燃煤電廠汞排放控制技術(shù)介紹

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1、燃煤電廠汞排放控制技術(shù)介紹摘要:木文淺要分析r汞在燃煤屮的賦存形態(tài)及其排放特性，并根裾影響汞去除率的主要因索，簡(jiǎn)要介紹了當(dāng)前一些汞排放控制技術(shù)。關(guān)鍵詞：賦存形態(tài)去除率洗煤活性炭刖目汞是目前主要的全球性污染物之一，在大氣中停留吋間長(zhǎng)、毒性大，并且具有生物累積作用，對(duì)人群健康構(gòu)成很大威脅。全球每年排放到大氣中的汞總量約為5000噸，而燃煤過(guò)程中汞排放占相當(dāng)大的比重。根據(jù)美國(guó)環(huán)保署(EPA)1997年給美國(guó)國(guó)會(huì)的汞研究報(bào)告顯示，燃煤電廠是最大的汞排放污染源。與燃油相比，燃煤產(chǎn)生的汞排放要高出10倍到1

2、00倍。因此燃煤電廠對(duì)于汞污染物的排放控制刻不容緩。一、汞在燃煤中的賦存形態(tài)及其排放特性要控制燃煤電廠汞排放，就必須先了解汞在燃煤中的存在形態(tài)及其特性，以便對(duì)癥下藥。煤中大部分汞是以固溶物形式存在于黃鐵礦中，以硫化物結(jié)合態(tài)、有機(jī)物結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)存在，也可能有部分微細(xì)的獨(dú)立汞礦物分布在黃鐵礦和有機(jī)物組分中。汞是煤中較易揮發(fā)的痕量元素之一。煤粉經(jīng)過(guò)燃燒，其中的汞主要分為兩部分：一部分伴隨著灰渣的形成，直接存留于灰渣和飛灰中；另一部分在火焰溫度下隨著煤屮黃鐵礦(Fes:)和朱砂(HgS)等含汞物質(zhì)的分

3、解，以單質(zhì)形態(tài)釋放到煙氣中。，由于爐內(nèi)高溫，單質(zhì)汞是媒粉中的汞在火焰溫度下存在的主要形式。當(dāng)煙氣流出爐膛，流經(jīng)換熱面，煙氣溫度逐漸降低時(shí)，一部分的氣相單質(zhì)汞會(huì)被飛灰通過(guò)物理吸附、化學(xué)吸附和化學(xué)反應(yīng)等途徑吸收，從而轉(zhuǎn)化為以顆粒態(tài)存在的汞階⑻，這一部分包括HgCh、HgO、HgSO,和HgS等。一部分的氣相單質(zhì)汞在煙氣溫度降低到一定范圍時(shí)，會(huì)被煙氣中的含氯物質(zhì)氧化而生成氣相氯化汞(HgCl2)。目前學(xué)術(shù)界認(rèn)為煙氣屮氣態(tài)二價(jià)態(tài)汞多數(shù)為HgCl2(g)。最后還有一部分氣相單質(zhì)汞仍保持不變，隨煙氣排出。研

4、究表明，在空氣污染控制器的上游煙氣中的氣相汞中％2+片5080%,單質(zhì)汞Hg°占20?50。%煤蒸發(fā)燃燒形成灰燃燒后期Hg°(g)Hg2+(g)HgQfe)相Hg(p)組分HgCl,4：HgOHgSO4HgS汞在煤燃燒過(guò)程:I氣中的可能轉(zhuǎn)化途徑二、影響汞去除率的主要因素燃煤煙氣中的汞主要有三種形態(tài)：二價(jià)汞(Hg2+)、單質(zhì)汞(Hg°)、顆粒汞(Hgp)o脫除汞的有效性取決于煙氣中汞的形態(tài)分布，而形態(tài)分布與飛灰成分、溫度、煙氣成分如SOx、NOx、氯化物等有關(guān)。1)汞的形態(tài)對(duì)汞去除率的影響Hg°揮

5、發(fā)性高且難溶于水，是相對(duì)比較穩(wěn)定的形態(tài)，難以被污染控制設(shè)備收集。而噸（：12在濕法中較容易溶解，能有效去除Hg2+。2）不同煙氣處理方式對(duì)汞去除率的影響電除塵器和機(jī)械除塵器只能除去被飛灰吸附的顆粒態(tài)汞，因此去除效果并不明顯，通常不被用于煙氣脫汞。煙氣的濕法凈化和半干法凈化裝置對(duì)汞均有一定的脫除作用，且況法優(yōu)于半干法。3）煤種的差異對(duì)汞去除率的影響不同的煤在燃燒過(guò)程中HgQ氧化為Hg2+的比例有很大不同，大致在20?95%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。當(dāng)煤屮C「含量較高時(shí)，氧化態(tài)汞的比例也較高。而當(dāng)鈣和堿性成分含

6、量較高時(shí)，堿性煙氣會(huì)與c「反應(yīng)，降低cr的含量，從而降低汞的氧化。此外，汞在灰分中的固留與灰分中c的含量有很大關(guān)系。c的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約占5%時(shí)，汞的固留較高，約在80?100%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。三、汞排放控制技術(shù)現(xiàn)有的燃煤電廠汞污染控制主要通過(guò)以下三種方式：燃燒前脫汞、燃燒中脫汞和燃燒后脫汞。（1）燃燒前脫汞洗煤是減少汞排放最簡(jiǎn)單而有效的方法。一般而言，浮選法可獲得約2?37%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的去除率。去除率與煤的種類(lèi)、煤的清洗、分選技術(shù)、原煤中的含汞水平等都有關(guān)系。美國(guó)能源部（D0E）還研究利用其他非物理

7、洗煤方法從原煤中除汞。與傳統(tǒng)的洗煤技術(shù)相比，先進(jìn)的化學(xué)物理洗煤技術(shù)對(duì)汞的去除率能夠達(dá)到64.5%,比燃燒后浄化設(shè)備具有更大的經(jīng)濟(jì)效益。另外還有煤的熱處理技術(shù)，此法是在不損失碳素的溫度條件不，使煙煤溫和熱解從而降低汞的排放。有研究人員研究了煤中的汞燃燒前的預(yù)脫除過(guò)程，結(jié)果顯示，在280?C時(shí)，大約80%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的汞可以被脫除，在此工藝溫度下，煤中只有少量揮發(fā)性物質(zhì)損失。溫和熱解去除有害物的觀點(diǎn)為我們提供Y—種新的污染防治戰(zhàn)略。(2)燃燒中脫汞流化床燃燒流化床燃燒能降低煙氣中汞和其他微量重金屬的

8、排放。在流化床燃燒器中進(jìn)行的高氯煙煤燃燒試驗(yàn)中，汞幾乎全部被氧化成了HgCI2,絕大部分ng被灰及后續(xù)脫硫設(shè)施除去。低氮燃燒低氮燃燒技術(shù)通常采用降低火焰溫度、凡濃度和o2濃度的方法來(lái)控制NOx的排放。此法由于操作溫度較低，增加了煙氣屮氧化態(tài)汞的含量，因此有利于汞的控制。爐膛噴入吸附劑常用的吸附劑為活性炭吸附劑。向飛等人通過(guò)浸漬法在活性炭上負(fù)載催化劑MgClz，CoClz,MnClo對(duì)活性炭進(jìn)行改性，發(fā)現(xiàn)它們能與活性炭表面的官能團(tuán)形成具有獨(dú)特催化性能的配合物，對(duì)汞的氧化?化學(xué)吸附起到配位催化作用。