煤种及热解条件对煤焦脱除烟气汞的影响

在固定床汞吸附机理研究试验台上,利用X射线光电子能谱仪和Autosorb-1-C吸附仪研究了煤种、热解温度及热解时间对煤焦汞吸附特性的影响.结果表明：煤种是影响煤焦吸附气态汞的重要因素,在相同制取条件下,褐煤焦的汞脱除效率达90%以上,明显高于烟煤焦不到40%的汞脱除效率.在热解时间不变的条件下,随着热解终温的升高,汞脱除效率明显提高,穿透率下降;在热解终温不变的条件下,随着热解时间的延长,汞脱除效率先提高后降低,当热解时间为30min时,汞脱除效率最高.     

钙基吸附剂固定床吸附烟气中Hg~0的试验研究

在小型模拟燃煤烟气Hg吸附和形态转化试验台上研究了几种钙基吸附剂对模拟烟气中Hg的脱除效果。结果表明:Ca(OH2)对单质汞的吸附主要是物理吸附;CaO对单质汞的吸附则是物理吸附和化学吸附共同作用的结果;SO2和HCl可以通过与钙基吸附剂发生反应提供活性位或者将Hg0氧化成Hg2+来促进对汞的吸附,HCl对汞的促进作用更强;加入高锰酸钾浸渍煅烧改性后,由于化学吸附的发生,钙基类物质的吸附能力有所提高。     

电厂飞灰对烟气中汞吸附性能的试验研究

采用美同环保署(EPA)推荐的Ontario Hydro方法,在小型模拟燃煤烟气Hg吸附和形态转化试验台上研究了几种典型燃煤电厂灰样对模拟烟气中Hg的脱除效果.结果表明:袋式除尘器(FF)灰和消石灰只能吸附氧化态汞.在135℃时,SO2的存在能促进它们对Hg的吸附;电除尘器(ESP)灰由于残碳含量较高,对零价汞也有一定的吸附能力;消石灰对Hg吸附能力的主要因素是比表面积,其吸附能力随着比表面积的增大而增强;在含有SO2的烟气体系中,ESP灰和FF灰的吸附能力基本相当.SO2的存在大大提高了FF灰的吸附能力.     

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.     

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。     

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...     

300MW燃煤电厂溴化钙添加与烟气脱硫协同脱汞技术研究

为了减少燃煤电厂大气汞排放量,采用燃煤中添加溴化钙溶液的方法提高烟气中Hg0氧化为Hg2+的比例,进一步提高烟气脱硫协同脱汞效率.在某300MW燃煤发电机组上开展了燃煤中添加溴化钙协同脱汞试验.结果表明:当溴煤比达到20mg/kg时,已经能使Hg2+在气态总汞中的质量分数从35%显著提高到90%以上;在目前脱硫塔运行条件下,溴煤比在50~100mg/kg时可以取得较高的脱汞效率,尤其以溴煤比为100mg/kg时脱汞效率最高.     

铂改性石墨烯吸附汞及其化合物的研究

为了研究铂改性石墨烯吸附烟气中汞及其化合物的吸附能以及吸附稳定后原子间的相互作用力,基于量子化学的理论,建立铂改性石墨烯模型,应用量子化学密度泛函PBE,使用量子化学软件ORCA计算铂改性石墨烯与烟气中的Hg、HgCl、HgCl_2、HgBr和HgBr_2的吸附,得到稳定的吸附构型和吸附能,并对吸附构型进行了分子中的原子理论(Atoms in Molecule,AIM)分析。研究表明:铂改性石墨烯吸附单质汞为物理吸附,吸附HgCl、HgCl_2、HgBr、HgBr_2为化学吸附;单质Hg、HgCl、HgCl_2、HgBr_2与铂改性石墨烯存在介于共享和闭壳层之间的金属键。铂改性石墨烯是一种可靠、良好的新型吸附剂材料,对工程实践具有指导意义。     

褐煤在鼓泡流化床和循环流化床燃烧的汞迁移试验研究

对褐煤在小型电加热鼓泡流化床和小型电加热循环流化床中燃烧时的汞迁移特性进行了对比试验研究,重点考察了不同燃烧工况对汞迁移特性的影响。试验结果表明,炉膛温度和给煤量增加,鼓泡流化床和循环流化床的烟气总汞HgT均增加,飞灰颗粒汞含量Hg(p)均减少,并且循环流化床的烟气总汞HgT值均低于相同燃烧工况的鼓泡流化床值,循环流化床的飞灰颗粒汞含量Hg(p)值均高于相同燃烧工况的鼓泡流化床的值;流化风速增加,循环流化床的烟气总汞HgT减少,飞灰颗粒汞含量Hg(p)增加,鼓泡流化床烟气总汞HgT增加,飞灰颗粒汞含量Hg(p)减少。     

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.     

