混燃石油焦循环流化床锅炉硫污染物排放特性

在3台配备了炉内脱硫+静电除尘器（ESP）/布袋除尘器（FF）+湿法脱硫装置（WFGD）的410 t·h^-1循环流化床（CFB）锅炉进行了硫污染物排放特性研究。在3个测点采用US EPA Method 8对烟气中不同形态硫污染物进行了平行取样,并同时采集了相应工况下入炉燃料、石灰石、底渣、飞灰、石膏和废水等,考察了污染物控制装置对硫污染物的影响以及硫在电厂的迁移和分布特性。结果表明,锅炉出口烟气中硫主要以颗粒态硫和SO₂的形式存在,占比分别为48.94%～55.05%和44.14%～49.07%。ESP和FF能高效脱除颗粒态硫,脱除效率均达95%以上;WFGD对SO₃/硫酸雾、颗粒态硫的脱除效率分别达62.66%～67.82%和53.06%～60.89%。燃料中硫经过燃烧和污染物控制装置脱除之后绝大部分迁移至灰渣（底渣+飞灰）和湿法脱硫产物（石膏+废水）中,分别占硫总输出的56.79%～70.12%和29.25%～41.70%,只有0.63%～1.51%的硫排放到大气环境中。     

320 MW燃煤电厂痕量元素的分布、脱除及排放特性

燃煤电厂痕量元素的排放已经引起了世界的广泛关注。在一台配置选择性催化还原(SCR)+静电除尘器(ESP)+湿法脱硫装置(WFGD)的320MW燃煤电厂上进行了12种痕量元素(Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Mo、Cd、Sb、Ba、Pb)排放特性的实验研究,使用了US EPA Method 29对4个测点烟气痕量元素进行同时取样,考察了痕量元素在电厂中的分布、协同脱除以及在烟囱中的排放。结果表明:锅炉、SCR、ESP、WFGD和整个系统的痕量元素质量平衡率均在可接受的范围内。这12种痕量元素主要分布在底渣和飞灰中,分别占据底渣、ESP灰、WFGD脱除及烟囱排放痕量元素总量的1.90%~27.6%和72.3%~98.0%,然而,它们在烟囱和被WFGD脱除的部分所占比例较少,两者之和仅占0.11%~0.66%。ESP和WFGD对烟气痕量元素的脱除率分别为99.39%~99.95%和40.39%~78.98%,SCR+ESP+WFGD对烟气痕量元素的总体脱除率为99.79%~99.99%。ESP对痕量元素较高的脱除效率是APCDs系统具有较高的协同脱除效率的主要原因。烟囱排放的痕量元素浓度及排放因子分别为0.01~12.88μg·m-3和(0.002~4.57)×10~(-12)g·J~(-1)。应进行更多的燃煤电厂痕量元素排放的研究,以便为中国燃煤电厂痕量元素的排放预测模型的建立以及相关标准的制定提供参考。     

混燃石油焦循环流化床锅炉Pb排放特性

燃煤电厂释放的Pb具有长距离迁移性、生物累积性和持久危害性等特点,尽管Pb在煤中含量较低,但由于我国煤炭消耗量巨大,每年因燃煤发电排放到环境中的Pb十分巨大,其造成的环境污染问题不容小觑。由于现场取样的复杂性,目前关于燃煤电厂Pb迁移排放特性的研究较少。选取某额定蒸发量为410 t/h的混燃石油焦循环流化床(CFB)锅炉为研究对象,采用EPA Method 29法对电厂布袋除尘器(FF)和石灰石-石膏湿法脱硫塔(WFGD)前后烟气中不同形态的Pb进行了平行取样,同时对入炉燃料、石灰石、底渣、飞灰、脱硫石膏和脱硫废水等物流进行取样分析,通过Pb的质量平衡核算得到Pb在燃煤副产物中的分配比例以及Pb的迁移排放特性。结果表明:Pb的质量平衡率为105. 1%～106. 4%,说明本次Pb排放测试结果的准确性和可信度较高。燃烧过程中,燃料中Pb元素主要以气态单质铅Pb~0或PbO形式释放到烟气中,少量残留在底渣中,本次测试底渣中Pb占总入炉Pb量的13. 7%。随着烟气流动和温度的降低,烟气中大部分Pb化合物会发生均相成核、异相凝结和颗粒表面沉积吸附等过程,形成颗粒态Pb,因此本次测试在空预器出口(布袋除尘器前)烟气中Pb主要以颗粒态形式存在,占比超过99%,而最终排放到大气中的Pb仅为0. 4%。布袋除尘器对烟气中Pb的脱除效率高达99%,主要是体现在对颗粒态Pb的脱除上。而湿法脱硫塔对水溶性较好的气态Pb和颗粒态Pb均有一定的脱除作用,脱除效率可达67%。经污染物控制装置脱除,最终排放到大气中的Pb浓度较低,仅为2. 99μg/m~3,Pb的大气排放因子为0. 90×10~(-12)g/J。     

