美国火电厂排放控制技术综述

为降低火电厂排放物对环境的污染，美国采取一系列污染物排放控制措施，新增了许多脱硫，脱氮设备，并对现有的环保设施进行了改造，文中重点对美国应用的布袋式除尘器，低氮氧化物燃烧器，锅炉燃烧优化控制软件，选择性催化还原技术，新型燃气轮机燃烧器，多种污染物测试及除污技术等做了详细介绍，并对应用效果做了评述。     

美国燃煤电厂汞排放控制新技术试验

美国总统“清洁天空计划”提出到2018年将汞排放减少69％，使美国燃煤电厂开始第一次面对排汞控制问题，能源部(DOE)为此选择了8项新的试验项目，试验电厂的排汞控制技术。另外，能源部计划长期大规模地对富有发展前景的排汞控制技术进行试验，尤其在燃烧褐煤和装有较小型静电除尘器的燃煤电厂展开试验，收集有关清除汞的效果和成本的重要数据，并分析对电厂运行的潜在影响。     

中国燃煤电厂汞排放规律

燃煤是最大的人为汞排放源之一,燃煤电厂的汞排放控制问题也越来越为人们所关注。该文将目前公布的中国电厂的汞排放数据进行筛选汇总,得到18个电厂的汞排放数据,通过对比和分析,总结出了符合我国燃煤电厂特点的一般性汞排放规律。结果表明：与美国煤种相比,我国的燃煤具有低氯、高灰的特性,这不利于汞的排放控制;循环流化床燃烧可能会因燃尽率的不同而较煤粉炉燃烧易获得较高的HgP;空气污染控制设备的使用能够有效地减少汞排放,选择性催化还原+静电除尘器/布袋除尘器+石灰石?石膏湿法脱硫(SCR+ESP/FF+WFGD)组合的平均脱汞率可达71.48%;SCR 的大规模应用可能会将汞大量转移到飞灰和脱硫石膏中,带来二次污染的问题。     

燃煤电厂汞排放的控制技术研究

介绍了燃煤汞排放的现状、汞排放引起的危害及现行控制标准.结合目前对汞排放控制的最新技术,提出了改善燃煤汞排放的建议.     

火电厂汞污染控制对策探讨

介绍燃煤汞污染现状和汞排放形态、特征及其大气排放标准。分析了我国燃煤电厂汞污染控制面临的问题。结合我国汞大气排放的新标准,从管理和技术方面提出了相应的对策。同时介绍了国内外燃煤电厂汞排放的控制措施：① 采用清洁燃煤发电技术,推进机组节能减排;② 充分利用现有非汞污控设施实现协同控制;③ 开展单项脱汞技术研究与示范,其涉及煤基添加剂、炉膛喷射、吸附剂喷射、吸收塔稳定剂、脱硫废水络合剂等技术;④ 几种国外新型汞联合脱除技术。     

脱汞催化剂对燃煤电厂汞排放特性的试验研究

江西某电厂700 MW机组锅炉SCR加装了脱汞催化剂,为了比较加装脱汞催化剂前后对环保控制设备协同脱除烟气汞的效果,通过对该机组锅炉脱汞催化剂投入前后烟气中汞含量的测定,分析了脱汞催化剂投入前后汞排放的形态分布。结果表明:脱汞催化剂投入后,汞氧化率由49.64%上升为81.67%。WFGD对总汞的脱汞效率由63.52%上升为82.93%,机组汞排放含量由7.78μg/m~3下降为3.98μg/m~3,降幅达48.84%。脱汞催化剂投运对于烟气汞的脱除效率有明显效果。对比OHM法和30B法测试结果,发现两种方法对总汞的测试准确性较好,对氧化态汞和单质汞测试偏差不大。     

