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.     

燃煤汞污染排放及其控制技术

燃煤烟气中的汞主要有氧化态、颗粒态和单质三种存在形式,其中单质汞因其较高的挥发性和较低的水溶性,难以被烟气净化设备捕集而被排入大气,是大气中汞的主要形式。文章通过分析比较除尘设备、SCR烟气脱硝系统、湿法脱硫装置、活性炭喷入技术等多种燃煤燃烧后烟气脱汞技术的特点,得出如下结论,即目前运行的烟气净化装置,活性炭喷入与结合添加剂的湿法脱硫装置是适合我国国情的烟气汞控制技术,其应用前景非常广阔。     

硫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在煤燃烧和气化过程中产生的烟气里痕量元素汞的形态及分布。在0．1MPa下，400—2000K温度范围里，研究了汞—煤系统、汞—煤—硫系统和汞—煤领—氯系统中汞在还原性气氛和氧化性气氛的烟气中的化学形态和分布，着重探讨了煤中的硫元素对汞在烟气中的形态和分布的影响。化学热力平衡分析结果表明，在煤燃烧和气化的最高温度区域里，单质汞是汞的主要形式；在气化的还原性气氛烟气中，汞的主要形式是单质汞，在氧化性气氛的燃煤烟气中，随着烟气温度的降低，单质汞将发生化学反应而生成二价汞的化合物；硫元素的存在可以促进汞元素以固相硫酸汞(HgSO4)的形式沉积，但烟气中高硫含量会抑制汞元素蒸气的氧化以及氮化汞的形成。     

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%.     

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.     

静电除尘器对燃煤电站汞排放的影响

用自行设计的燃煤烟气汞形态测量装置在燃煤电站锅炉上进行了静电除尘器对汞排放影响的实验研究,得出如下结论:静电除尘器对汞的控制有一定的作用,除尘器后烟气中汞的含量明显低于除尘器前;烟气经过除尘器后汞的形态分布变化较大,除尘器后烟气中氧化态汞的含量大大降低,排放烟气中的汞主要为单质态汞;经过除尘器后氧化态的汞主要富集在飞灰中,单质态汞主要存在于烟气中,灰渣中汞的含量很低.研究结果可以对电厂燃煤烟气中汞迁移反应机理的理解和控制方法的设计提供有益的参考.     

燃煤电厂烟气汞在线监测比较研究

以安装燃煤烟气汞在线监测系统的上海外高桥第一发电厂机组A和机组B烟气汞含量为研究对象,对2台机组汞监测值的差异进行原因分析。燃煤煤种、机组结构、现有污染物控制设备以及烟气条件等都会影响烟气汞含量及其形态分布。机组A和机组B的不同在于机组A安装有布袋除尘器,而机组B安装有静电除尘器。在燃煤煤种相同时,机组A负荷为55%,机组B负荷为35%,湿法脱硫后机组A烟气气态总汞含量明显低于机组B烟气气态总汞含量。其中,机组A烟气中元素汞约占总汞的71%~81%,机组B烟气中元素汞约占总汞的76%~88%。机组A装备的布袋除尘器表现出更好的汞脱除效果。因为烟气汞具有富集在细颗粒物上的趋势,布袋除尘器截留细颗粒物的效果更好。此外通过监测的数据发现,煤种的变化对烟气汞含量影响比较明显。     

脱硫废水荷电喷雾干燥对燃煤烟气特性影响

脱硫废水富含氯离子,是燃煤电厂难以处置的污染物之一。使用荷电喷雾干燥的方法,将富氯脱硫废水返喷除尘器前,研究了其干燥迁移规律和对烟气成分的影响,证实了将其有害成分固定到飞灰颗粒物中脱除实现零排放的可行性;同时研究了荷电喷雾过程对超细粉尘的凝并作用,可以有效的提高常规除尘器对超细粉尘的脱除效率。富含氯离子的脱硫废水对烟气中的元素态汞具有促进氧化脱除的作用,为脱硫废水零排放同时促进多种污染物联合脱除提出了一条新思路。     

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。     

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.     

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.     

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...     

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.     

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。     

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.     

燃煤汞排放的测量及其控制技术

综述了目前燃煤锅炉汞排放的测量及其控制技术的研究现状。介绍了几种汞测量分析方法，其中Ontario Hydro方法目前被认为是湿化学分析方法中测量汞形态分布最有效的方法之一。烟气汞排放的控制方法有多种，利用活性炭以及其它新型吸附剂的吸附作用除汞；利用现有污染物控制装置通过颗粒捕集、洗涤等方法除汞。分析表明：降低脱汞成本而有效控制汞排放是今后的主要研究方向。该文在基础研究的基础上，提出了以半干法为基础的综合控制燃煤汞排放的方案。     

烟气脱硫添加增效剂的试验分析

针对湿法烟气脱硫(FGD)装置在运行中存在承受高硫烟气能力较弱、脱硫效率较低、吸收塔浆液pH值偏高等问题,进行了添加DSA-5060型脱硫增效剂与脱硫效率、浆液pH值等关键参数之间的试验。结果表明:添加增效剂后,提高了脱硫效率、降低了吸收塔浆液pH值,FGD设备结垢现象得到了改善。     

一种国外火电厂烟气脱硫系统成本估算模型介绍

近些年来,随着能源与电力行业的快速发展,导致了大量SO2污染物的排放,因此必须推广烟气脱硫技术以减小SO2的排放。介绍国外的一种根据初投资和运行维护费用对新建电厂和原有电厂增加脱硫系统的成本估算模型。此模型可以初步评价机组FGD(FlueGasDesulfurization)建设的经济性,估算初投资、运行和维护成本,从而为电厂脱硫的预可行性研究提供参考。     

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.