燃煤烟气汞污染及其控制技术

正1汞污染现状及其危害全球每年排放到大气中的汞总量约为5000t,其中4000t是人为的结果。造成汞环境污染的人为来源主要是燃烧,其中燃煤导致的汞污染是最为严重的。煤在燃烧过程中产生的汞大部分随着烟气排入大气,成为环境汞污染的主要来源。燃煤电站排放出的汞是我国汞污染的最主要来源,约占汞排量总量的40%。随着燃煤电站总装机容量的持续扩大,汞污染问题更加严重。据浙江大学能源洁净利用国家重点实验室最新研究表明,我国10万k W典型燃煤锅炉总汞排放量在40~50kg/a。     

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%.     

燃煤机组汞排放的评估及控制

围绕某电力集团燃煤机组的汞排放量估算,建立了该集团燃煤电厂汞排放量估算模型。依据机组类别和实际汞排放测试结果,确定典型燃煤机组的排放影响系数。对该集团的燃煤机组汞排放量估算表明,2011年该集团所有机组汞排放都能满足国家环保要求。根据评估结果提出了符合目前燃煤机组实际情况的最有效的汞控制策略:改进汞吸附剂和利用现有污染物控制装置对汞进行联合脱除。     

国内外燃煤电厂二恶英排放及控制

原煤中二恶英含量极低,主要为煤燃烧过程中产生.对国内外燃煤电厂排放烟气和灰渣中二恶英排放情况进行调研,结果显示,火电行业二恶英大气和灰渣(飞灰、底灰、炉渣、烟尘和脱硫废物)排放状况相差较大,其大气排放质量浓度范围为0.365～1 400 pgI-TEQ/m~3,大气排放因子为0.002 04～6.2μgI-TEQ/t煤,灰渣中PCDD/Fs质量分数为0.02～52.6 ngI-TEQ/kg灰.通过火电企业大气和灰渣排放量,以及耗煤量,可得到大多数国家或地区燃煤电厂大气PCDD/Fs排放量为0～95 g I-TEQ/a范围,灰渣PCDD/Fs排放量也能达到相当的程度,燃煤电厂排放二恶英应引起关注.通过分析燃煤电厂PCDD/Fs生成条件,提出控制二恶英生成的策略.本研究对我国履行斯德哥尔摩公约(POPs公约),制定燃煤电厂二恶英排放标准和提高控制能力提供基础.     

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.     

600MW煤粉锅炉汞排放的试验研究

1前言汞及其化合物是环境污染物控制的主要污染物,煤燃烧是大气汞污染的主要来源之一。目前,燃煤电站汞排放控制的研究已成为各国研究的前沿及热点。特别是2005年3月,美国EPA(EnvironmentalProtection Agency)第一次颁布了燃煤电厂汞的排放标准CAMR(The Clean Air Mercury Rule     

2×210t/h燃煤锅炉烟气脱硫装置的设计与运行

乌鲁木齐石化公司化肥厂2×210t/h燃煤锅炉按2003～2005年期间监测的污染物排放浓度进行测算,每年SO2排放量为2292～48783t,烟尘排放量为266～573t,约占公司SO2排放总量的26%,经研究决定采用氨-硫酸铵法脱硫工艺进行技术改造,新建脱硫装置,对锅炉排出的烟气进行脱硫处理,增加相应的副产品回收处理系统。工程按"二炉一塔"工艺设计一套独立的烟气脱硫装置和硫酸铵回收装置,采用20%的氨水作为吸收剂。脱硫装置建成后,在设计工况下运行,排放的净烟气中SO2浓度为6mg/m3,烟尘浓度为66mg/m3,符合《燃煤锅炉大气污染物排放标准》Ⅱ时段标准;装置副产的硫酸铵的品质参数达到《副产硫酸铵》中规定的合格品标准,可作为复合肥厂原料或直接外销;工程公用工程消耗均在设计值范围内,设备选材兼顾了腐蚀防护需求和工程投资的经济性;项目建设投资为4817万元,生产成本为813万元/a,销售收入为1019万元/a,经济效益较好,并且该工艺无"三废"外排。     

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.     

300MW煤粉锅炉燃烧产物中汞的分布特征研究

在对某300MW燃煤电站锅炉的煤，渣，底灰，飞灰进行取样后，通过煤样，灰样，渣样中的汞进行定量测量，并借助于质量平衡分析方法计算烟气中汞的浓度，获得了煤在大型电站锅炉中燃烧时汞污染物的分布特征及其排放特性，图5表1参9。     

锅炉容量对汞富集规律的影响

选取了我国6个燃煤电厂作为研究对象,使用美国环保局推荐的OH方法对燃煤烟气中的汞进行了分析.对入炉煤样、底渣、烟气中飞灰和除尘器灰进行了取样,使用DMA80全自动测汞仪测定了固态样品中的汞含量.通过对汞浓度数据的计算分析得到了燃煤电厂汞的排放特性和汞在燃煤电厂固态产物中的富集因子IK,分析了锅炉容量对汞排放特性的影响.结果表明:燃煤电厂的原煤中汞的形态及其分布受燃烧设备和燃烧工况的影响,随着锅炉容量的增大,煤中的汞有向烟气中转移的趋势.     

