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1、第24卷第4期熱能動力工程Vol.24,No.42009年7月JOURNALOFENGINEERINGFORTHERMALENERGYANDPOWERJuly.,2009文章編號:1001-2060(2009)04-0499-04SCR氮氧化物脫除系統(tǒng)對燃煤煙氣汞形態(tài)的影響1222胡長興,周勁松,何勝,駱仲泱(1.浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院,浙江寧波315100;2.浙江大學(xué)能源清潔利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江杭州310027)摘要:通過標(biāo)準(zhǔn)安大略方法測試分析了某300MW機(jī)組的關(guān)鍵詞:燃煤;汞;形態(tài);SCR;催化氧化選擇性催化還原(SelectiveC
2、atalyticReduction,SCR)脫硝系統(tǒng)中圖分類號:TQ534;X701文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A前后煙氣汞形態(tài)分布,結(jié)合SCR反應(yīng)脫除氮氧化物(NOx)的化學(xué)原理,著重研究了SCR系統(tǒng)對燃煤煙氣汞形態(tài)的影響。引言研究表明,SCR催化劑(V2O5-WO3(MoO3)/TiO2)對煙氣中的汞的吸附作用較小,不影響煙氣總汞濃度。但經(jīng)SCR后,氣燃煤汞排放作為主要的環(huán)境污染問題之一,其危0態(tài)汞的形態(tài)發(fā)生了較大的改變,Hg濃度從49.01%降至2+害已引起國內(nèi)外研究者及相關(guān)政府部門的關(guān)注,并積730%;而Hg濃度由38.96%上升至82.67%。
3、SCR系統(tǒng)中極開展了這方面的控制研究工作。煤中各種汞化合的NH3對汞形態(tài)轉(zhuǎn)化沒有作用,主要通過系統(tǒng)催化作用下的0物在溫度高于700~800時(shí)就處于熱力不穩(wěn)定狀Cl-Deacon反應(yīng)和中間體(氧化汞)完成HCl對Hg氧化,最0[1]終形成HgCl2。態(tài),隨之分解而形成元素汞(Hg)。表1列舉了幾[2~4]種在燃煤煙氣中的汞化合物的物理特性。表1煙氣中幾種汞化合物的物理特性熔點(diǎn)(或升華點(diǎn))爐膛內(nèi)蒸氣壓/gm-3水溶性汞化合物/(105Pa)>850(105Pa)(20,105Pa)gL-1(20,105Pa)Hg0-39氣態(tài)(沸點(diǎn)@35
4、7)14000!20HgCl0?2.122383轉(zhuǎn)化成氣態(tài)HgHgCl0800690000002276轉(zhuǎn)化成氣態(tài)HgHgS584轉(zhuǎn)化成氣態(tài)Hg0!0.10.0013HgO500轉(zhuǎn)化成氣態(tài)Hg0?53000HgSO4450轉(zhuǎn)化成氣態(tài)Hg0?反應(yīng)通常在煤粉爐中,爐膛溫度范圍大約是1200~1500,幾乎所有煤中的汞(包括無機(jī)汞和有機(jī)汞)0[5]轉(zhuǎn)變成Hg并以氣態(tài)形式停留于煙氣中。在煙氣0流向煙囪出口的過程中,煙氣溫度逐步降低,Hg會與其它煙氣成分及飛灰顆粒發(fā)生一系列化學(xué)物理反0應(yīng),最終煙氣中汞主要以氣相汞(Hg和氧化態(tài)汞2+Hg)和固相顆粒汞(
5、Hgp)形式存在,如圖1所示。[6~7]研究表明,煙氣中汞形態(tài)分布主要與燃煤中氯元素含量和溫度的影響有關(guān),氣相汞在小于4000以HgCl2為主,大于600以Hg為主,400~600之間二者共存。但是受煤種等因素影響,氣相汞的圖1汞在煤燃燒過程中的形態(tài)轉(zhuǎn)化示意圖02+形態(tài)分布變化較大,Hg與Hg比例從90%#10%[8]到10%#90%不等,大約在70%#30%左右。收稿日期:2008-06-10;修訂日期:2008-12-08基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(50476056);國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金資助項(xiàng)目(ZJUCEU2007006
6、)作者簡介:胡長興(1979-),男,浙江余姚人,浙江大學(xué)講師,博士.500熱能動力工程2009年常規(guī)污染物控制設(shè)備對最終排入大氣的汞形態(tài)且連成一串的收集瓶,整個(gè)OH法煙氣流程如圖2有較大的影響。目前我國對燃煤電站污染物控制所示。主要集中于:(1)粉塵控制;(2)SO2污染物控制;(3)NOx污染物控制,主要利用選擇性催化還原(SelectiveCatalyticReduction,SCR)和低NOx燃燒器等技術(shù)。SCR技術(shù)發(fā)明于1959年,20世紀(jì)70年代日本[9]首先將SCR方法用于控制電站鍋爐的NOx排放;到上世紀(jì)末,歐洲超過9
7、0%電廠已裝載SCR系[10]統(tǒng);2002年,日本共有折合總?cè)萘看蠹s為23.1GW的SCR設(shè)備在電力工業(yè)使用;美國到2003年已有超過10GW安裝了SCR系統(tǒng);我國火電廠煙氣脫圖2安大略方法等速汞采樣示意圖[11]硝工作目前也已起步。本研究主要利用燃煤煙氣汞形態(tài)測試標(biāo)準(zhǔn)方法采樣時(shí),在煙囪取樣口插入等速取樣槍,抽氣泵[12]進(jìn)行煙氣等速取樣。抽取的煙氣經(jīng)等速取樣槍和連(安大略法,OH法)對國內(nèi)某300MW機(jī)組的SCR裝置前后煙氣汞形態(tài)進(jìn)行測試分析,結(jié)合SCR技術(shù)接加熱軟管進(jìn)入顆粒過濾器除去飛灰,即得到顆粒反應(yīng)脫除NOx的化學(xué)原理,深入研究了SC
8、R技術(shù)對汞(Hgp);干凈的煙氣經(jīng)一組(8個(gè))裝有化學(xué)吸收液燃煤煙氣汞形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響。的撞擊瓶進(jìn)行汞元素的分別吸收,其中前