湿法脱硫系统中应用水汽相变促进SO_3酸雾脱除研究

基于石灰石-石膏湿法烟气脱硫(WFGD)工艺,通过数值计算获得脱硫塔进口烟气温湿度对塔内过饱和水汽环境的影响规律,并试验考察了塔入口烟气参数及脱硫操作条件对SO_3酸雾脱除特性的影响。结果表明,通过调节脱硫塔入口烟气温湿度可使塔内形成SO_3酸雾凝结长大所需的过饱和水汽环境,适当降低塔入口烟温或提高塔入口烟气湿度可有效提高WFGD系统对SO_3酸雾的脱除效果,脱除效率可从40%增至60%左右;同时,适当提高脱硫液气比及降低浆液温度有利于促进SO_3酸雾的脱除,脱除效率可提高10%左右。     

炉膛喷射吸收剂的干法脱硫技术综述

向燃煤锅炉炉膛喷射吸收剂的干法烟气脱硫(DFGD)技术,是近年欧、美诸国为降低烟气脱硫(FGD)费用、对燃煤排放的SO_2实行有效控制而研究开发的DFGD法之一.和湿法烟气脱硫(WFGD)相比,它对SO_2只有中等程度的脱除,但投资费却低得多,运行控制费也有竞争力,对设备腐蚀小,没有废水再处理问题.该项技术特别适于燃煤的旧锅炉技术改造选用,对只要求有中等程度脱除SO_2的国家和地区非常富有吸引力.     

320MW燃煤电厂痕量元素的分布、脱除及排放特性

燃煤电厂痕量元素的排放已经引起了世界的广泛关注。在一台配置选择性催化还原（SCR）+静电除尘器（ESP）+湿法脱硫装置（WFGD）的320MW燃煤电厂上进行了12种痕量元素（Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Mo、Cd、Sb、Ba、Pb）排放特性的实验研究,使用了US EPA Method 29对4个测点烟气痕量元素进行同时取样,考察了痕量元素在电厂中的分布、协同脱除以及在烟囱中的排放。结果表明：锅炉、SCR、ESP、WFGD和整个系统的痕量元素质量平衡率均在可接受的范围内。这12种痕量元素主要分布在底渣和飞灰中,分别占据底渣、ESP灰、WFGD脱除及烟囱排放痕量元素总量的1.90%～27.6%和72.3%～98.0%,然而,它们在烟囱和被WFGD脱除的部分所占比例较少,两者之和仅占0.11%～0.66%。ESP和WFGD对烟气痕量元素的脱除率分别为99.39%～99.95%和40.39%～78.98%,SCR+ESP+WFGD对烟气痕量元素的总体脱除率为99.79%～99.99%。ESP对痕量元素较高的脱除效率是APCDs系统具有较高的协同脱除效率的主要原因。烟囱排放的痕量元素浓度及排放因子分别为0.01～12.88 μg·m^-3和（0.002～4.57）×10^-12 g·J^-1。应进行更多的燃煤电厂痕量元素排放的研究,以便为中国燃煤电厂痕量元素的排放预测模型的建立以及相关标准的制定提供参考。     

基于实测燃煤电厂污染物控制装置对汞排放的影响

为了研究燃煤电厂现有烟气污染物控制装置对汞排放的影响,本文选择常规烟气净化设备为选择性催化还原脱硝技术、静电除尘技术和湿式石灰石脱硫技术的某300MW燃煤发电机组。利用安大略法(OHM)湿式采样方法对采样点催化氧化脱硝(SCR)前、电除尘器(ESP)前、ESP后和湿法烟气脱硫(WFGD)后的燃煤电厂烟气进行采集和实验室测试分析,获得此燃煤电厂烟气流经污染物控制装置时烟气中各价态汞的浓度,进而计算出现有污染物控制装置的联合脱汞效率为84.63%,从而获得此燃煤电厂现有污染物控制装置对汞排放的影响。     

