燃煤电厂现有烟气净化设备脱汞特性分析

为了解某燃烧褐煤电厂现有脱硫、脱硝、除尘器等烟气净化设备对汞的脱除特性。采用安大略法(OHM法)和冷原子吸收光谱分析法测试了该电厂褐煤燃烧过程以及烟气排放中的零价汞(Hg0)、氧化态汞(Hg2+)、颗粒态汞(Hgp)和总汞(HgT)的质量浓度。结果表明:选择性催化还原脱硝设备对汞的脱除效果不明显;除尘器对于颗粒态汞具有一定的脱除作用;脱硫设备主要脱除烟气中的氧化态汞;电厂现有设备对汞的脱除率仅为33.94%。     

低温等离子体促进烟气中单质汞氧化的特性分析

建立了实验室规模的低温等离子体氧化单质汞效能测定系统。实验研究了在介质阻挡放电所产生的低温等离子体条件下,烟气中主要成分对单质汞氧化的影响规律。实验结果表明:低温等离子体对烟气中单质汞均可达到较高的氧化效率;O2和H2O单组分可显著促进单质汞的氧化,1.5%的O2和4%的H2O分别可以获得97.4%和92.5%以上的单质汞氧化效率,电离产生的O、O3、OH等具有氧化性的活性粒子起到了重要作用;CO2的存在会增加烟气的还原性氛围,对单质汞的氧化具有不利影响;在Hg/N2/O2/CO2/H2O复杂烟气氛围下,由于活性基团相互之间的制约,单质汞的氧化率平均为75%,在烟气中添加少量的HCl会明显提高单质汞的氧化率。提出了在等离子体条件下HCl离解并氧化单质汞的机制。     

Fenton氧化法烟气脱硝实验

以Fenton溶液为吸收剂,在自制的鼓泡反应器内进行了Fenton氧化法烟气脱硝初步实验,研究了Fenton试剂氧化法烟气脱硝的可能性,考察了H2O2溶液质量分数、FeSO4.7H2O投加量、溶液pH值、模拟烟气流量和模拟烟气成分等因素对烟气脱硝效率的影响,提出了烟气中NO先被羟基自由基氧化,而后被吸收液吸收的脱除机理。结果表明,在实验条件下,Fenton试剂对模拟烟气中的NO有一定的脱除效果,烟气含氧质量分数对脱除效率无明显影响,但脱硝率随烟气流量的增大而显著下降,H2O2溶液质量分数、FeSO4.7H2O投加量、溶液pH值存在最佳值,最佳实验条件下NO的脱除效率可达50%左右,脱硝产物主要为NO-3。     

富氧燃烧气氛中H_2O和HCl对Hg~0氧化的影响

充分了解富氧燃烧气氛下汞析出形态规律,特别是明确富氧煤燃烧气氛下高H_2O和HCl含量对烟气中主要的氧化性组分Cl/Cl_2的作用,以及反应产物和组分与元素汞(Hg~0)间的相互影响规律,是富氧燃烧等新型燃烧技术背景下汞控制问题的关键。通过模拟富氧燃烧气氛实验装置,研究了燃烧温度、燃烧气氛中HCl和H_2O(g)含量对烟气中Hg~0氧化的影响。结果表明:运行温度、HCl含量与氧化性Cl/Cl_2的生成与Hg~0的氧化有较强的正相关性;模拟烟气温度越高,HCl含量越多,烟气中氧化性Cl/Cl_2生成越多,Hg~0就越容易被氧化;烟气中H_2O对Hg~0的氧化有抑制作用;HCl可改善H_2O的抑制作用,但是温度越高,H_2O的抑制作用越明显。     

