燃煤电厂烟气中汞的控制技术
燃煤烟气汞排放与控制技术浅析

汞与氧化汞。实现汞的超低排放。脱除率70~95%。
二、超低排放系统中汞的协同控制
协同控制技术
SCR催化汞氧 化
汞形态转化反应与催化剂表面活性中心位(V2O5负载量) 密切相关;随温度升高而催化活性增强;烟气HCl提供 反应必需的活性Cl-有重要促进作用;H2O加入降低转化 率;NH3与汞有吸附竞争关系;空速增大有负面影响。 烟气冷却Hg0被吸附/沉积,Hg2+与飞灰表面化学组分反 应而被附着,形成颗粒汞。颗粒汞宜富集于亚微米颗粒 0.125um。除尘脱汞效果与除尘方式、烟气参数、汞形 态等有关。资料显示电除尘器脱总汞的效率为27%,布 袋除尘器58%;颗粒汞的捕集效果分别是49%与99%。 洗涤脱汞率通常在70~90%,主要对氧化汞Hg2+的脱除率 很高,因此受汞形态影响很大。增加CI含量、强酸溶液 、降低温度或增加氧化剂(FeCI3)有利,但SO2对Hg2+有还 原作用而影响脱汞效率,此外进入脱硫废水与石膏中的 汞的二次污染有待控制。 对氧化汞Hg2+与颗粒汞Hgp有一定脱除效果。但是测量 数据有限,部分测量结果未显脱除效果,有待进一步补 充测量数据,加强作用机理研究与影响因素研究
炉前卤素剂添加(SCR-ESP-WFDG)协同脱汞
增强细微颗 粒捕集 抑制二 次污染
四、燃煤烟气汞治理可行技术路线
技术路线三
基于可靠而 超低排放原则
SCR溴化活性炭喷射布袋除尘 WFGD
吸附剂脱汞机理与 高效吸附剂研究 高碳汞比, 高效脱除 高成本
谢 谢谢! 谢! THANK THANKYOU YOU! !
石灰石
空 气 预 热 器
烟 囱
布袋更佳
在垃圾焚烧炉中应用较为成功,中等碳汞比时,脱除率90%。 燃煤电厂使用因存在烟气量大、汞浓度低、停留时间短、其他影响 因素多等原因,造成脱汞成本很高(美国投资约为$2~10/kW,运行 费用约为0.04~0.4美分/kWh。脱汞成本约$14200~70000/磅)
燃煤电厂烟气脱汞技术探讨及适用性探讨

燃煤电厂烟气脱汞技术探讨及适用性探讨燃煤电厂作为能源供应的主要来源之一,在发电过程中会产生大量的烟气排放。
烟气中含有许多有害物质,其中之一就是汞。
汞是一种高毒的重金属,它在环境中的存在对人类和生态系统造成严重危害。
研究燃煤电厂烟气脱汞技术,探讨其适用性具有重要意义。
目前主流的燃煤电厂烟气脱汞技术有湿法脱汞和干法脱汞两种。
湿法脱汞主要包括氧化吸附法和选择性催化还原法。
氧化吸附法是通过将汞氧化为水溶性的汞离子,然后利用吸收剂吸附汞,最后通过控制吸收剂中的pH值或添加还原剂来实现汞的脱附。
选择性催化还原法则是利用选择性催化剂将气态中的汞转化为固态颗粒,然后通过过滤装置将固态颗粒捕获。
干法脱汞技术主要包括活性炭吸附法和氯化法。
活性炭吸附法通过将烟气中的汞气体吸附在活性炭上,进而将活性炭回收,在高温下进行脱附处理,实现汞的去除。
氯化法则是将烟气中的汞与氯化气体反应生成氯化汞,然后通过吸附剂将氯化汞捕获。
这些烟气脱汞技术各有优势和适用性。
湿法脱汞技术工艺相对成熟,处理效果较好,适用于大部分燃煤电厂烟气的脱汞需求。
干法脱汞技术则具有简单、节能、低废水排放等特点,适用于一些小型燃煤电厂中,但对于高浓度汞含量的烟气处理效果较差。
原煤中的汞含量高低直接影响到烟气脱汞技术的应用效果。
高汞含量的煤炭会使得烟气中的汞含量相对较高,从而增加了脱汞技术的难度和成本。
在选择燃煤供应商时,应优先选择低汞含量的煤炭,这可以减少燃烧过程中汞的排放。
燃煤电厂烟气脱汞技术的投资和运营成本也需要考虑。
不同的脱汞技术在设备投资、能耗和副产品处理等方面存在差异,需要根据具体情况综合考虑,选择最适合自身条件的脱汞技术。
燃煤电厂烟气脱汞技术的探讨以及适用性的研究对于减少烟气污染物排放,保护环境和人民健康具有重要意义。
不同的脱汞技术有不同的适用场景,需要根据燃煤电厂的具体情况进行选择和应用。
减少煤炭中汞的含量以及提高燃煤电厂的汞排放标准也是防治烟气汞污染的有效手段。
燃煤电厂烟气中汞的控制技术

