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。     

高汞煤循环流化床锅炉汞的迁移转化及飞灰吸附特性研究

为研究我国西南地区燃用高汞煤工业循环流化床（CFB）锅炉中汞的迁移转化特性以及飞灰对汞的吸附特性,使用LumexRA-915M汞在线分析仪对锅炉烟道不同位置烟气进行在线监测,同时对入炉煤、底渣、飞灰、脱硫浆液、脱硫废水等进行取样分析。结果表明:除尘器前烟气中的汞超过87%富集于飞灰中,底渣中汞仅占0.07%,飞灰对汞的富集主要归因于其未燃尽碳（UBC）含量、矿物组成及孔隙结构;锅炉所配备的布袋除尘器和湿法脱硫设备的除汞效率分别为91.19%和51.49%,最终排往大气的烟气汞质量浓度仅为3.43 μg/m3,高汞煤在CFB内燃烧汞排放达到了国家排放要求。此外,发现不同粒径下飞灰汞含量与UBC含量有相同趋势,而且飞灰中汞主要富集在飞灰表面并主要是以HgO和Hg0的形式存在。     

现有烟气污染控制设备脱汞技术

介绍了利用现有设备实现烟气脱汞的相关技术.基于布袋除尘器或静电除尘器喷入改性活性炭技术可以去除95%的汞,但存在活性炭价格昂贵的缺点.湿式脱硫(WFGD)可在实现烟气脱硫的同时去除80%～95%的Hg2+,但对Hg0吸收不理想,可通过加入氧化剂加以改善.选择性催化还原法(SCR)可促进Hg0氧化从而增加WFGD对汞的去除效率.认为改进WFGD吸收系统实现同时脱硫脱汞是具有前景的烟气污染控制技术.     

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。     

350 MW低热值煤CFB机组掺烧城市污泥的汞排放与迁移特性

以350 MW烟气超低排放低热值煤CFB机组掺烧城市污泥为案例,在稳定运行工况下,采用美国环保署推荐的EPA-Method-29方法对布袋除尘器和湿法脱硫塔后烟气进行现场取样,分析结果表明,掺烧污泥后脱硫塔出口的烟气中汞含量低于1.4μg/m~3,远远小于现行燃煤机组及污泥耦合电厂的国标或地标中30μg/m~3的限制。入炉燃料中汞燃烧后主要富集于飞灰中,随着机组负荷和燃烧效率变化,飞灰中汞含量在415 ng/g～1623 ng/g之间波动,底渣中汞含量在6 ng/g以下,脱硫石膏浆液对汞的富集作用介于底渣和飞灰之间。     

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。     

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。     

1000 MW超低排放机组Hg迁移特性

为研究国内某燃煤电厂1 000 MW超低排放机组中汞（Hg）的排放特性,采用EPA Method 30B对机组不同位置的烟气进行平行取样,同时对原煤、底渣、飞灰、脱硫废水以及湿式电除尘器（WESP）废水等也进行了取样分析。结果表明:Hg的质量平衡率为96.65%,在可接受范围内;燃煤烟气中的Hg主要以颗粒态汞（HgP）、气态二价汞（Hg2+）以及气态单质汞（Hg0）3种形态存在;选择性催化还原（SCR）脱硝系统对Hg0的氧化率为43.81%;电除尘器（ESP）脱除烟气中汞的能力体现在对HgP的脱除,其对HgP的脱除效率为98.88%;湿法脱硫装置（WFGD）对Hg2+具有极佳的脱除效果,脱除效率达到98.10%;各污染物控制装置（APCDs）对总汞（HgT）的脱除效率按高低顺序排列为WFGD（60.13%）、WESP（40.00%）、ESP（38.95%）,整个系统对HgT的脱除效率为87.23%;最终排放烟气中的HgT质量浓度为1.89 ?g/m3,达到我国环保部规定的排放限值。     

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.     

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。     

燃煤电厂烟气汞减排技术研究与实践

为掌握燃煤电厂烟气汞排放的控制技术,三河电厂在300 MW燃煤机组上开展了烟气汞减排技术的研究,开展炉前煤中添加溴化钙脱汞、静电除尘器前喷射活性炭脱汞、溴化钙添加与普通活性炭协同脱汞和静电除尘器前喷射改性飞灰脱汞等4种脱汞技术研究。研究结果显示,各种脱汞技术都有较好的脱汞效率;入炉煤添加溴化钙脱汞效率达到77.5%,运行费用最低;静电除尘器前喷射溴化活性炭脱汞技术脱汞效率可达到92.6%,运行成本最高。     

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。     

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。     

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。     

烟气脱汞技术研究进展

烟气脱汞技术包括吸附剂法、化学氧化法和利用现有设备与技术控制汞排放法3种.吸附剂法是目前最成熟的一种烟气脱汞技术,常用的脱汞吸附剂有活性炭类吸附剂、飞灰、钙基吸附剂、矿物类吸附剂以及各种新型吸附剂;化学氧化法主要包括光催化氧化、金属及金属氧化物催化氧化和选择性催化还原法等,是利用氧化剂或催化剂将烟气中的Hg0氧化成Hg2+后,再进行脱除;利用现有的袋式除尘设备能除去烟气中的Hgp,静电除尘器不但能除去Hgp,还能有效氧化吸附Hg0;湿法脱硫技术可去除Hg2+.     

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。     

氧化增效剂对湿法脱硫系统脱硫脱汞效率的影响

江西某电厂700 MW机组湿法脱硫系统(Wet Flue Gas Desulfurization,WFGD)添加了氧化增效剂,为了解氧化增效剂对WFGD系统脱硫脱汞效率的影响,对该机组进行了氧化增效剂的添加实验,分析增效剂对WFGD系统脱硫和脱汞效率的影响。结果表明:氧化催化剂投入后,WFGD系统的脱硫效率提高了4.31%,脱汞效率提高了10.94%,氧化增效剂提升了湿法脱硫装置的脱硫和脱汞效率,环保效果明显。     

新式整体半干法烟气脱硫技术的脱汞实验研究

选取某石化热电厂100 MW燃煤锅炉的新式整体脱硫工艺(novel integrated desulfurization,NID)半干法烟气脱硫装置为研究对象,对其入炉煤样、底渣、预除尘器灰、新鲜脱硫剂、循环脱硫混合灰和烟气等进行了取样分析研究,获得了汞排放浓度数据,得到了NID系统的汞平衡。实验结果表明NID半干法脱硫装置可以脱除高达86.6%~92.2%的汞,对燃煤电厂汞排放的控制效果明显。还采用激光粒度分析仪LS200对烟气中的飞灰、进入NID系统的新鲜脱硫剂和循环脱硫灰进行粒径分析,并初步解释了NID反应器的催化氧化和吸附脱汞机理。     

脱硫增效协同脱汞添加剂在吕四港电厂的应用

脱硫增效协同脱汞添加剂在吕四港电厂应用后,脱硫效率有了近2%～3%的提高,烟气中汞的脱除率在80%左右。并指出电厂在目前煤质情况下,烟气含汞量能够满足环保新标准排放要求,对于其他电厂在新标准适用时有借鉴意义。