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%.     

褐煤在鼓泡流化床和循环流化床燃烧的汞迁移试验研究

对褐煤在小型电加热鼓泡流化床和小型电加热循环流化床中燃烧时的汞迁移特性进行了对比试验研究,重点考察了不同燃烧工况对汞迁移特性的影响。试验结果表明,炉膛温度和给煤量增加,鼓泡流化床和循环流化床的烟气总汞HgT均增加,飞灰颗粒汞含量Hg(p)均减少,并且循环流化床的烟气总汞HgT值均低于相同燃烧工况的鼓泡流化床值,循环流化床的飞灰颗粒汞含量Hg(p)值均高于相同燃烧工况的鼓泡流化床的值;流化风速增加,循环流化床的烟气总汞HgT减少,飞灰颗粒汞含量Hg(p)增加,鼓泡流化床烟气总汞HgT增加,飞灰颗粒汞含量Hg(p)减少。     

汞在燃煤固态产物中的富集规律及其影响因素

选取6个燃煤电厂对燃煤固态产物进行取样.使用DMA80全自动测汞仪分析固态产物的汞含量,并进一步得到了汞在燃煤固态产物中的富集因子.实验还对固态产物的未燃尽碳含量进行了测定.结果表明,汞在煤粉炉固态产物中有亏损的趋势,而流化床锅炉属低温燃烧,飞灰具有高含碳量和发达的孔隙结构,所以汞在灰中有富集的趋势.随着取样点接近烟道下游,温度降低,汞的富集因子增大,明显带有物理吸附的特征.烟气中汞在尾部烟道内的转化过程受动力学因素的限制.飞灰残碳的含量和反应活性是汞吸附的最主要影响因素,静电除尘器中第三电场灰的汞富集因子最高,具有高含碳量的一电场灰由于残碳反应活性的降低而未表现出更强的汞吸附能力.随着锅炉容量和机组负荷的增大,飞灰中汞的富集因子减小.     

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.     

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。     

电站燃煤锅炉飞灰特性对其吸附汞能力的影响

为了获得电站燃煤锅炉飞灰对汞的吸附特性,对电站煤粉锅炉和循环流化床锅炉2种燃烧方式下的飞灰进行了研究.通过分析孔隙结构、粒径和碳质量分数对飞灰吸附汞的影响,进一步探究飞灰对汞的吸附机理.结果表明:循环流化床锅炉的飞灰汞质量分数约为煤粉锅炉的10倍;飞灰中碳质量分数对飞灰吸附汞能力起促进作用;飞灰对汞的吸附能力与粒径大小有直接关系,随着飞灰粒径在24.5~362.5μm范围内增大,飞灰中汞质量分数呈现先增大后减小的趋势,在粒径77.5~106μm内出现峰值,约为560×10~(-9);汞质量分数较高的飞灰样品中4~6nm范围内的介孔含量较高,有利于飞灰对汞的吸附,且比表面积较比孔容积在汞吸附过程中发挥了更为重要的作用.     

燃煤汞形态分布和排放特性研究

概述了燃煤烟气中汞的形态(元素态,氧化态和颗粒态)分布规律,综述了烟气温度和组分、烟气中硫和氯元素、燃煤飞灰、除尘和脱硫设备对汞形态分布的影响规律。分析了煤气化和燃烧过程的气体产物中汞形态转化的条件,以及烟气中硫和氯元素对汞排放的影响。指出除尘和脱硫设备的应用能有效地促使元素汞向氧化汞的转化,并提高汞的脱除效率。     

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.     

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.     

燃煤电站飞灰对汞的氧化和捕获的研究进展

综述了燃煤电站飞灰对汞的氧化和捕获的研究进展,简要介绍了煤燃烧过程中汞在飞灰中的富集规律,重点论述了飞灰本征特性(包括飞灰中未燃碳含量、岩相组分和微观结构形貌以及某些活性无机化学组分等)对飞灰脱汞性能的影响以及烟气化学组分(常规组分及HCl、SOx、NOx、Br等)对飞灰氧化和捕获汞的影响,最后提出了利用飞灰中磁珠颗粒进行脱汞的新思路.     

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。     

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     

温度和改性浓度对改性飞灰汞吸附性能的影响

采用机械力耦合NaBr的方法对燃煤飞灰进行机械化学改性。在固定床反应装置上研究了NaBr质量浓度及吸附温度对改性飞灰脱汞性能的影响。结果表明：改性飞灰的脱汞效率受NaBr溶液质量浓度和吸附温度的影响较为明显,脱汞效率随NaBr溶液质量浓度的增加而增加,同时吸附温度越高汞吸附性能越好;在350 ℃的吸附温度下,机械力耦合0.5%浓度的NaBr对汞几乎完全吸附;在机械力与NaBr的协同改性过程中,随着NaBr溶液质量浓度的增加,原始飞灰中粒径占比发生改变,飞灰表面破碎程度增大,飞灰部分表面官能团发生改变,产生了活性位点与新的活性官能团,从而增强了对汞的吸附性能,促进了对汞的吸附脱除。     

新型一体化半干法脱硫系统同时脱汞的试验研究与微观机理分析

对某台安装有新型一体化烟气脱硫(NID)系统的燃煤电站锅炉的煤、底渣、飞灰进行取样,测定了样品中汞的含量.并采用Ontario-Hydro 方法测定了 NID 系统前后烟气中汞的形态.利用比表面积及孔隙度分析仪、X衍射仪、扫描电镜和能谱仪对 NID 系统中各种灰的物理化学特性进行了分析,揭示了 NID 半干法脱硫系统同时脱除烟气中Hg的微观机理.结果表明:在 NID 半干法脱硫系统中,消石灰与飞灰可以充分混合,脱硫塔内飞灰循环倍率高,混合灰表面始终有新鲜的脱硫剂 Ca(OH)z,而且脱硫塔内有水合硅酸钙形成,颗粒团聚严重,对脱除烟气中的SO2 和 Hg 非常有利.NID 半干法脱硫系统对烟气中总汞的脱除效率高达86.6%～92.2%,对燃煤电站汞排放的控制效果显著.     

带SCR脱硝的燃煤锅炉汞排放状态及控制

使用符合美国Ontario-Hydro方法(OH法)标准的测汞设备,对某一电力集团某台安装了选择性催化还原烟气脱硝装置(SCR)的660MW燃煤机组锅炉进行了汞排放状态及控制的试验研究。结果表明:燃煤发电机组安装了SCR后,原煤中的汞主要被电除尘下的灰吸附,占77.65%,另外12.72%的汞在脱硫产物中,最后有9.6%的汞以烟气形式排放,而底渣中的汞含量非常少。     

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.     

超低排放机组协同脱汞效益研究

采用安大略法对3台典型工艺路线的机组烟气汞浓度进行测试,研究超低排放机组汞排放水平和电除尘器、高效湿法脱硫装置、湿式电除尘器及烟气冷却器等污染物控制设备的协同脱汞效果.研究结果表明:超低排放改造后,燃用低汞煤的机组汞排放浓度为1.06～3.13μg/m3,总汞脱除效率为67.9％～88.7％;电除尘器的总汞脱除效率为2...     

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。     

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.     

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...