活性碳吸附烟气中气态汞的试验研究

该文利用汞渗透管的汞蒸气发生装置和其它烟气主要气体成分模拟烟气条件，在小型固定床试验台上开展活性碳脱除单质汞的试验研究。结果表明：随着Hg^0的入口含量的增加，活性碳的吸附量增加，初始吸附量与Hg^0的含量成正比例增加；活性碳对Hg^0的吸附受到HCl和SO2等气体成分和含量的影响，SO2气体会导致吸附效率的下降，HCl气体的存在使活性碳的吸附量增加；HCl和SO2共同作用时，活性碳对Hg^0的吸附性能要好于SO2单独存在时，但与HCl单独存在时比较要差。吸附随着反应温度的升高，活性碳的吸附能力降低；对活性碳注氯后，其吸附单质汞的过程是受物理吸附和化学吸附双重因素影响的，使其吸附量有所增加，并且含氯量越高，吸附量增加的幅度也越大。     

烟气组分对脱硫灰吸附及催化氧化汞的影响

半干法脱硫工艺协同控制燃煤汞排放的技术中,脱硫灰将作为汞脱除的吸附剂。选取2种典型半干法脱硫工艺的脱硫灰样品,使用固定床反应器,在模拟烟气条件下研究了烟气组分对半干法脱硫灰吸附和催化氧化汞的影响。汞的吸附率在总体上均随汞氧化率升高而增加;HCl和NO2在脱硫灰的催化作用下能有效氧化Hg0,从而使气态汞吸附在脱硫灰表面;HCl、NO2不能进一步促进Cl2对Hg0的氧化;SO2与氧化性气体竞争脱硫灰活性位,可能是导致其抑制汞氧化和吸附的主要原因;NO在不同气氛条件下对Hg0吸附与氧化的影响存在差异;半干法脱硫灰对汞的吸附能力与飞灰接近,而在脱硫塔内通常具有更高的浓度,这使得半干法脱硫系统具备了较好的脱汞效果。     

燃煤飞灰的物化性质及其吸附汞影响因素的试验研究

采用X射线荧光光谱仪、扫描电子显微镜、粒度分析仪等分析了燃煤飞灰的物化性质.利用汞渗透管产生汞蒸气,将其与N2、O2、CO2组成的基本气体混合,在小型固定床试验台上进行了燃煤飞灰吸附气态汞影响因素的试验研究.研究结果表明:随着入口汞浓度的增大,飞灰对汞的吸附率先降低,再升高(仍低于汞入口浓度较低时),然后会再次降低;汞入口浓度增加,飞灰对汞的绝对吸附量随之增加,但吸附率不一定增加;在40～120℃范围内,飞灰对汞的吸附主要是物理吸附,飞灰对汞的吸附效率随着温度的上升而下降;试验所用飞灰在其粒径介于50 μm和74 μm之间时,可达到最佳的汞吸附效果.     

改性氢氧化钙吸附脱除模拟烟气中汞的试验研究

对氢氧化钙进行了2种改性,并在小型模拟燃煤烟气Hg吸附和形态转化试验台上研究其对模拟烟气中Hg的脱除效果。结果表明：Ca(OH)2对单质汞的吸附主要是物理吸附,低温有利于汞的吸附;SO2和HCl均可以促进Ca(OH)2对汞的吸附,HCl对汞的氧化能力强于SO2,促进作用更明显;KMnO4改性后的Ca(OH)2在基本气体中可以将大部分的Hg0氧化为Hg2+,在有SO2或HCl存在的条件下可以脱除烟气中50%以上的Hg,改性后的吸附以化学吸附为主;利用AgNO3改性后的Ca(OH)2对汞的吸附能力极大增强,脱除效率可达90%,主要原因是银汞齐反应的发生,该法可望实现吸附剂的再生和Hg的回收利用,具有实际应用的前景。     

煤和垃圾衍生燃料循环流化床混烧的试验研究

分别在热重分析仪和0.5MW循环流化床燃烧系统上进行了煤和垃圾衍生燃料混烧实验。热重试验表明:混烧过程中,两者基本上保持各自的燃烧特性,同时垃圾衍生燃料的加入能显著提高煤粉的燃烧性能。循环流化床试验表明:相对于煤粉单独燃烧,混烧能使整个炉膛的温度分布更均匀;垃圾衍生燃料的加入降低了CO、NO、N2O、SO2的排放,但却大大增加了烟气中HCl的浓度;垃圾衍生燃料中的钙基物质能对SO2起到脱除作用,同时HCl的存在会促进钙基物质与SO2的反应;在混烧情况下,随着床层温度的升高,N、S、Cl等元素对气相污染物的转化率增加,同时,钙基物质对酸性气体SO2、HCl的脱除反应受到抑制,因此烟气中的NO、SO2、HCl等污染物浓度增加。     

