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。     

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.     

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.     

O_2_CO_2燃烧方式下燃煤Hg排放试验研究

采用沉降炉实验系统及燃煤烟气汞在线分析仪,试验研究了空气和O2/CO2气氛下,O2浓度、CaO和Fe2O3对煤样Hg排放的影响。从空气气氛切换至20%O2/CO2气氛时,褐煤烟气中气态单质汞(Hg0(g))浓度略降低,气态总汞(HgT(g))浓度略升高,烟煤则呈现相反趋势。O2/CO2气氛下,O2浓度为20%～25%时,烟煤的HgT(g)浓度变化不大,约19μg/m3;O2为30%时,HgT(g)浓度显著升高至23.2μg/m3;Hg0(g)浓度基本未受影响。CaO和Fe2O3可抑制Hg排放,且O2/CO2气氛下的效果优于空气气氛。CaO添加后可显著降低Hg0(g)浓度,同等O2浓度下,O2/CO2气氛更有利于HgT(g)的减排。Fe2O3加入后,HgT(g)浓度有所降低,O2浓度升高,Hg0(g)氧化随之增强。     

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.     

燃煤烟气中Hg/Cl均相与非均相氧化机理

建立了燃煤烟气中Hg/Cl均相与非均相氧化动力学模型,其中非均相模型涉及到飞灰中未燃尽炭表面上的8个不可逆基元反应.将均相模型与非均相模型有效地结合起来形成多相反应模型,预测实际燃煤烟气中汞的形态分布.考虑了烟气成分、降温速率以及飞灰负荷对汞氧化的影响.结果表明,模拟预测结果与实验数据吻合较好,H_2O通过反应StCl(s)+H_2O→HCl+OH+StSA(s)抑制了汞的氧化.反应路径分析显示燃煤烟气中Hg/Cl氧化的主要反应路径是Hg~0→StHgCl(s)→HgCl_2.Hg0的氧化过程是:Hg~0首先在未燃尽炭表面上被氯化活性位氧化成StHgCl(s),然后被进一步氧化成HgCl_2并释放到烟气中.     

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。     

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%.     

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...