燃煤电站烟气中汞脱除与减排技术

对现有环保设施的脱汞效果进行评价,简介燃烧前脱汞处理方法、烟气脱汞方法和涉及脱汞的多污染物脱除技术。已有的测试数据表明,SCR系统可将烟气中的元素态汞氧化为氧化态汞,使下游设备的脱汞能力提高;静电除尘器和布袋除尘器均能捕集烟气中的颗粒态汞和氧化态汞,后者效果更好;飞灰中的碳含量对除尘器脱汞效率有很大影响,碳含量越高,除尘器脱汞效率越高;现有的湿法烟气脱硫系统能够捕集烟气中的氧化态汞,但也能将氧化态汞还原成元素态汞。采用燃煤中添加溴化物的方法可以有效提高烟气中氧化态汞的比率,因此可提升现有设施的脱汞效率;多污染物控制技术能够实现SO_x、NO_x和汞等多污染物的联合脱除,将具有广阔的发展前景。     

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。     

利用湿式静电除尘器(ESP)脱除汞

燃烧高硫煤或低硫煤电厂应认真考虑的一种汞排放控制方式是采用湿式电除尘器脱除烟气中的汞。烟气中的汞如果以水溶性的氧化物形式存在就可以直接以颗粒物形式脱除，而如果以元素汞形式存在可以被吸附剂吸附后再被间接脱除。已经证实湿式电除尘器可去除燃中、高硫煤锅炉产生的亚微米级的颗粒物和酸雾排放。现在来看，如果在ESP（静电除尘器）之后布置湿式电除尘器（WESP）代替布袋除尘器，则对燃低硫份的次烟煤或褐煤锅炉可能会得到相同的汞排放控制效果。     

燃煤电站脱硫系统的脱汞性能

煤燃烧是人为汞排放的主要来源,研究燃煤电站汞脱除方法,特别是挖掘电站原有污染控制设备的脱汞功能很有必要。综述了3种常见脱硫系统的脱汞机理、脱汞效率及影响因素。石灰石湿法脱硫系统能够脱除烟气中大部分的氧化态汞,但对元素汞几乎不起作用,甚至还会导致烟气中元素汞的增加,系统平均脱汞率为51%;循环流化床脱硫技术具有良好的脱汞性能,能将烟气中的汞大部分转化为颗粒态汞,从而易于被电除尘器除去,脱汞效率在80%~99%;新式整体脱硫技术(NID)不仅可以脱除氧化态汞,对元素汞也有很好的脱除能力,对烟气中总汞具有84%~92%的脱除能力。     

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。     

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.     

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。     

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。     

高分子化合物壳聚糖脱除燃煤烟气中汞的实验研究

在一维炉燃烧实验中采用安大略法和原子吸收光谱法分析测定了燃煤烟气中汞的形态分布和质量，发现烟气中单质汞占多数，与二价汞比为3:2。首次利用自制的壳聚糖类(Chitosan，简称CS)吸附剂对燃煤烟气中的汞进行吸附脱除，效果良好，在80℃吸附率达96.34%，同时对SOx和NOx有一定的脱除效果，并且能有效脱除单质汞，从而提出了干法脱除燃煤烟气重金属的新方法。     

超低排放改造后燃煤烟气净化设备协同脱汞潜力分析

燃煤机组完成超低排放改造后,原有的烟气净化设备在设备容量、装备水平上有较大提升。为了给汞排放治理提供决策依据,分析了超低排放改造后烟气净化设备的汞脱除潜力。研究结果表明：SCR烟气脱硝系统改造能够增大Hg⁰的氧化效率,因而能促进后续烟气净化设备的脱汞效率;低低温电除尘和电袋复合除尘技术的协同脱汞效率显著,可达40%;安装高效除尘除雾器的脱硫塔对汞的协同脱除效率可达96%。然而,由于超低排放改造后除尘器出口Hg²⁺含量低,且粉尘浓度低、粒径小,脱硫系统单塔提效增容改造及湿式电除尘器对烟气中汞的脱除效率影响有限;还有可能出现单塔提效增容改造后脱硫系统出口汞的排放浓度较入口略有增加的情况。     

燃煤电厂汞的控制及脱除

针对我国燃煤电厂污染控制技术措施,分析了燃煤电厂汞的分布,以及烟气脱硫、脱氮、除尘等装置对汞脱除的影响。分析表明,飞灰中的汞约40%被除尘装置捕集或存在于湿法脱硫装置的浆液中,约60%排入大气。利用选择性催化还原(SCR)系统的氧化和烟气脱硫(FGD)系统的吸收,可有效控制汞的排放。     

美国燃煤电厂一体化脱汞技术进展

燃煤电厂是汞的最大的排放源。燃煤电厂的汞主要存在于烟气中,且呈现为微粒结合汞、氧化汞和单质汞3种形态。为了满足汞捕捉的环保要求,美国能源部等单位多年来针对利用常规的脱硫、脱硝、除尘等空气污染控制设施和技术,进行一体化汞脱除的研发工作。研究结果表明,利用燃煤电厂常规的除尘、脱硫、脱硝等空气污染控制设施,就能在一定程度上达到一体化脱汞的目的。一体化脱汞技术为燃煤电厂的发展提供了又一种清洁燃烧技术,介绍了美国一体化脱汞技术的开发情况。     

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。     

新环保标准的实施对新建火电厂工程设计影响分析

本文根据环境保护部新发布的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011),结合9个新建燃煤电厂项目,从除尘、脱硫、脱硝、脱汞四个方面进行了分析,提出了适用新标准的治理措施工艺方案,并分析了采用上述治理措施方案所需增加的投资和运行费.     

新环保标准的实施对新建火电厂工程设计影响分析

本文根据环境保护部新发布的《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）,结合9个新建燃煤电厂项目,从除尘、脱硫、脱硝、脱汞四个方面进行了分析,提出了适用新标准的治理措施工艺方案,并分析了采用上述治理措施方案所需增加的投资和运行费。     

电容式电压互感器电压暂降测量误差分析及校正

电压暂降是影响现代电网最为突出的电能质量问题之一,在进行大范围高压系统电压暂降监测时,必须考虑到含储能元件的电容式电压互感器（capacitor voltage transformer,CVT）所造成的不利影响。根据CVT结构推导了其测量电压暂降的误差并指出了影响该误差的内外部因素,而后构建了仿真模型,详细研究了暂降初相角、残余电压、CVT参数及负荷对电压暂降持续时间、暂降幅值以及相位跳变等特征量的影响及敏感度,最后提出一种基于虚拟阻抗补偿的CVT电压暂降测量误差校正方法,消除了电压暂降不确定性造成的测量误差多样性问题,仿真结果表明该方法的有效性,为普遍采用CVT的高压系统电压暂降准确测量提供了可行的校正方案。     

国华三河电厂飞灰基改性吸附剂脱汞技术研究

为了实现高效绿色发电、减少汞污染的排放,按照国家环保部《关于开展燃煤电厂大气汞污染控制试点工作的通知》要求,国华三河电厂在汞污染物排放浓度测试基础上,开展飞灰基吸附剂喷射脱汞技术试验。通过试验,验证飞灰基吸附剂喷射脱汞技术是可行的,是一种高效脱汞技术,能够在现有环保设施（脱硫、脱硝、除尘）联合脱汞基础上进一步降低烟气中汞排放浓度30%~50%,使综合脱除效率可达75%~90%,烟气中汞气体排放浓度远低于国家标准值,具有推广应用价值。