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%.     

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.     

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.     

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.     

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.     

电站烟气脱硫装置的脱汞特性试验

湿法烟气脱硫（WFGD）是目前最有效的电站排烟脱硫方法，作为未来潜在的多污染物排放控制装置，FGD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。利用Ontario Hydro Method（OHM）方法和半连续汞浓度监测仪（SCMM），对2台500MW（热功率）电站煤粉锅炉配套的湿法烟气脱硫装置进行了现场测试。试验结果发现：WFGD装置对烟气内的氧化态的二价汞脱除效率可高达89．24％～99．1％；增加脱硫浆液和烟气体积比（L／G），有利于提高WFGD对二价氧化汞的脱除效率；WFGD对烟气中全汞的脱除效率可以达到50％以上，二价汞在全汞中所占的比例是决定FGD全汞脱除效果的关键因素。少于8％的氧化汞可以被还原为单质状态的汞，这种转化与浆液中硫酸氢根离子和金属离子有关，较高的SO，浓度有利于促进氧化汞还原作用的发生。图5表2参5     

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.     

300MWCFB锅炉配套半干法烟气脱硫的汞排放试验研究

某300 MW循环流化床(CFB)锅炉采用炉内脱硫、SNCR、预电除尘器和烟气循环流化床半干法脱硫装置实现了超低排放。对不同工况下不同位置的烟气汞浓度和灰渣等固体副产物中的汞含量进行测试分析,研究结果表明:燃煤在循环流化床锅炉燃烧产生的汞主要以气态汞和颗粒汞形式存在;锅炉负荷提高,烟气中气态汞和颗粒汞浓度均有所提高,炉内脱硫对原始汞排放特性几乎没有影响;烟气循环流化床半干法脱硫装置可脱除71%～77%的气态汞和86%～88%的颗粒汞;采用预电除尘器与烟气循环流化床半干法脱硫结合的超低排放路线,总汞脱除率可达到82%～87%,使烟囱排放的汞浓度不高于1.5μg/m~3。副产物分析结果表明,烟气中脱除的汞主要富集于粉煤灰和半干法脱硫灰中。     

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。     

吸附剂脱除燃煤炯气中单质汞的研究现状与展望

燃煤电厂汞排放控制是目前图际上研究的热点,而控制的难点就在于单质汞。综述国内外有关此方面的研究,比较烟气中单质汞（Hg^0）污染控制技术的优缺点,概述烟气中单质汞脱除的方法,并进行简要的分析总结。对未来燃煤电厂烟气汞污染控制技术的发展方向进行了展望．     

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。     

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。     

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.     

燃煤烟气中形态汞的取样测量方法

为配合我国燃煤电站汞排放特性研究工作的开展,文中对各种燃煤烟气测汞法进行了归纳总结。针对现有测量方法的不足,自行设计并建立了一套FMSS取样测量系统,初步的测试结果说明该系统可用于实际燃煤电站的形态汞浓度测量。最后对FMSS取样测量系统的进一步完善进行了讨论。     

Review of technologies for mercury removal from flue gas from cement production processes

Mercury is a pollutant of concern and mercury emissions from cement plants are under environmental regulation. After coal-fired power plants, mercury emissions from cement and mineral production are the second largest anthropogenic sources. Compared to fuels, cement raw materials are the major sources of mercury in the cement kiln flue gas. Cement plants are quite different from power plants and waste incinerators regarding the flue gas composition, temperature, residence time, and material circulation. Cement kiln systems have some inherent ability to retain mercury in the solid materials due to the adsorption of mercury on the solids in the cold zone. However, recirculation of the kiln dust to the kiln will cause release of the captured mercury. The mercury chemistry in cement kiln systems is complicated and knowledge obtained from power plants and incinerators cannot be directly applied in cement kilns.     

大型火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘方案研究

新的《火电厂大气污染物排放》（GB13223-2011）已经实施,新的排放标准对电厂烟尘、SO2、NOx、汞及其化合物的要求更加严格。分析论证了大型燃煤电厂的烟气处理技术路线,为大型燃煤机组烟气深度净化提出了完整解决方案。     

燃煤电站汞排放量的预测模型

燃煤电站排放汞是主要的汞污染源之一。从煤中汞含量分布、锅炉燃煤过程以及燃烧之后的各个过程来预测汞排放量。影响燃煤电站汞排放的主要因素有煤中汞含量,电站锅炉炉型,锅炉运行条件,所采用的烟气清洁装置包括颗粒脱除装置和脱硫装置的类型。利用文献资料中的统计数据归纳得到汞排放修正因子,同时利用其结果简略估算了中国燃煤电站的年汞排放量。1999~2003年中国燃煤电站的大气汞排放量年平均增长率达到了9.59%,向废渣中排放的汞量年平均增长率为8.49%,尤其是从2002年~2003年的涨幅最大,2003年燃煤电站向大气的汞排放量达到了86.8t之多,废渣汞排放量为28.94t。图4表4参19     

Theoretical prediction of sulfuric acid condensation rates in boiler flue gas

Prediction of acid condensation has a critical role in designing heat exchangers to recover water vapor from power plant flue gas. Rates of mass transfer for condensation of sulfuric acid vapors onto heat exchanger tubes were theoretically investigated and a computer program for numerical simulations of sulfuric acid (H₂SO₄) condensation in a flue gas condensing heat exchanger was developed. Governing equations based on mass and energy balances for the system were derived to predict variables such as flue gas exit temperatures, cooling water outlet temperatures, and molar fractions and condensation rates of water and sulfuric acid vapors. The associated equations were solved using an iterative solution technique and a one dimensional finite difference method with forward differencing. The Controlled Condensation Method (EPA Method 8B) was applied to experimentally obtain concentration profiles of sulfuric acid vapor in flue gas along downstream in the system. Predicted results of sulfuric acid vapor condensation were compared with empirical data for model validation, and the discrepancy is analyzed in terms of measurement and computation uncertainties. It is found that from both modeling and test results sulfuric acids as well as water vapors are reduced and separated in condensing heat exchanger due to mass transfer with condensation in flue gas. The modeling methodology described here is applicable to theoretical prediction of sulfuric acid and water condensation in full scale flue gas condensing heat exchanger applications.