燃煤发电机组超低排放改造前后汞排放规律对比研究

采用安大略法（Ontario hydro method,OHM）对2台超低排放改造机组排放的烟气汞进行了采样检测,并将测试数据与改造前的测试数据进行了对比分析。试验结果表明：2台机组排口总汞浓度分别为2.31、4.22 μg/m³,远低于国内现行标准。汞排放因子由改造前的1.76和3.13 g/TJ下降为0.83和2.17 g/TJ,降幅分别为52.84%和30.67%。改造后SCR+DESP+WFGD+WESP组合环保设施的总汞脱除效率分别为87.91%、82.27%,相较于改造前SCR+DESP+WFGD的组合效率69.57%、65.61%,效率绝对值分别提升了18.34、16.66个百分点。研究表明：改造提高了SCR对单质汞的氧化率,强化了WFGD对氧化汞和颗粒汞的捕集能力,新增设的WESP表现出对氧化汞和单质汞的协同脱除能力。另外,提高SCR流场均匀性、加强催化剂维护、抑制WFGD中氧化汞的再还原等能有效保障现有环保设施协同脱汞能力。     

美国火电厂烟气排放限值及控制技术

美国火电厂烟气排放限值及控制技术在过去的37年内不断发展进步.受限制的排放物越来越多,而且对每种污染物的限值日益严格.总结了当今美国使用的排放限值及控制技术,并展望了未来的排放限值及潜在的排放控制技术.     

燃煤发电机组超低排放改造前后汞排放规律对比研究

采用安大略法（Ontario hydro method,OHM）对2台超低排放改造机组排放的烟气汞进行了采样检测,并将测试数据与改造前的测试数据进行了对比分析。试验结果表明：2台机组排口总汞浓度分别为2.31、4.22 μg/m³,远低于国内现行标准。汞排放因子由改造前的1.76和3.13 g/TJ下降为0.83和2.17 g/TJ,降幅分别为52.84%和30.67%。改造后SCR+DESP+WFGD+WESP组合环保设施的总汞脱除效率分别为87.91%、82.27%,相较于改造前SCR+DESP+WFGD的组合效率69.57%、65.61%,效率绝对值分别提升了18.34、16.66个百分点。研究表明：改造提高了SCR对单质汞的氧化率,强化了WFGD对氧化汞和颗粒汞的捕集能力,新增设的WESP表现出对氧化汞和单质汞的协同脱除能力。另外,提高SCR流场均匀性、加强催化剂维护、抑制WFGD中氧化汞的再还原等能有效保障现有环保设施协同脱汞能力。     

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。     

国内典型燃煤电厂大气汞排放特性分析

燃煤电厂是我国最主要的人为汞污染源,新的《火电厂大气污染物排放标准》对燃煤电厂汞排放控制提出了明确要求,现有的污染控制设备对烟气中的汞有一定的协同脱除效果。通过对国内6个典型燃煤电厂汞排放测试结果进行分析,得出现阶段燃煤电厂配置条件下汞的排放特性。结果表明:SCR对烟气中总汞的减排作用不明显,但能促使Hg0氧化成易脱除的Hg2+和Hgp;ESP可以脱除几乎全部的Hgp,其协同脱汞效率在6.07%～46.41%之间,平均脱汞效率为23.58%;WFGD对Hg2+和总汞的协同脱除效率分别为78.99%、42.09%,经过WFGD后约有86.07%的Hg0排入大气;ESP+WFGD的平均脱汞效率为56.4%。燃煤烟气中的汞经过协同控制后,可以满足国家规定的排放标准要求。     

汞排放控制的基础技术及其应用

介绍美国电科院（EPRI）与美国能源部国家能源技术实验室（DOE-NETL）联合进行的电厂排汞控制技术研究项目。研究涉及所有污染物排放控制基础技术的综合利用，并示出排汞控制效果、成本及潜在的负面影响。该篇为综述性介绍，下期将系列详细报道具体项目的研究情况。     

超低排放电厂脱硫及湿式电除尘废水中汞排放分析

为达到烟气超低排放目的,神华国华三河发电有限责任公司300 MW亚临界自然循环燃煤机组实施了一系列改造项目,如低氮燃烧器改造,SCR脱硝改造,新增低低温省煤器,静电除尘器高频电源改造,湿法脱硫塔脱硫提效并增加管式除雾器,新增湿式静电除尘器等。为研究超低排放改造后脱硫废水及湿式静电除尘器废水中汞浓度变化,以该机组为研究对象,取样分析了脱硫塔、湿式电除尘器补充水及排放废水中汞含量。研究结果表明：由于燃煤、石灰石及补充水中汞含量较低,实验期间该超低排放改造电厂脱硫废水及湿式电除尘器废水中汞含量均较低,分别为0.140~0.468 μg/L和0.094~0.102 μg/L;脱硫塔所排52 m³/h废水中汞增加量为1.75~5.50 mg;湿式电除尘器所排废水中汞含量没有明显变化。     

