载溴高硫石油焦活性炭脱汞实验研究

以石化工业副产物高硫石油焦制备的活性炭为脱汞吸附剂,对其进行NH4Br溶液浸渍改性成为载溴富硫活性炭。采用N2吸附/脱附、扫描电子显微镜/X射线能谱仪(scanning electron microscopy/X-ray energy dispersive spectroscope,SEM/EDS)等方法对吸附剂进行孔隙结构和微观形貌表征。分别在固定床反应器和管道喷射实验装置上进行汞吸附脱除实验研究。与煤制活性炭相比,高硫石油焦活性炭具有更高的汞吸附能力,经过质量分数为1%的NH4Br溶液改性后,石油焦活性炭固定床120 min内汞脱除率接近100%;在120℃、2 s停留时间、碳汞比约为90 000条件下,喷射脱汞效率亦超过90%。实验结果表明,溴化铵改性高硫石油焦活性炭可作为燃煤电厂烟气喷射脱汞的高效吸附剂。     

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。     

0.3MW(th)CFB锅炉烟道喷射生物质活性炭脱汞试验研究

活性炭喷射(activated carbon injection,ACI)是燃煤电厂烟气高效脱汞技术。采用1%NH_4Br溶液对稻壳活性炭浸渍改性,制备NH_4Br改性稻壳活性炭(Br-RHC)脱汞吸附剂。利用比表面积分析仪(Brunauer-Emmet-Teller,BET)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)等表征手段对吸附剂的理化性质进行了表征。在0.3MW(th)燃煤循环流化床锅炉中试装置上,进行了改性稻壳活性炭吸附剂烟气喷射脱汞试验研究。结果表明:吸附剂改性后的比表面积、微孔容积与总孔容积均有一定程度的增加;改性后吸附剂孔隙结构发达,石墨化程度较高,NH_4Br以非晶体形态担载在吸附剂表面。喷射脱汞效率随着喷射量的增大先增加后稳定,在碳汞比为16000时脱汞效率为79.44%。喷射脱汞效率随着喷射温度的升高而升高,由142℃的57.74%升高为200oC的79.48%。烟气中SO_2对喷射脱汞效率有抑制作用,NO对喷射脱汞效率有促进作用。汞排放浓度为0.35mg/m~3,污染物控制装置(air pollution control devices,APCDs)对烟气中Hg~0、Hg~(2+)与Hg~p的协同脱除率分别为98.83%、88.00%与100%。     

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。     

燃煤电厂碱性吸附剂脱汞性能研究

燃煤电厂汞污染已受到广泛关注。目前燃煤电厂最成熟的脱汞技术是活性炭喷射技术,但活性炭需要进一步改性且应用成本较高,因此,各类吸附剂脱汞研究已成为国内外研究的热点问题。依托大唐阳城电厂7号机组碱性吸附剂脱除系统,利用安大略湿化学取样方法（OHM）对NaHCO₃干粉的汞脱除效果进行试验研究。结果表明,在SCR的反应温度下NaHCO₃能够将大部分Hg⁰和少量Hg²⁺转化为Hg^P,且当NaHCO₃喷射量为480 kg/h时,Hg^P转化率已接近最大。所做研究为燃煤烟气脱汞提供了一条切实可行的技术路线。     

燃煤电厂碱性吸附剂脱汞性能研究

燃煤电厂汞污染已受到广泛关注。目前燃煤电厂最成熟的脱汞技术是活性炭喷射技术,但活性炭需要进一步改性且应用成本较高,因此,各类吸附剂脱汞研究已成为国内外研究的热点问题。依托大唐阳城电厂7号机组碱性吸附剂脱除系统,利用安大略湿化学取样方法（OHM）对NaHCO₃干粉的汞脱除效果进行试验研究。结果表明,在SCR的反应温度下NaHCO₃能够将大部分Hg⁰和少量Hg²⁺转化为Hg^P,且当NaHCO₃喷射量为480 kg/h时,Hg^P转化率已接近最大。所做研究为燃煤烟气脱汞提供了一条切实可行的技术路线。     

