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.     

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。     

燃煤电厂汞排放控制技术状况

概述了煤中汞的分布特征,煤燃烧过程中汞的迁移转化,燃煤电厂烟气中汞的一般测定方法及现有燃煤电厂汞排放的控制技术。     

氯、氟离子对烟气中汞形态和分布的影响

在100kPa、50~950℃的条件下,采用化学热力平衡分析方法研究了煤燃烧过程中F离子和Cl离子对痕量元素汞的形态及其分布的影响。结果表明:在煤燃烧的较高温度区域,单质汞是汞的主要形式;随着烟气温度的降低,单质汞将发生化学反应生成二价汞的化合物,形式主要为HgCl2(g);氯离子含量的增加可以增强汞的蒸发,有利于排放控制,而氟元素对汞在烟气中的行为特性几乎无影响。     

燃煤电厂烟气中汞控制技术研究概况

在介绍目前燃煤锅炉烟气中汞的排放状况、存在形态以及监测方法的基础上,论述了燃煤电厂烟气中汞污染控制技术的研究现状与发展前景。首先介绍了影响脱汞效率的主要因素和现有设备对汞的脱除能力;然后介绍了活性炭喷射技术和多种大气污染物控制技术对汞的脱除状况;最后介绍了烟气脱汞的一些新技术,并对脱汞技术的发展前景进行了展望,得出了依靠现有烟气处理设备、采取多种污染物同时脱除的方法来经济有效的脱除烟气汞将是今后的主要发展趋势。     

燃煤烟气组分对喷射稻壳活性炭脱汞的影响

在0.3 MW循环流化床燃煤中试试验装置上，以卤化铵盐改性稻壳活性炭为汞吸附剂，进行了燃煤烟气喷射脱汞试验研究，考察了烟气温度、SO₂浓度、NO浓度等对脱汞效率的影响。采用ASTM标准D 6784—02（安大略法）对烟气中汞浓度进行测定。试验结果表明，随着烟气温度的升高，汞脱除效率和元素汞的转化效率均随之增加；烟气中NO可促进汞的脱除，而SO₂则抑制汞的脱除；在SCR脱硝装置入口温度为351~370℃，活性炭喷射烟气温度为191~210℃，SO₂体积分数为（293~602）×10^-6，NO体积分数为（588~893）×10^-6，活性炭喷射量为0.5 kg/h，反应空速为4 000 h^-1，烟气流量为400~500 m³/h工况下，卤化铵盐改性稻壳活性炭燃煤烟气喷射脱汞效率可达90%左右。     

300MW煤粉锅炉烟气中汞形态分析的实验研究

对某台300MW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EPA推荐的Ontario-Hydro方法测定了电除尘器排放的烟气中汞形态分布情况。实验结果表明汞主要以烟气形式排放，占到原煤总汞量的83％，而底渣和飞灰分别占1％和13％。电除尘器后的烟气中，汞的浓度为13～21μg/Nm^3，颗粒态含量非常低，对汞的化学形态研究表明，Hg^2 占气态汞量的55％～69％，Hg^0占气态汞量的31％～45％。说明Hg^0在烟气中发生了一些氧化还原反应。     

静电除尘器对烟气汞脱除作用的实验研究

介绍了由电厂静电除尘器对燃煤烟气汞脱除作用的现场测试得到静电除尘器进出口位置烟气汞的形态分布及静电除尘器对烟气汞的脱除效率。结果表明,静电除尘器对烟气汞的脱除效率为27.9%,以脱除烟气中氧化态汞和颗粒汞为主,对单质汞脱除效果较弱。飞灰中细颗粒(25μm～60μm)占到58.5%,其对烟气汞的吸附能力较强,使静电除尘器对烟气汞,特别是氧化态汞具有良好的脱除效果。采取措施使元素汞转化为氧化态汞,提高飞灰吸附汞的能力,是提高静电除尘器对烟气汞脱除效率的技术方向。     

燃煤过程中重金属形态的热力平衡分析

对燃煤过程中痕量重金属的形态进行了热力学模型计算。通过对不同系统，包括多种痕量元素共存、汞/煤系统、汞/煤/氯系统、砷/煤/氯系统、硒/煤/氯系统、和汞/砷/硒//煤/氯的复杂系统的平衡计算，表明采用热力学平例分机可以为预测煤燃烧烟气中痕量重金属元素挥发或凝聚的倾向提供有价值的指导。     

410t/h燃煤锅炉汞释放及赋存方式转变数值模拟

运用详细汞化学反应动力学机制和涡耗散概念(eddydissipation conception,EDC)模型对410 t/h四角切圆燃煤锅炉炉内汞释放及下游烟道内汞赋存方式变化进行了模拟,得出煤粉燃烧时炉内汞的析出释放和分布规律,以及下游烟道内汞赋存形态的转变迁移特性。结果表明:在燃煤烟气中,HCl是单质汞氧化的关键组分;温度高于1 000 K时,单质汞是汞的主要赋存形式,HOCl是氧化单质汞的重要组分;温度低于900 K时,氧化态汞是主要的存在状态,氯化物形态的汞化合物含量约为92.36%、HgO含量7.64%,Cl2是产生HgCl2的重要组分;汞的氧化反应主要发生在尾部下行烟道中,HgCl2浓度随温度下降均呈迅速上升趋势。     