一种改性选择性催化还原催化剂及其对零价汞的催化氧化性能

利用溶液浸渍法制备了一种氯化铜改性的选择性催化还原(SCR)催化剂(Cu Cl2/SCR)。用X射线衍射(XRD)和X射线荧光光谱分析(XRF)等对Cu Cl2/SCR催化剂的结构进行了表征,在自制的催化剂活性实验台上,用模拟烟气对催化剂Hg0的催化氧化性能进行了研究。结果表明:催化剂中的Cu Cl2在高温(HCl+O2)气氛中能"可逆"释放活性氯;Cu Cl2的引入显著提高了催化剂在低氯烟气(HCl浓度在0~81.5 mg/m3)中对Hg0的催化氧化效率;Hg0的氧化率随烟气中HCl浓度和催化剂中Cu Cl2负载量的增加而增加;烟气中的NH3和SO2能阻止Hg0在催化剂表面的吸附,导致Cu Cl2/SCR催化剂在SCR条件下对Hg0的催化氧化效率较纯氧化条件有所降低,但Cu Cl2/SCR仍保持了较高的Hg0催化氧化效率(可高达98%);Cu Cl2/SCR催化氧化Hg0的机制为Mars-Maessen机制。Cu Cl2/SCR兼具较高的脱硝性能和Hg0氧化性,可用于低氯燃煤烟气同时脱硝脱汞。     

商业V2O5-WO3/TiO2催化剂SCR脱硝过程中PM2.5的排放特性及影响因素研究

针对V2O5-WO3/Ti O2商用催化剂,采用电称低压冲击器(ELPI)、PM10/PM2.5采样器、X-射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜-能谱分析(FSEM-EDX)等对SCR烟气脱硝中形成的细颗粒粒径分布、形貌、元素及物相组成进行了测试分析,并研究了烟气组分及反应条件对SCR脱硝系统出口细颗粒物性的影响。结果表明,SCR脱硝过程中会形成不少亚微米级颗粒,主要成分为硫酸铵以及硫酸氢氨,晶型呈块状。细颗粒生成量随反应温度的升高和NH3/NO摩尔比的增加而增加,在脱硝效率较高时,颗粒物形成量也趋于增多;烟气中SO2、H2O和O2浓度的增加均会导致细颗粒物形成量的增加。导致细颗粒物产生的主要原因可归结于催化剂的活性组分对SO2的氧化以及SCR脱硝反应中NH3的逃逸。     

臭氧氧化烟气脱硝工艺技术路线探讨

利用臭氧氧化烟气中难溶性的NO为可溶性的NO2、NO3、N2O5等氮氧化物,结合相应的吸收剂可实现烟气脱硝。本文介绍了臭氧氧化脱硝机理,分析了水吸收、钙基溶液吸收、氨水溶液吸收及强碱溶液吸收四种工艺的优点和缺陷,为臭氧氧化烟气脱硝工艺研发及今后工程实践提供参考。     

燃煤烟气常规污染物净化设施协同控制汞的研究

采用Ontario Hydro方法对国内20个典型燃煤电厂选择性催化还原脱硝(selective catalytic reduction denitrification,SCR)系统、除尘系统(静电除尘器electrostatic precipitator,ESP)、布袋除尘器(fabric filter,FF)、湿法烟气脱硫系统(wet flue gas desulfurization,WFGD)前后烟气汞的形态和浓度进行测试,研究电厂常规污染物控制设施对烟气汞的形态转化及协同控制作用。结果表明,SCR对烟气中总汞的减排效果不明显,但促进了Hg0向Hg2+的转变;SCR催化氧化Hg0与煤中的氯含量成正相关性,NH3对SCR催化氧化Hg0具有抑制作用。ESP/FF对烟气中汞的影响主要体现在对Hgp的协同脱除上,FF的脱汞效率高于ESP的脱汞效率,循环流化床锅炉配置ESP的脱汞效果高于煤粉炉配置ESP的脱汞效果。WFGD对汞的脱除依赖于烟气中Hg2+的比例,随着液气比(L/G)、pH的增加,WFGD脱汞效率逐渐增加。SCR促进了ESP、WFGD的脱汞效果,对于配置SCR+ESP+WFGD的燃煤电厂,对烟气汞的排放具有很好的协同控制能力。     

飞灰各组分对汞形态转化的影响

以厦门嵩屿燃煤电厂第一电除尘机组前采集的飞灰为样品,筛选出不同粒径的飞灰,采用X射线衍射对样品进行成分检测。建立模拟烟气实验台,采用Ontario Hydro方法作为检测方法,对不同粒径、飞灰成分、烟气组分条件下,烟气中影响汞氧化的因素进行实验研究。结果表明:飞灰的成分主要包括Al2O3、SiO2、MgO、CaO、Fe2O3,飞灰各组分对汞的氧化都具有促进作用,效果较为明显的是Al2O3和CaO。分析大中小3种粒径对汞氧化的影响,得出大粒径飞灰更能促进汞的氧化。同时也验证了气体组分中O2和HCl对汞氧化的促进作用。     