超低排放燃煤电厂污染控制设备协同脱汞研究进展

目前燃煤电厂烟气汞的治理主要依靠常规污染物净化装置协同脱除。为了解我国超低排放电厂污染物净化设施的协同脱汞能力,对电厂汞排放现场测试数据进行统计分析。研究发现相同类型的污染物净化设施对汞的脱除能力有很大差别,选择性催化还原法(SCR)的汞氧化效率在13.2%～91.1%,平均氧化效率为52.7%;不同类型除尘器对汞的去除效果差异很大,其中低低温电除尘器(LLT-ESP)电袋除尘器(ESP+FF)普通电除尘器(ESP)。湿式石灰石-石膏法(WFGD)脱硫系统脱汞平均脱汞效率为54.3%,大部分WFGD的脱汞效率主要由Hg~(2+)的去除贡献得到。不同超低排放改造技术路线中以低低温电除尘器为核心的技术路线的平均脱汞效率最高,为91.3%。超低排放改造后机组的平均脱汞效率为80.1%,相比改造前提高约10%。     

燃煤烟气中SO_3控制研究进展

本文论述了燃煤电厂烟气中SO_3的主要来源为炉膛中SO_2与原子氧结合、省煤器中SO_2被飞灰中金属催化氧化和SCR催化剂的作用下SO_2与O_2发生反应,整体转化率为2%~3%;深入探讨了燃煤锅炉烟气中SO_3的危害,如空预器堵塞设备腐蚀、烟气酸露点升高、蓝色烟羽等;最后,对比分析了燃煤烟气中SO_3的控制方法,如喷入碱性吸收剂、湿式静电除尘器(WESP)、低低温电除尘、脱硫废水耦合脱除SO_3等技术的脱除效率及优缺点,得出结论,现有技术脱除效果较高但对SO_3的选择性差,脱硫废水耦合脱除SO_3技术同时解决多个环境问题,具有重要的研究价值。     

吸收塔浆液pH值的影响因素及控制研究

在火电厂生产中,燃料在燃烧过程中会产生SO_2、粉尘等污染物,影响人们生活环境质量。因此排放大气前需对烟气进行脱硫除尘处理,石灰石-石膏湿法是比较常见的烟气脱硫方法,而控制吸收塔石膏浆液pH值能提高石灰石的利用率,保证预期中的SO_2脱除率,因此必须要提高对其的重视,确保处理后烟气中SO_2含量可以达到国家相关排放标准。     

燃煤电厂汞脱除特性及迁移规律

为了研究燃煤电厂汞的脱除特性及迁移规律,采用美国EPA推荐使用的OHM标准方法测试了不同燃煤电厂煤粉炉排放烟气中汞的形态及质量浓度,分析了主要烟气净化设施对汞排放的影响。结果表明,SCR系统催化剂可将部分Hg~0催化氧化成Hg~(2+),促进了汞在飞灰上的吸附和在WFGD系统内的吸收,ESP系统和WFGD系统对汞脱除起主要作用,脱除效率合计超过60%,WESP系统对烟气中汞的脱除效果有限;煤中灰分含量能够影响颗粒汞与气态汞之间的比例;烟气中SO_2浓度会对Hg~(2+)的吸收产生抑制作用,造成Hg~0的重新排放;炉渣对汞的富集能力有限,电场灰和石膏对汞具有很强的富集作用,且飞灰的粒径越小,对汞的吸附能力越强。     

湿法脱硫工艺对汞的脱除性能研究进展

结合现有烟气湿法脱硫装置,评述了燃煤烟气中汞的性质以及形态分布和转化机理、湿法烟气脱硫系统(WFGD)的脱汞性能及其影响因素,简要介绍了WFGD 中单质汞的重新排放以及如何抑制;并在此基础上探讨了如何通过提高单质汞的氧化率来提高脱硫液对总汞的脱除效率.     