半焦孔隙结构的影响因素

用氮气等温吸附(77K)方法测量了原煤及其加压、常压部分气化后半焦的BET比表面积,并通过BJH法计算了孔比表面积、孔容积、孔径和孔分布。根据测试结果,从气化操作条件、半焦颗粒粒径、半焦工业分析3方面分析了影响半焦孔隙结构的因素。常压喷动流化床气化中,挥发分析出或热解对半焦孔隙的生成和发展起到主导作用;而加压气化过程中,炭发生的气化反应对半焦孔隙的生成和发展有更加重要的影响。实验中发现在一定的气化工况下,煤焦存在一个合适的颗粒尺寸范围,能形成比较大的孔比表面积和孔容积,有利于增强煤焦的气化反应。     

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。     

煤中矿物质对煤焦氧化的催化性能在热处理过程中的变化

利用热天平和XRD,考察了蔚县煤和湔江煤镜质组中矿物质在热处理过程中对由其生成的焦反应性的影响．在温度较低时,热处理对焦中的碳结构、矿物质的催化性能影响很小;随着热处理温度的增加,矿物质将逐渐失去催化活性,碳结构则趋于有序化,导致焦反应性的下降．煤种不同,矿物质在煤中的组成及存在形式不同,使其在生成焦中的分布形式及存在状态的不同,对焦反应的催化能力也不同．热处理导致煤焦中碳微观结构的有序化和矿物质催化能力下降,是热处理过程中煤焦反应活性下降的两个主要原因．     

The effect of circulating fluidized bed boiler load on the emission of mercury

The paper deals with the determination of mercury balance for a hard coal-fired circulating fluidized bed boiler operated at various loads (i.e. 100%, 75% and 50% of the Maximum continuous rating, MCR). The research was focused on the determination of the mercury balance by providing data on Hg content in fuel, limestone sorbent, and in the combustion by-products (fly ash and bottom ash). Furthermore, the concentration of mercury in the flue gas in two zones i.e. upstream and downstream the electrostatic precipitator (ESP) were also determined in order to assess the effectiveness of the ESP in mercury reduction. For the calculation of the Hg balance both gaseous mercury species, Hg⁰, and oxidized mercury, Hg²⁺, were taken into consideration.The results indicated that over 95% of the mercury was fed into the boiler system with coal and just less than 5% with limestone used for ‘dry’ desulfurization of the flue gas. As for the boiler output, very high mercury content was determined in the fly ashes, while just a minor part (a few percent of the total mercury input) was found in the bottom ashes. The shares of Hg⁰ and Hg²⁺ mercury were affected by boiler load.     

Gaseous mercury removal using biogenic porous silica modified with potassium bromide

Rice husk, as an abundant agricultural waste and renewable biomass, is adopted to produce porous silica which is used as a potential carbon-free adsorbent for mercury emission control of coal-fired power plants. The rice husk derived porous silica (RHS) exhibits a good Hg⁰ adsorption capability with Hg⁰ removal efficiency above 80% in the temperature range of 60–140 °C, which is plausibly due to the big specific surface area and mesoporous structure. The mercury removal performance of RHS can be evidently reinforced by KBr modification. The optimal KBr loading value and reaction temperature are 2 wt% and 140 °C, respectively. Acidic gas components, such as NO and SO₂, both show slight inhibitive effects on Hg⁰ adsorption process probably owing to the competitive adsorption or the elimination of adsorption sites.     

压力下半焦燃烧特性的研究综述

煤的部分气化及气化后半焦的加压燃烧是第二代增压流化床蒸汽燃气联合循环 (PFBC -CC)发电技术的重要组成部分。半焦在压力下的燃烧特性则是目前该领域研究攻关课题之一。对半焦加压燃烧的研究进行了综述 ,阐述了压力下半焦的燃烧特性、反应特性、半焦形态、动力学特性以及数学模型等方面的研究进展     

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.