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。     

Strategic planning on carbon capture from coal fired plants in Malaysia and Indonesia: A review

Malaysia and Indonesia benefit in various ways by participating in CDM and from investments in the GHG emission reduction projects, inter alia, technology transfer such as carbon capture (CC) technology for the existing and future coal fired power plants. Among the fossil fuel resources for energy generation, coal is offering an attractive solution to the increasing fuel cost. The consumption of coal in Malaysia and Indonesia is growing at the fastest rate of 9.7% and 4.7%, respectively, per year since 2002. The total coal consumption for electricity generation in Malaysia is projected to increase from 12.4 million tons in 2005 to 36 million tons in 2020. In Indonesia, the coal consumption for the same cause is projected to increase from 29.4 million tons in 2005 to 75 million tons in 2020. CO₂ emission from coal fired power plants are forecasted to grow at 4.1% per year, reaching 98 million tons and 171 million tons in Malaysia and Indonesia, respectively.     

燃煤电厂固废利用过程中汞的二次污染分析

燃煤电厂固体废弃物在综合利用过程中存在汞逃逸造成二次污染的风险。本文概述了汞在燃煤电厂排放产物中的分布,分析了燃煤飞灰和脱硫石膏及其工业产品在加工、存放过程中汞的二次污染问题。分析表明,温度是影响汞逃逸最主要的因素,低于200℃汞逃逸率较低,高于200℃逃逸率随温度升高大幅增加;此外,低温条件下,汞的逃逸与汞在飞灰和脱硫石膏中存在形式有关。自然环境条件下使用,富集在固废中的汞不会因自然水体冲洗中造成二次污染。利用常规污染物脱除装置进行汞排放的控制,燃煤飞灰和脱硫石膏综合利用工艺处理温度应控制在200℃以下。     

高效低污染燃烧及气化技术的最新研究进展

根据参加2003日本神户国际动力工程会议的情况,着重评述了化石燃料低NOX燃烧、固体废弃物焚烧、煤及固体废弃物气化等技术领域的最新研究进展。目前烟气脱硝成为中国电厂技术革新的热点问题,炉内高效低NOX燃烧是一种适于我国国情的高效廉价的技术路线。热解和焚烧相结合的固体废弃物利用技术在日本已得到较为广泛的应用,但是它利用蒸汽轮机发电对于未来小型发电系统而言效率较低,而热解和气化相结合的固体废弃物利用技术是利用内燃机或燃气轮机发电,对于日处理废弃物量小于200t d的发电系统其效率较高,因此成为下一代分布式能源利用系统的良好选择。图7参1     

低NOX燃烧技术及其在我国燃煤电站锅炉中的应用

针对我国以煤为主的电力状况，对我国电站锅炉目前采用的低氧燃烧、空气分级和燃料分级燃烧的各影响因素进行了分析和总结，根据采用某些低NOx燃烧技术后尚不能使燃用低挥发份无烟煤、贫煤和劣质烟煤的电站锅炉NOx排放达到国家标准要求的事实，指出了进一步进行降低燃用以上煤种NOx排放水平的空气分级和燃料分级燃烧技术研究的必要。图2参12     

燃煤电站锅炉NOx排放的控制措施

基于我国燃煤电站锅炉NOx排放的实际情况,在对影响其NOx排放各因素进行分析的基础上,细化了低氧燃烧、空气分级燃烧、低NOx燃烧器和燃料分级燃烧技术在我国电站锅炉的应用,指出锅炉设计中应尽可能选用切向燃烧方式,将再燃技术应用于降低燃用低挥发分煤的固态排渣电站锅炉设计和改造中以进一步降低NOx排放并满足国家标准的要求,锅炉运行中尽量减小各喷口风粉量的偏差,合理组织沿炉膛水平方向和高度方向(倒梯形、缩腰形等)的分级燃烧实现降低NOx排放的最佳效果.     

飞灰未燃尽碳对吸附烟气汞影响的试验研究

采用HYDRA AA全自动测汞仪对3个燃煤电厂的飞灰未燃尽碳进行测试,并利用垂直炉试验系统对电厂飞灰吸附烟气汞进行了试验研究.结果表明：不同燃煤电厂飞灰中的未燃尽碳含量不同是由于各电厂不同煤种、不同燃烧工况以及机组的不同参数造成的;同一电厂的飞灰在灼烧后与原灰相比,对烟气汞的吸附效率相差不大;除了飞灰中的未燃尽碳对汞有吸附外,尾矿对汞也有一定的吸附作用;未燃尽碳含量高的飞灰对汞的吸附效率也较高.     

煤粉燃烧污染物排放特性的试验研究

由煤燃烧产生的NOx、SOx引起的污染受到世界各国的重视,降低污染物排放成为燃烧研究的重要课题.选择了某电厂常用的4种褐煤和3种烟煤,研究了单煤及其混煤的污染物排放特性.结果表明:氧浓度增加时,或煤粉较细时,NOx的排放增加;而水分能降低NOx的排放;SOx的排放规律不明显.     

煤粉超细化对炉内受热面积灰与结渣的影响

煤粉颗粒温度、环境气氛和惯性沉积是电站四角切圆煤粉燃烧锅炉炉内受热面积灰与结渣的主要外在因素，以此为依据采用超细化煤粉燃烧技术对炉内受热面积灰和结渣的影响进行了理论分析与实验研究，阐述了煤粉超细化对于减轻电站有四角切圆煤粉燃烧锅炉炉内受热面积灰与结渣具有优越性。     

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。