燃煤电厂烟气中汞的控制技术大气中汞的来源1 主要来源大气中主要汞污染源为燃煤电厂、水泥厂以及有关矿物材料的开采和加工。
甲基汞同时可从城市废物充填和污水处理厂直接排出。
燃煤电厂是汞向大气排入的最主要来源。
上海市对空气中细粒径颗粒态汞的分析表明,大气中汞的颗粒物来源燃煤约占80%左右。
2 燃煤电厂生产过程汞的迁移转化电厂燃煤中的汞经燃烧通过烟气、飞灰和灰渣以及冲灰水的排放进入大气、土壤和水体。
由于汞具有挥发性,电厂用煤在粉碎过程中已有部分挥发。
煤粉进入炉内,随着温度升高,挥发出的气态汞随着烟气排放。
烟气进入除尘设备后,部分汞被灰颗粒吸附随同残留在灰渣中的汞一块被排入灰场。
进入大气的汞通过干湿沉降进入土壤和水体。
灰渣和冲灰水中的汞进入环境后,其中零价汞比重大,不易溶于水,在靠近排放口处沉淀下来。
二价汞离子在迁移过程中,被底泥和悬浮物中颗粒吸附,渐渐沉降下来。
其它形态的汞在水或沉降物中也可以转化成二价汞。
二价汞在微生物作用下,生成毒性更大的甲基汞和二甲基汞。
火电厂灰场的粉煤灰也会对土壤和地下水造成影响。
汞的危害汞是有剧毒性的微量元素,它具有挥发性和累积性。
汞在空气中传输扩散,最后沉降到水和土壤中,从而对环境和人体健康构成极大隐患。
大气中汞的浓度往往较低,一般不为人们所重视。
如果汞直接或通过大气沉降进入水体,它将以毒性更大的形态-甲基汞在鱼和动物组织中累积。
甲基汞和二甲基汞也可富集于藻类、鱼类和其它水生生物中。
生物累积导致处在食物链顶端的食肉动物体内的汞浓度数千倍甚至数百万倍于水中的汞浓度,从而在整个食物链中富集。
人体汞接触主要通过食用被污染的鱼。
高水平的汞接触将对人的神经系统和生长发育产生影响。
根据汞的接触剂量,它的健康影响依次是:感觉和认知能力的轻微损失、颤抖、不能行走、抽搐和死亡。
长期吃大量从同一汞污染区域捕获的鱼的人汞中毒的风险最大。
尤其对于育龄妇女风险更大,因为胎儿的神经系统对汞更敏感,比成人更容易受到汞的危害。
燃煤电厂烟气脱汞技术探讨及适用性探讨

燃煤电厂烟气脱汞技术探讨及适用性探讨
燃煤电厂是重要的电力能源供应者,同时也是环境污染的重要来源。
其中,汞污染问题备受关注。
汞是一种有害物质,可以导致神经系统损伤等健康问题,对环境也有一定的破坏作用。
为了保护环境和人类健康,需要对燃煤电厂排放的汞进行治理。
本文将探讨燃煤电厂烟气脱汞技术以及适用性。
烟气脱汞技术主要分为几种,包括活性炭吸附、催化氧化、湿法脱硫脱汞等。
目前来看,湿法脱汞技术应用较广泛。
湿法脱汞有两种方法:一种是低氯化物水洗法(ACI),另一种是氧化吸附法(OFA)。
ACI法是指在脱硫的同时,利用水洗把烟气中的汞溶解在水中。
OFA法利用溴化物或碘化物对汞进行氧化转化,然后将氧化后的汞使用活性炭进行吸附。
两种方法各有优缺点,需要根据实际情况选择。
燃煤电厂烟气脱汞技术适用性与燃煤种类、烟气性质、排放水平等有关。
直接燃烧燃煤时,汞在烟气中以元素形式存在,而不是化合物形式。
硫氧化亚氮等污染物会影响汞的脱除效率。
不同燃煤种类汞含量也不同,需要根据具体情况进行不同的处理。
此外,排放水平也是决定脱汞技术适用性的重要因素。
在国内,对燃煤电厂汞的排放标准比较严格,要求各电厂安装汞脱除设备。
因此,燃煤电厂烟气脱汞技术的适用性比较广泛。
总的来说,燃煤电厂的汞污染治理是一种以技术手段为主的治理方式。
根据不同的燃煤种类和排放水平,选择合适的脱汞技术能够有效地降低汞的排放量,保护环境和人类健康。
燃煤电厂汞污染及控制