改性钙基吸附剂的汞吸附特性实验研究

利用汞渗透管产生的气态单质汞和其他烟气主要气体成分模拟烟气条件,在固定床实验台上进行了以消石灰、飞灰和由两者混合物改性的3种物质作为吸附剂吸附单质汞的实验研究。实验结果表明,Ca(OH)2吸附Hg0效果较差,SO2的存在对Ca(OH)2吸附Hg0有促进作用;经改性的普通高活性钙基吸附剂对Hg0吸附效果比消石灰稍强,SO2的存在促进了普通高活性钙基吸附剂对Hg0的吸附;有添加剂的高活性钙基吸附剂对Hg0的吸附效率比普通高活性钙基吸附剂增加约30%,当有SO2存在时,有添加剂的高活性钙基吸附剂对Hg0的吸附效率略低,而穿透时间延长。利用改性钙基吸附剂可以实现烟气中SO2和Hg0以相对较低的成本同时脱除。     

循环流化床垃圾焚烧炉混烧羊毛脂废料试验研究

以生活垃圾和煤混烧的400 t/d循环流化床垃圾焚烧锅炉为依托,对某大型生物医药公司的羊毛脂废料进行混烧的工业试验,了解混烧该废料对垃圾焚烧炉燃烧稳定性、炉膛温度、锅炉尾部常规污染物排放及飞灰含碳量的影响,以研究羊毛脂废料代替燃煤作为垃圾发电辅助燃料的可行性。试验表明,随着羊毛脂废料掺混量的增加,煤的添加量随之下降,烟气中的烟尘浓度,CO和SO2含量以及飞灰含碳量均有所下降;NO含量随掺混量的增加而增加,N2O随掺混量的增加而减少;HCl含量受掺混量影响不明显。随床温升高NO排放增加,CO排放下降,SO2和HCl浓度基本不变。试验表明循环流化床垃圾焚烧锅炉对羊毛脂废料具有良好的适应性。     

燃煤电站飞灰改性自吸附协同脱汞试验研究

为了实现高效低成本的汞污染控制,通过在超超临界1 000 MW燃煤机组锅炉中加入飞灰改性剂,对飞灰进行实时改性,并在不同负荷下试验研究了飞灰改性对汞排放及迁移规律的影响.结果表明:加入飞灰改性剂促进了汞的氧化,对飞灰吸附脱汞的促进作用显著,而且飞灰颗粒越细,对汞的吸附能力越强;在900MW负荷下,加入飞灰改性剂后,通过...     

生物质热解焦吸附模拟烟气中SO2和NO的实验研究

以麦秆、稻秆、棉花秆、玉米秆和稻壳等5种生物质原料为对象,在热解温度Tp 673~1 073 K范围内,采用快速热解和慢速热解方式制备了生物质焦,利用固定床吸附反应装置研究了焦粒粒径、热解温度、热解速率、烟气组成、吸附反应温度和生物质种类等因素对生物质焦吸附模拟烟气中SO2、NO的影响。结果表明:生物质焦对SO2的吸附效率和吸附量随着生物质焦粒径的减小而增加,但其增加趋势逐步减小。随着热解温度升高,生物质焦对SO2的吸附效率和吸附量均呈现先上升后下降的趋势。快速热解生物质焦对SO2和NO的单独吸附效率和吸附量均高于慢速热解焦。生物质焦对SO2和NO的吸附效率和吸附量均随着吸附反应温度的升高而下降。生物质焦对SO2吸附能力显著优于吸附NO的能力,模拟烟气中SO2组分对NO吸附具有显著促进作用。SO2和NO同时吸附时,WS-RP873型生物质焦对SO2的吸附量较单独吸附时减少了22.3%,但其对NO吸附量却提高了112%。在Tp 873K快速热解条件下,各种生物质焦对SO2吸附量顺序为麦秆焦>玉米秆焦>稻秆焦>稻壳焦>棉花秆焦,对NO吸附量顺序为麦秆焦>稻秆焦>玉米秆焦>稻壳焦>棉花秆焦。     