燃煤电厂超低排放机组重金属铅、砷排放特性

为研究超低排放改造后燃煤电厂重金属元素铅(Pb)和砷(As)的排放特性,采用美国环保部推荐的EPA Method 29方法,对机组选择性催化还原(SCR)脱硝系统前、电除尘器(ESP)前后和湿式电除尘器(WESP)前后的烟气进行平行取样分析,同时对入炉燃料、底渣、ESP灰、石灰石浆液、石膏和脱硫废水等进行了取样分析,然后通过质量平衡核算得到Pb、As在燃煤副产物中的分配比例以及迁移排放特性。结果表明:燃料中的Pb和As主要迁移到ESP灰和底渣中;ESP前颗粒态重金属是Pb和As在烟气中的主要存在形式,占比均达98%以上;污染物控制装置(APCDs)对Pb和As的协同脱除效率均达到99%以上,WESP出口Pb和As的质量浓度分别为2.71mg/m~3和0.18mg/m~3,排放因子分别为0.91×10~(-12) g/J和0.06×10~(-12) g/J。因此,该APCDs可以有效控制烟气中Pb和As的排放。     

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。     

燃煤电厂大气重金属排放控制策略EI北大核心CSCD

燃煤是人为源大气重金属的主要排放源,为制定适合我国燃煤电厂且经济高效的大气重金属排放控制策略,该文系统分析我国原煤中6种重金属(Hg、As、Pb、Se、Cd、Cr)的含量和分布特征,以及燃煤电厂大气重金属排放控制措施,建立最佳可行技术/最佳环境实践(best available technique/best environment practice,BAT/BEP)的决策树模型,并评估不同BAT/BEP控制策略的大气重金属减排效果。结果表明:燃煤电厂大气重金属排放与煤质、炉型、常规烟气污染物控制设备(air pollution control devices,APCDs)组合等显著相关。对于安装选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)脱硝+静电除尘器(eletrostatic precipitator,ESP)+湿法烟气脱硫(wet flue gas desulfurization,WFGD)(或+湿式静电除尘器(wet electrostatic precipitator,WESP))组合的超低排放或近零排放燃煤机组,改性飞灰专门脱汞技术对大气汞深度脱除效果最显著,适用范围广泛;强化协同控制技术(APCDs提效)对其他大气重金属(As、Pb、Se、Cd、Cr)的深度脱除效果最显著。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

燃煤机组SO_3迁移规律及排放特性试验

针对燃煤电厂SO_3排放现状,对国内多个典型燃煤机组(包括达标排放机组和超低排放机组)各污染物控制设备前后的SO_3质量浓度进行现场测试,并分析了国内典型燃煤机组的SO_3迁移规律。结果表明:达标排放机组的SO_3排放质量浓度普遍高于5 mg/m~3,而超低排放机组的SO_3排放质量浓度大多低于5 mg/m~3;燃煤机组SO_3迁移规律为烟气经选择性催化还原(SCR)脱硝装置后SO_3质量浓度明显增加,而经后续的电除尘装置、脱硫装置、低低温电除尘装置及湿电除尘装置后SO_3均得到有效脱除。     

现有设备协同脱汞技术概述

介绍了燃煤电站的汞排放现状,并指出了汞危害性以及我国脱汞所面临的巨大压力,分析了烟气中汞存在形态以及影响其存在形态的原因,论述了当前利用燃煤电站现有污染控制设备进行协同脱汞的研究进展,包括:燃烧器/反应器、选择性催化还原(SCR)、电除尘器(ESP)、湿法烟气脱硫(WFGD)等系统,最后,展望了今后烟气脱汞技术的研究趋势。     

超低排放燃煤电厂SO3和可凝结颗粒物迁移规律研究

为获得燃煤电厂SO3和可凝结颗粒物（CPM）的迁移排放特性,对国内多家超低排放燃煤机组烟气中SO3和CPM进行现场测试。结果表明:有4家电厂的选择性催化还原（SCR）脱硝系统对SO3总生成量的贡献率在42.01%~52.08%之间,湿法烟气脱硫装置（WFGD）对SO3的脱除效率在51.20%~65.20%之间,湿式电除尘器（WESP）对SO3的脱除效率在77.25%~79.27%之间;从排放烟气看,配备WESP的超低排放改造电厂均能有效脱除SO3,总脱除效率达到94.28%以上;此外,现有污染物控制装置对CPM有一定脱除作用,其中,WFGD对CPM的脱除效率在34.64%~47.20%之间,WESP对CPM的脱除效率在36.20%~39.26%之间;CPM主要由SO42–、Cl–和NO3–等酸根离子组成,CPM无机成分中的NH4+和SO42–分别来自烟气中的NH3和SO3,其质量浓度与烟气中NH3和SO3的质量浓度正相关。     

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。