燃煤电厂污染控制设备脱汞效果及汞排放特性试验

为了解燃煤电厂汞的排放规律以及现有的污染控制设备对烟气中汞的协同脱除效果,采用安大略法对江西省内4台机组进行汞排放及控制试验研究,得到现阶段燃煤电厂配置条件下汞的排放特性。研究结果表明：未投入汞氧化剂的机组污染控制设备协同脱汞效率在69.01%~75.63%,投入汞氧化剂的机组脱汞效率可达89.69%;SCR脱硝装置对烟气总汞的减排效果不明显,但能促使Hg⁰成为易于脱除的Hg²⁺和颗粒态汞,机组投入汞氧化剂后可大幅提高Hg⁰氧化为Hg²⁺的比率;除尘器可以脱除全部的颗粒态汞,其协同脱汞效率平均值为24.37%;湿式脱硫系统对Hg²⁺的脱除效率为88.39%;烟气经过脱硝、除尘、湿式脱硫装置后,最终排放气体中汞的质量浓度在3.91~8.89 μg/m³,远小于国家排放标准限值。     

煤燃烧过程中汞排放的模拟

由于化学动力学数据的缺乏及其它因素，目前对于燃烧中汞的排放和转变机理的研究主要局限于化学热力学计算和试验研究。该文在CFD、化学热力学计算的基础上用数学模型预测了煤燃烧过程中汞的分布及排放，在模型中考虑了气态汞与烟气组分或其它化合物的化学反应、气态汞的冷凝以及颗粒物的气溶胶动力学等因素的影响。最后对实验室台架上的煤粉燃烧进行数值计算，得到的汞在灰中富集因子与试验结果比较吻合。     

循环流化床锅炉汞排放及控制试验研究

使用自行设计的燃煤烟气汞形态测量装置，在燃烧石煤的循环流化床锅炉上进行了汞排放及其控制试验研究。试验结果表明：静电除尘器对汞的排放有一定的控制作用，除尘器后烟气中汞的含量明显低于除尘器前；烟气经过除尘器后汞的形态分布变化较大，排入大气的汞主要为单质态汞；燃煤中添加石灰石后，使得烟气中的气态汞向固态汞转化，有利于汞的脱除。     

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。     

美国拟建燃煤无排放电站

为了提高煤炭环境性能,美国准备建造1座装机容量为2 75 MW的电站,这将是世界上第1座燃煤、无排放电站。除生产电力外,它还要封存二氧化碳并提供新的氢能源,这个项目在未来1 0年中将需投资1 0亿美元。这种电站以煤炭为原料,把煤炭转化为主要由氢和一氧化碳组成的合成气,合成气与蒸汽反应,生成更多的氢和浓缩的二氧化碳气流,再利用目前正在研究的一种新技术,将二氧化碳从氢中分离出来。被捕获的二氧化碳将全部永久封存在地质构造中。储存地点建造在石油和天然气层的采空层、不可开采的煤层和玄武岩层。美国拟建燃煤无排放电站$华北电力科学研…     

我国典型电站燃煤锅炉汞排放量估算

围绕电站燃煤汞排放量估算,建立了典型燃煤锅炉汞排放量估算模型。在实测的典型电站燃煤锅炉汞排放数据基础上,确定了典型燃煤锅炉系统各部分的汞影响系数Fij。同时,估算了典型电站燃煤锅炉汞的年排放量。我国100 MW机组典型燃煤锅炉总汞排放量在40~50 kg/a左右。当尾部烟气部位仅布置静电除尘器时气态汞比例高达80%左右;当静电除尘和湿法脱硫同时布置时,气态汞排放比例降低至30%左右;当选择性催化还原脱硝、静电除尘及湿法脱硫等装置联合使用时,气态汞的排放降低至总汞量的15%以下。