流化床中典型垃圾组分与煤混烧时HCl排放和脱除研究

城市生活垃圾焚烧被广泛应用的同时，其中产生的有害气体(HCl、SO2、NOx、CO)也不容忽视。为了研究垃圾在燃烧时HCl的排放及脱除特性，该文选取了几种典型的垃圾组分，在流化床上进行了实验，以分析其燃烧时Cl→HCl随温度的变化关系，以及HCl浓度对NO、SO2的影响，并且考察了加入钙基吸收剂后对HCl的脱除效果。结果表明：Cl→HCl的转化随温度升高而加速；随HCl浓度的升高，NO浓度呈下降趋势；SO2浓度变化呈抛物线形式；脱氯剂种类与脱氯剂添加量对脱氯效果有一定影响。     

污泥与煤混烧中飞灰对汞的吸附特性

为了解飞灰对汞的吸附特性,用氮气吸附等温线分析了4个飞灰样品的比表面积和孔隙分布;应用基于(Frenkel- Halsey-Hill,FHH)模型的方法计算了它们的分形维数,分析了飞灰样品的化学组分对汞吸附的影响。结果表明,飞灰残碳量与汞含量呈正相关关系。飞灰颗粒比表面积增大,飞灰的汞吸附趋于增加。孔分布越宽越有利于汞的吸附, 其中微孔在汞吸附过程中发挥更为重要的作用。飞灰样品的分形维数处于2.1~2.6之间,且分形维数能较好地反映飞灰对汞的物理吸附性能。烟气成分与飞灰化学组成可能对汞存在一定的催化氧化作用。     

循环流化床锅炉汞排放和吸附实验研究

选取一台有代表性的440 t/h循环流化床锅炉,运用美国环保署推荐的安大略法,现场测定了入炉煤、底渣、飞灰和烟气中的各种汞形态浓度,获得了循环流化床锅炉汞排放特性。结果表明,循环流化床锅炉烟气中主要是颗粒汞,静电除尘装置的脱汞效率达98%,烟气汞排放浓度为0.062 mg/m3,底渣中汞小于总汞的1%。飞灰对汞强烈的吸附作用主要归因于其较高的含碳量,其次与飞灰中碳的结构形式和烟气温度有关。大幅度提高飞灰含碳量并不能提高其汞吸附量。     

燃煤烟气净化设施对汞排放特性的影响

为研究燃煤锅炉烟气净化设施对汞排放特性的影响,采用Ontario-Hydro方法,对设有催化脱硝、静电除尘、海水脱硫的300 MW燃煤锅炉排放烟气中汞的含量与形态进行分析,同时测定锅炉的煤、底渣、飞灰等固体样品以及脱硫塔前后、曝气之后海水样品中的汞含量。实验结果为：烟气中的气态汞占总汞的79.1%以上,脱硝催化剂对汞的价态具有强烈的转化作用,烟气中83.4%的气态Hg0被氧化成气态Hg2+;静电除尘对颗粒态汞的去除率几乎达到100%;在脱硫塔中,海水对烟气中汞的洗脱率高达73.6%,曝气后排放前的海水中含汞量是新鲜海水的5.5倍。研究表明锅炉烟气净化设施对汞的排放特性有着重要的影响。     

汞吸附过程的试验研究和数学模型

在固定床试验台上,以汞渗透管和其它主要气体成分模拟烟气条件,采用活性炭和飞灰对汞的吸附过程进行了试验研究。结果表明:随Hg0入口含量的增加,活性炭、飞灰的吸附量增加,初始吸附量与Hg0的含量成正比例增加;吸附反应温度升高,活性炭、飞灰的吸附能力降低,这主要是由物理吸附的机理决定的。颗粒物理特性的差异成为飞灰与活性炭的吸附能力之差距的原因之一。另外,针对固定床吸附过程,建立了由质量平衡、传质过程以及吸附剂表面反应过程等综合决定的吸附动力学模型。模拟值与试验结果较吻合,因此该模型可用于某些待定影响因素的预测计算。     