燃煤电厂脱汞吸附剂的研究和应用

为控制燃煤电厂尾气中汞的排放,介绍了当前用于汞脱除技术的各种吸附剂——活性炭、飞灰、钙吸附剂和TiO2的特点及研究应用情况,并以美国雅宝公司和日本日立公司的燃煤电厂烟气脱汞试验为例,介绍了燃煤电厂烟气脱汞技术在国外的的研究和应用情况。     

燃煤电站汞排放分布及控制研究的进展

综述了燃煤电站汞排放分布及其控制领域的研究现状。燃煤过程汞各种形态的分布规律可通过多种测量方法获得,理论上可应用平衡热力学以及化学反应动力学来估算烟气、灰渣中汞的分布。平衡热力学的计算结果揭示了各种形态汞形成的基本反应途径,能粗略估计系统在某一平衡态的主要产物分布;而反应动力学应用一系列均相氧化反应和多相反应原理,可描述系统内化合物的生成与反应速度,因而更加接近实际。目前有多种在研的汞控制技术,煤的清洁技术,常规污染物控制技术,如湿法洗涤和烟气中喷入活性炭吸附剂方式等较有发展潜力,但现在还没有一种适用性强的技术可广泛推广,最终汞脱除技术的发展须依赖于理论上的突破。     

电除尘器不同电场汞分布特性研究

为研究燃煤发电厂汞的排放,通过采集不同容量机组的静电除尘器底灰及烟气中飞灰,分析了各个电场下部底灰中的汞含量.结果表明：相比其他因素,煤中携带的汞含量对底灰中汞分布影响最大,煤在完成燃烧后将大部分汞转移到了电除尘底灰中;在电除尘的各级电场中,飞灰汞浓度呈现逐级上升后再下降的趋势.不同电场汞浓度差异的原因与烟气颗粒物的大小及电除尘内部烟气流速有关.     

燃煤汞污染控制研究进展

燃煤汞污染被认为是继燃煤粉尘污染、硫污染和氮氧化物污染之外的另一大环境污染问题,近年来受到广泛关注。概述了燃煤烟气脱汞政策与依据,燃煤汞存在形式及影响因素,汞排放监测方法和现有脱汞技术;提出了今后燃煤汞污染控制的研究方向。     

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。     

“十二五”期间中国燃煤电厂汞排放量估算

通过研究电力用煤消费量、煤中汞（Hg）含量、燃烧和烟气净化设施的Hg排放修正因子,并结合2011-2015年（“十二五”）期间污染物控制设备的投运率,估算出2010年和2015年中国燃煤电厂Hg输入输出总量。预测结果显示,到2015年中国燃煤电厂烟气中的Hg向大气的排放量将会减少,固体废弃物中Hg含量将会增加,脱硫废水中Hg含量与2010年持平,Hg输出总量将会提高,烟气、脱硫废水、固体废外物中Hg的排放量依次为42．92t、123．3t、186．6t。未来Hg污染控制重点将会是脱硫废水和固体废弃物中Hg的固化和无害化处理。     

“十二五”期间中国燃煤电厂汞排放量估算

通过研究电力用煤消费量、煤中汞（Hg）含量、燃烧和烟气净化设施的Hg排放修正因子,并结合2011—2015年（“十二五”）期间污染物控制设备的投运率,估算出2010年和2015年中国燃煤电厂Hg输入输出总量。预测结果显示,到2015年中国燃煤电厂烟气中的Hg向大气的排放量将会减少,固体废弃物中Hg含量将会增加,脱硫废水中Hg含量与2010年持平,Hg输出总量将会提高,烟气、脱硫废水、固体废弃物中Hg的排放量依次为42.92 t、123.3 t、186.6 t。未来Hg污染控制重点将会是脱硫废水和固体废弃物中Hg的固化和无害化处理。     

布袋除尘器脱汞性能试验分析

燃煤电站锅炉烟气中的汞污染控制是电力环保的重点工作,现有环保设施中,布袋除尘器对烟气中的汞具有一定的脱除效果.选择某电站200 MW机组布袋除尘器作为试验对象,采用OHM法烟气中汞采样装置对除尘器入、出口的烟气、飞灰中的汞进行采样分析,以了解布袋除尘器的脱汞性能及烟气中汞的形态分布特性.试验表明,布袋除尘器对汞的脱除效率为22.18％,其中,烟气中单质汞质量浓度降低约52％,而二价汞的质量浓度则提高约36％,大部分颗粒态汞被除去.