湿法脱硫浆液中汞的再释放及其稳定化研究进展

重金属汞是燃煤烟气中一种有毒的痕量元素,由于其大气迁移性和生物累积性极易对生态环境和人类健康产生危害,现已成为燃煤烟气四大污染物之一。燃煤电厂现有污染物控制设备(APCDs)协同脱汞技术得到越来越多的研究和应用。湿法烟气脱硫(WFGD)装置已成为脱除烟气中二价汞的重要设备,且具有较高的脱除效率。但是,WFGD装置吸收的Hg2+,在脱硫浆液中还原性离子的作用下被还原为Hg0形态重新释放到烟气中,从而降低了APCDs的协同脱汞效率。笔者综述了湿法脱硫浆液中汞的再释放机理、影响因素、抑制汞再释放的原理以及汞稳定化添加剂的研究进展,详细阐述了烟气氧含量、脱硫浆液温度、浆液p H值、液气比等脱硫系统运行参数以及浆液中SO23-、Cl-、Ca2+等共存离子对汞再释放特性的影响规律;论述了抑制脱硫浆液中汞再释放添加剂的分类、特性以及常用添加剂与Hg2+相互作用的化学反应机理和影响因素;概述了近年来国内外学者对汞稳定化添加剂的最新研究成果,典型有效的添加剂有H2S、无机硫化物、卤化物、Fenton试剂以及有机硫螯合剂二硫代氨基甲酸盐(DTC)、三巯基均三嗪三钠盐(TMT)、三硫代碳酸钠(STC)等。同时分析了不同添加剂的特性、使用条件、汞稳定化效果及其优缺点;概述了现有试验研究存在的问题并提出完善化发展方向,为进一步抑制脱硫浆液中汞的再释放和汞稳定化添加剂的研究与应用提供参考。     

优化循环流化床锅炉烟气脱硫运行总结

以上海吴泾化工有限公司已建成投产的循环流化床锅炉为论述对象,阐述该公司采用炉内喷钙(干法脱硫)和石灰-石膏法(湿法脱硫)相结合的烟气脱硫工艺,保证了锅炉烟气中SO2排放达标。针对锅炉烟气干/湿法脱硫系统实际生产运行中出现的问题,提出了优化循环流化床锅炉烟气脱硫运行的措施,为解决湿法脱硫系统产生的废水影响周围环境,易产生二次污染的问题,进行"湿法脱硫悬浊液颗粒物沉降试验",完善锅炉装置废水处理系统,使锅炉脱硫运行更符合环保要求。     

循环流化床锅炉SO_2超低排放技术研究

针对循环流化床锅炉污染物生成量较低的特点,分析了锅炉SO_2生成量的影响因素,不同脱硫工艺的优缺点,结合试验研究结果和工程应用实例提出了循环流化床锅炉实现SO_2超低排放的技术。结果表明:循环流化床锅炉SO_2生成量取决于煤的硫分中可燃硫所占比例、煤灰中CaO等碱金属氧化物含量和锅炉运行参数,运行参数中床温影响最大;通过优化锅炉运行参数降低SO_2生成量,炉内干法高效脱硫和烟气脱硫相结合的深度脱硫技术可以实现SO_2超低排放的目标,并具有更高的调节灵活性和运行可靠性;烟气脱硫工艺的选取上,CFB-FGD半干法脱硫工艺相对于石灰石-石膏湿法脱硫工艺更具有经济优势。     

ClO2/尿素溶液同时脱硫脱硝实验研究

SO_2和NO作为燃煤电厂排放烟气中的主要污染物,对环境产生了巨大危害。为有效进行燃煤烟气中的SO_2和NO的一体化脱除,文中通过对传统鼓泡床湿法脱硫脱硝装置进行改善,以ClO_2/尿素为新型复合吸收剂进行了湿法燃煤烟气脱硫脱硝一体化研究。实验结果表明:ClO_2的添加可以显著改善尿素吸收剂的脱硝能力,并且对SO_2的脱除还具有一定的促进作用。当n(ClO_2)/n(NO)=0.75,尿素质量分数为10%时,SO_2的脱除效率为100%,NO的脱除效率稳定在91%。实验中探究了ClO_2添加量,反应温度,吸收剂初始pH值,SO_2质量浓度和NO质量浓度对脱硫脱硝效率的影响,提出ClO_2/尿素复合剂脱硫脱硝的反应机理,表明新型复合吸收剂湿法脱硫脱硝的具有良好的应用前景。     