燃用福建无烟煤CFB锅炉二次风率和上下二次风比的工业型试验

为研究燃烧福建煤CFB锅炉的最佳经济运行数据,通过对DG75/3.82-11型CFB锅炉进行了工业热态试验,测试二次风率和上下二次风比变化对锅炉运行经济性和环保特性的影响,结果发现:⑴维持过量空气系数和上、下二次风门开度不变,随着二次风率的增加,飞灰含碳量先下降后缓慢上升,炉渣含碳量小幅增加,灰渣比逐步减少且减幅收窄,CO排放浓度先减低再缓慢升高但变化量不大,SO2排放浓度略有升高,NOx排放浓度降低并趋于稳定;⑵保持过量空气系数和二次风率不变,随着上下二次风比的增加,飞灰含碳量先降低后缓慢升高,炉渣含碳量略有上升,灰渣比减少,SO2排放浓度小幅上升,NOx排放浓度降低;⑶过量空气系数较大时,对应的飞灰含碳量和炉渣含碳量较低,灰渣比较小,SO2排放浓度较小,NOx排放浓度较大。试验表明:对于燃用福建无烟煤的CFB锅炉,存在最佳二次风率和最佳上下二次风比,可使飞灰含碳量、炉渣含碳量、灰渣比等参数最佳,CO排放浓度、NOx排放浓度和SO2排放浓度也在合理的范围内。并经运行实践证明:保持二次风率在0.39～0.44、过量空气系数在1.25～1.30、上下二次风比为1.0～1.2之间,CFB锅炉的运行经济性和环保特性均可得到有效的保证。     

国华三河电厂飞灰基改性吸附剂脱汞技术研究

为了实现高效绿色发电、减少汞污染的排放,按照国家环保部《关于开展燃煤电厂大气汞污染控制试点工作的通知》要求,国华三河电厂在汞污染物排放浓度测试基础上,开展飞灰基吸附剂喷射脱汞技术试验。通过试验,验证飞灰基吸附剂喷射脱汞技术是可行的,是一种高效脱汞技术,能够在现有环保设施（脱硫、脱硝、除尘）联合脱汞基础上进一步降低烟气中汞排放浓度30%~50%,使综合脱除效率可达75%~90%,烟气中汞气体排放浓度远低于国家标准值,具有推广应用价值。     

电厂烟气低浓度CO2的粉煤灰直接液相矿化技术

以粉煤灰为原料采用直接液相法矿化封存燃煤电厂烟气中CO2是一种适合我国国情的新型CO2捕集与利用一体化技术。本文考察了粉煤灰物相组成、温度、固液比、气速、压力等工艺条件对矿化反应的影响,采用X射线粉末衍射、热重分析等手段研究了温和条件下粉煤灰的矿化反应机制。研究表明,增大悬浮液固液比能够有效增加CO2捕集能力但是会降低钙的转化率;烟气流速超过一定值后,CO2溶解成为决速步,Ca转化率达到饱和;温度对矿化反应有重要影响,对工艺温度条件的研究是进一步提高矿化反应效果的关键。当反应条件为温度60 ℃、固液比100 g/L、烟气流速350 mL/min时,北京粉煤灰对CO2的封存能力达到最大值（66 kg CO2/t粉煤灰,?Ca=50.86%）。基于该技术设计了5万t/a CO2直接液相矿化装置,估算了设备投资和运行成本。与国外采用天然矿石原料的CO2矿化技术相比,该技术反应条件更加温和,同时实现粉煤灰利用与温室气体减排,技术前景广阔,对我国未来实行碳中和目标具有价值。     

湿法烟气脱硫装置和静电除尘器联合脱除烟气中汞的试验研究

采用国际上通用的安大略方法(Ontario hydro method,OHM)对某燃煤电站静电除尘器(electrostatic precipitator,ESP)和湿法烟气脱硫装置(wet flue gas desulphurization,WFGD)前、后的烟气进行采样,应用美国环境总署(enviroment protection agency,EPA)标准方法测定了烟气中Hg0、Hg2+和HgP的浓度,应用全自动汞分析仪DMA80测定固体样品(煤、底灰、ESP飞灰、脱硫产物)中的汞浓度。由汞平衡得出各个环节中的汞所占的份额,分析了ESP和WFGD对烟气中汞的脱除性能。实验结果表明：此燃煤电站烟气中的汞主要以Hg0形态存在,所占份额均大于80%,Hg2+的份额小于20%,ESP可以有效脱除HgP且部分Hg0被氧化为Hg2+。WFGD装置对总汞的脱除率和Hg2+的吸附率均为零,研究发现烟气中大于50%的Hg2+经过WFGD装置后被还原为Hg0。电厂底渣和飞灰中汞的富集因子均小于1,脱硫产物中汞的富集因子均大于1,表明在此电厂中汞在底渣和飞灰中是耗尽的,在脱硫产物中是富集的。