改性粉煤灰吸收剂对单质汞的脱除研究

利用粉煤灰、石灰和少量氧化性添加剂制备了不含添加剂和含有不同添加剂的高活性吸收剂A、M和N,含氧化性添加剂的吸收剂外覆一层氧化性活性物质,具有催化氧化性能。利用汞蒸气发生器产生的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同时脱硫脱硝脱汞的实验研究。实验结果表明,吸收剂A的脱硫脱硝和脱汞效率分别为84%,0%和18%;吸收剂M对3种污染物脱除效率分别为86%,64%和39%;吸收剂N对3种污染物脱除效率分别为100%,98%和43%。改性后的粉煤灰吸收剂M和N具有较好的同时脱硫脱硝和脱汞性能,其中N更为理想。     

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。     

炭基负载V_2O_5脱硝催化剂低温脱硝性能

采用固定床反应器考察了在不同烟气条件下活性炭负载V2O5(V2O5/AC)脱硝催化剂的低温SCR脱硝性能。结果表明:活性炭负载V2O5后吸附NO的能力有所提升,吸附NH3的能力显著增强;所制备的V2O5/AC催化剂可在250℃、空速36 000L/(kg·h)的条件下表现出高达90%的脱硝效率,虽然继续升高温度能够进一步提高脱硝效率,但也会造成活性炭的烧蚀;当模拟烟气中加入H2O时会导致催化剂脱硝性能的下降。暂态响应实验结果表明O2的存在是SCR脱硝反应连续进行的必要条件。     

改性碳纳米管对富氧燃烧烟气中单质汞的催化氧化特性

研究了一种钼改性载锰碳纳米管(Mn-Mo/CNT)低温汞氧化催化剂在富氧燃烧烟气中对单质汞的催化氧化效果。结果表明:由于CO_2会使催化剂表面的活性锰成分碳酸盐化,因此CO_2体积分数过高会强烈抑制该催化剂对汞的氧化;富氧烟气中SO_2体积分数过高则会促进催化剂对单质汞的氧化,但是SO_2的存在并没有完全消除CO_2的影响;H_2O体积分数较高不会对催化剂氧化汞的效果造成明显影响;由于催化剂对HCl比对CO_2的吸附能力更强,因此富氧燃烧烟气中仅存的少量HCl可完全消除CO_2对催化剂氧化汞造成的不利影响。     

燃煤烟气中零价汞的催化氧化理论研究进展

汞是燃煤锅炉烟气重金属污染元素之一,主要存在形态为零价汞(Hg⁰)、氧化态汞(Hg²⁺)和颗粒态汞(Hg_p),其中Hg⁰难以去除,通常需将其氧化为较易脱除的Hg²⁺后再脱除;催化剂可以促进Hg⁰的氧化,按照催化剂来源与功能的不同,将其分为3类,即燃煤飞灰、常规Hg⁰氧化催化剂及联合脱硝脱汞催化剂,综述了Hg⁰在不同催化剂作用下发生氧化反应的密度泛函理论(DFT)研究现状;对各种催化剂表面Hg⁰的吸附以及氧化反应机理进行了总结并比较了一些相近研究的内容与结果;指出了现有研究的不足,提出了Hg⁰氧化剂DFT理论计算研究今后的发展趋势。     

TiO2-硅酸铝纤维纳米复合材料光催化脱硫脱硝脱汞的实验研究

使用溶胶凝胶法以硅酸铝纤维为载体制备纳米TiO2复合材料,利用X射线衍射仪及场发射扫描电镜对其进行表征.在波长为253.7nm的紫外光照射下使用复合材料脱除模拟燃煤烟气中的SO2,NO和元素Hg,考察了此复合材料的脱硫、脱硝和脱汞效率,以及试验工况对脱除效率的影响.研究结果表明硅酸铝纤维上负载的纳米TiO2主要为锐钛矿相,粒径在20nm左右.光催化脱硫、脱硝和脱汞效率达到37%、40%和84%.SO2和NO的浓度增加,其光催化脱除效率降低,烟气中低浓度的SO2对NO的脱除起促进作用,而在较高的浓度范围内会抑制光催化脱硝效率;同样随着烟气中NO浓度的逐渐增加,对光催化脱硫也表现出先促进后抑制的作用.温度对光催化氧化有抑制作用,纳米复合材料的脱硫脱硝脱汞效率均随着反应温度的升高而降低.     

