上,设计出一套协同脱汞工艺,该工艺选择炉前添加氧化剂使更多的Hg0转化为Hg2+,烟道尾部空预器后面安装增湿活化装置,使飞灰中更多的Hg2+转化为Hg(p),从而被布袋除尘器捕集,分析了工艺的可行性。     

860MW煤粉锅炉汞排放及其形态分布的研究

采用 Ontario-Hydro method(OHM)、汞连续测量仪(Hg-SCEM)和 EPA 固体吸附剂法(Appendix K)测量了860 MW 燃煤电站锅炉烟气中汞排放及其形态分布,并基于煤、黄铁矿、底灰、飞灰、脱硫浆液和烟气中的汞含量,分析了汞在燃烧产物中的质量平衡.结果表明:OHM 和Hg-SCEM 汞测量方法可以用于监测燃煤电站的汞排放,其相对测量偏差小于20%;烟气中总汞的排放浓度随着入炉燃料中汞含量的变化而变化;对于高褐煤掺烧比例的电站锅炉,烟气中元素态汞占总汞比例为48.6%～77.7%,湿法烟气脱硫装置可以脱除90%以上的氧化态汞,电除尘器和湿法烟气脱硫装置的汞脱除效率分别约为15%和34%.     

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2...     

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.     

溴元素对烟气中汞的形态和分布的影响

采用化学热力平衡分析方法研究了煤燃烧过程中溴对烟气中痕量元素汞的形态及分布的影响.在一个大气压下,25～825℃温度范围内,研究了汞-煤-溴系统中高氯煤和低氯煤在添加溴前后汞化学形态和分布的变化,着重探讨了溴对汞在烟气中的形态和分布的影响.对于高氯煤,当烟气中加入溴后,氯化汞的分布区域明显受到了抑制;而对于低氯煤,氯化...     

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.     

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.     

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.     

湿法脱硫协同蒸汽相变脱除燃煤PM_(2.5)的试验研究

对燃煤细颗粒在湿法烟气脱硫(WFGD)系统中的脱除效果进行了试验研究.通过向塔内添加蒸汽以促进细颗粒的凝结长大,实现脱硫过程协同脱除燃煤细颗粒,并分析了不同操作参数对细颗粒和SO2脱除效率的影响.结果表明:在常规湿法烟气脱硫过程中,PM10的质量浓度脱除效率较高,约为55%,而PM2.5质量和数量浓度脱除效率很低;通过在洗涤塔内添加蒸汽,可以有效提高PM10和PM2.5的脱除效率,脱除效率随液气比的增大而提高,特别是数量浓度的脱除效率;燃煤细颗粒的脱除效率随塔内烟气过饱和度的增大而提高,而脱硫效率几乎不受塔内过饱和度的影响,均能稳定在75%左右;随脱硫塔入口烟气温度的升高,细颗粒的脱除效率降低.     

海水改性分子筛吸附剂脱除燃煤烟气中Hg0的实验研究

由于在吸附剂中引入卤族元素可以极大地促进其对燃煤烟气中Hg~0的脱除,考虑到海水中含有丰富的氯元素,因此采用海水改性来提高吸附剂脱除Hg~0的效率。在氧气体积分数为6%的氮氧(94%N_2+6%O_2)基本气氛下进行了改性吸附剂脱除Hg~0的活性测试。研究表明:经海水改性后提高了吸附剂的脱汞效率且改性吸附剂对Hg~0主要以化学吸附的方式脱除;改性吸附剂的最高脱汞效率达到90%,相比于Na(13X)分子筛原样的脱汞效率提升了约40%,表明通过海水改性来提高吸附剂脱汞效率是可行的。     

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。     

燃煤电厂现有污染物控制设备对汞形态转化和脱除研究

概述了目前燃煤电厂主流的污染物控制设备SCR脱硝装置、除尘设备和湿法脱硫装置中汞形态转化及污染物控制设备对汞的脱除的研究现状.指出SCR催化剂促进元素态汞的氧化,除尘设备和湿法脱硫装置对汞有一定的脱除作用.认为在除尘设备上游喷入低廉而高效的脱汞吸附剂和发展WFGD脱硫脱汞吸附剂是2015已建成电厂脱汞具有前景的烟气污染物控制技术.     

超低排放燃煤电厂低低温电除尘器协同脱汞研究

通过调整某660 MW超低排放燃煤电厂低低温省煤器烟气温度,测试了煤中汞质量分数和电除尘器出入口烟气中各形态汞的质量浓度,分析了不同烟气温度下汞形态的变化特征。结果表明:低低温省煤器烟气温度会影响汞的形态分布,烟气温度降低时Hg~0向Hg~(2+)或Hg_p转变;低低温电除尘对Hg~0和Hg~(2+)具有协同脱除作用;低低温省煤器出口烟气温度为90℃时,低低温电除尘器入口Hg~(2+)和Hg_p的质量分数最高,低低温电除尘器总汞脱除率为84.4%,出口烟气中Hg~0和Hg~(2+)的质量浓度最低,此工况下低低温电除尘器对汞的协同脱除效果最佳;低低温省煤器停运时,低低温电除尘器出口烟气Hg~0和Hg~(2+)的质量浓度高于其他工况。