WFGD系统添加氧化剂除汞的研究进展

石灰石-石膏湿法脱硫系统(WFGD)是现有燃煤电厂主要采用的脱硫系统,利用已建成的WFGD实现烟气同时脱硫除汞是最为经济合理除汞途径。WFGD可吸收烟气中Hg2+,然而不能有效地将Hg0氧化为Hg2+,如何将烟气中Hg0转化为Hg2+是烟气同时脱硫除汞亟需解决的关键问题。本文主要对WFGD系统中添加氧化剂进行综述并提出些许展望。     

超低排放燃煤电站湿法脱硫和湿式电除尘器中硒含量分布及形态演变

煤中硒在燃烧后释放到气相中,并吸附于气相中的细颗粒物上,可被燃煤电厂中的湿法脱硫系统(WFGD)和湿式电除尘(WESP)系统捕获,明确Se在湿法脱硫系统及湿式电除尘系统中的迁移规律和形态分布情况至关重要。基于氢化物发生-原子荧光光谱(HG-AFS)方法研究了湿法脱硫系统及湿式电除尘系统中关键位置处的硒含量分布和形态演变规律。研究发现,燃煤烟气中的硒可被湿法脱硫系统脱除,捕获后的硒在脱硫塔内固相和液相中的含量分别为1. 07μg/g和0. 123 mg/L,在强制氧化作用下,超过80%的四价硒被氧化为六价硒。浆液经旋流分离器分离后,大部分硒转移到废水处理中。常规废水处理过程只对四价硒具有较高的脱除效率,但废水中六价硒占比超过77%,使传统三联箱废水处理工艺无法实现硒的高效脱除,造成现有燃煤电站废水中硒难以脱除。湿式电除尘系统冲灰水固相中硒富集明显,含量达13. 9μg/g。液相中硒含量为0. 001 6 mg/L,其中四价硒和六价硒占比分别为34. 35%和65. 65%。加装湿式电除尘可将难以脱除的气相硒转移到固相灰中,实现燃煤烟气中气相硒的深度脱除,估算机组全年湿式电除尘可脱除烟气中颗粒态硒2. 9 kg。     

燃煤烟气多污染物协同治理试验研究

为实现燃煤烟气污染物的深度脱除,在1 000 MW电站燃煤锅炉除尘器入口加装了多功能烟气污染物治理中试装置,并研究了该烟气治理装置对烟气中烟尘、SO_3和Hg等污染物吸附转化特性的影响。结果表明:该装置可以有效解决常规技术无法解决的PM_(2.5)、SO_3和Hg等排放问题。试验工况条件下,烟尘、PM_(10)、PM_(2.5)及PM1的脱除效果非常明显,脱除效率均高于99.3%(5 mg/m~3,dry normal);当氢氧化钙为吸附剂、Ca/SO_3为1时,SO_3的脱除效果为88.78%(0.77 mg/m~3,dry normal)、Hg的脱除效率为94.272%,其中气态汞的脱除效率为75.883%。     

660MW燃煤机组汞迁移转化特性研究

燃煤电厂是我国汞排放的主要源头。为表征燃煤电厂中汞的脱除性能,以某660 MW燃煤机组为例,系统研究了500 MW和600 MW工况下,汞在选择性催化还原脱硝装置(SCR)、静电除尘器(ESP)、湿法脱硫(FGD)以及湿式除尘器(WESP)等设施中的迁移特性。结果表明,各测试位置的汞质量平衡率分别为72.01%～90.05%、79.14%～96.36%,验证了测试准确性;烟气汞是主要的排放形式,其次为排灰、石膏,脱硫废水和炉渣排放占比很小;脱硝催化剂促进单质汞向氧化汞和颗粒汞的转化率超过40%,但对总汞减排不明显;ESP可以去除全部颗粒态汞,但因对单质汞和氧化汞的脱除率较低,总汞脱除率最高仅为33.73%;600 MW工况下因浆液中HSO_3~-还原氧化汞作用更强,导致单质汞浓度增加更明显,FGD和WESP对氧化汞的累计脱除率达91%以上。沿程环保设施对总汞的脱除效率高于59%,SCR下游设施对单质汞和氧化汞的协同脱除率最低分别为6.16%、94.12%,表明SCR对单质汞的氧化是降低汞排放的关键。机组排放的烟气总汞质量浓度最高为3.66μg/m~3,小于国家排放标准。