燃煤锅炉烟气脱汞技术研究进展

综述现有污染物控制设备脱汞,如除尘、脱硫、脱硝装置脱汞,入炉煤添加剂脱汞,吸附剂吸附脱汞,氧化脱汞和锅炉运行参数优化脱汞等5类燃煤锅炉烟气脱汞技术的研究进展及发展现状,分析卤素、HCl、烟气成分等因素对脱汞效率的影响,并对5种技术方案的脱汞效率及技术优缺点进行比较.结果表明,对于已装备除尘、脱硫或选择性催化还原(SCR)装置的锅炉,利用现有设备协同脱汞最为经济;入炉煤添加脱汞剂,吸附剂脱汞和氧化脱汞效率较高,是脱汞技术发展的方向.     

低温催化复合功能滤料脱硝协同脱汞性能研究

以表面活性剂十二烷基硫酸钠对聚苯硫醚(PPS)滤料进行表面活化预改性处理,采用浸渍-低温煅烧法、涂覆法和原位生成法制备低温脱硝协同脱汞复合功能滤料,在模拟烟气固定床系统中对比考察了活性组分摩尔比及反应温度对复合滤料双效催化性能的影响及机理。结果表明:在φ(O_2)=5%、w(NO)=500×10~(-6)、w(NH_3)=500×10~(-6)和过滤风速1 m/min条件下,原位生成法制得的PPS复合滤料(IS-N/PPS)表现出更加优异的的脱硝协同汞氧化性能;复合滤料双效催化性能随活性组分摩尔比及反应温度的升高均呈先增后降趋势,其中在摩尔比0.9和反应温度170℃下,IS-N/PPS的脱硝和汞氧化效率同时达到最高值,分别为89%和94.5%。     

燃煤烟气脱硝喷卤素协同脱汞效果评估

为进一步降低现有燃煤机组烟气污染物排放质量浓度,实现大气污染物的协同深度治理,选取现役的选择性催化还原（SCR）催化剂作为研究对象,对不同条件下HCl/HBr等卤素成分对现役SCR催化剂脱硝协同汞氧化效果进行实验研究,并设计卤素溶液喷射系统,依据实验室研究结果,在现场脱硝过程中进行了不同浓度NH4Cl/NH4Br溶液喷射的工程应用与试验。结果表明:脱硝过程合理添加NH4Cl或NH4Br溶液均可有效提高现役SCR脱硝催化剂对单质汞氧化能力,HCl/HBr共同作用可以提高单一HCl在SCR催化剂表面对单质汞的氧化效果,进一步通过脱硝、下游脱硫、除尘等环保设施实现汞污染物的高效协同脱除。     

同时脱硫脱硝脱汞技术研究概述

针对火电厂烟气中SO2、NOx和Hg的污染,介绍协同控制方法,综述了近年来以电子束、低温等离子体放电、光催化氧化、烟气循环流化床和微波辐射为主的同时脱硫脱硝及同时脱硫脱硝脱汞技术的研究与进展.根据这些技术的研究现状,指出应加快复合吸收剂和新型低能耗反应器的研制,以使多污染物协同控制方法在电厂得到推广应用.     

H_2O_2氧化体系在燃煤锅炉烟气净化中的应用研究进展

介绍了H_2O_2氧化体系在燃煤锅炉烟气多种污染物一体化脱除技术中的反应机理及应用研究进展,对芬顿体系或类芬顿体系的液相氧化、类气相均相氧化和非均相催化活化在燃煤锅炉烟气脱硫、脱硝、脱汞上的应用进行了详细讨论,并分析了紫外线、添加剂等辅助手段和催化剂分别对均相和非均相氧化体系的影响规律及作用机理,最后根据燃煤烟气治理技术的研究进展及燃煤烟气多种污染物一体化脱除技术的发展需要,提出研发活化H_2O_2催化剂和添加剂是今后燃煤锅炉烟气净化的重要研究方向。