➢大气汞主要来自于煤和含汞垃圾的燃烧、金属矿物冶炼,以及生产工 艺涉汞行业(电池、荧光灯、温度计和PVC等生产工艺)。 ➢2009年我国煤炭消费超过30亿吨,其中50%用于电厂。考虑到我国对 电力需求的高速增长在未来一段时间内还将继续,电厂燃煤总量也将保 持高速增长趋势。同时,电厂是集中排放,较其他排放源更易于控制, 燃煤电厂的控制能在很大程度上实现中国汞排放总量的消减。
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二、全球大气汞污染形势和控制现状
2.1 全球汞污染——汞污染具有全球性
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二、全球大气汞污染形势和控制现状
2.1 全球汞污染——利用模型估算全球汞循环
工业革命后人为 活动增加了大气 中250%的汞, 地表水中25%的 汞,深海洋中 11%的汞。
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( Sunderlan and Mason,2007)
二、全球大气汞污染形势和控制现状
2.1 全球汞污染——全球自然和人为大气汞排放量
➢总排放量为 7710吨 ➢自然源大气 汞排放量为 5207吨,其中 海洋排放2682 吨。 ➢人为源排放 量为2503吨, 其中燃煤燃油 排放1422吨。
编辑ppt (Nicola Pirrone, Sergio Cinnirella, Xinbin Feng, et al,2008) 8
年份
其他有色金属冶炼 锌冶炼 其他燃煤 燃煤电厂 电池/荧光灯生产 水泥生产 汞冶炼 其他
(ye wu, shuxiao wang, David G. Streets, et al., Environ. Sci. Technol., 2006, 40 (17), 5312-5318)
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燃煤电厂汞排放控制技术介绍

燃煤电厂汞排放控制技术简介摘要:本文浅要分析了汞在燃煤中旳赋存形态及其排放特性,并根据影响汞清除率旳重要原因,简要简介了目前某些汞排放控制技术。
关键词:赋存形态清除率洗煤活性炭序言汞是目前重要旳全球性污染物之一,在大气中停留时间长、毒性大,并且具有生物累积作用,对人群健康构成很大威胁。
全球每年排放到大气中旳汞总量约为5000吨,而燃煤过程中汞排放占相称大旳比重。
根据美国环境保护署(EPA)1997年给美国国会旳汞研究汇报显示,燃煤电厂是最大旳汞排放污染源。
与燃油相比,燃煤产生旳汞排放要高出10倍到100倍。
因此燃煤电厂对于汞污染物旳排放控制刻不容缓。
一、汞在燃煤中旳赋存形态及其排放特性要控制燃煤电厂汞排放,就必须先理解汞在燃煤中旳存在形态及其特性,以便对症下药。
煤中大部分汞是以固溶物形式存在于黄铁矿中,以硫化物结合态、有机物结合态和残渣态存在,也也许有部分微细旳独立汞矿物分布在黄铁矿和有机物组分中。
汞是煤中较易挥发旳痕量元素之一。
煤粉通过燃烧,其中旳汞重要分为两部分:一部分伴伴随灰渣旳形成,直接存留于灰渣和飞灰中;另一部分在火焰温度下伴随煤中黄铁矿(Fes:)和朱砂(HgS)等含汞物质旳分解,以单质形态释放到烟气中。
,由于炉内高温,单质汞是煤粉中旳汞在火焰温度下存在旳重要形式。
当烟气流出炉膛,流经换热面,烟气温度逐渐减少时,一部分旳气相单质汞会被飞灰通过物理吸附、化学吸附和化学反应等途径吸取,从而转化为以颗粒态存在旳汞№(P),这一部分包括HgC12、HgO、HgSO4和HgS等。
一部分旳气相单质汞在烟气温度减少到一定范围时,会被烟气中旳含氯物质氧化而生成气相氯化汞(HgC12)。
目前学术界认为烟气中气态二价态汞多数为HgCl2(g)。
最终尚有一部分气相单质汞仍保持不变,随烟气排出。
研究表明,在空气污染控制器旳上游烟气中旳气相汞中Hg2+占50 ~80%,单质汞Hg0占20 ~50%。
二、影响汞清除率旳重要原因燃煤烟气中旳汞重要有三种形态:二价汞(Hg2+)、单质汞(Hg0)、颗粒汞(Hg P)。
燃煤电厂中汞的排放与控制的研究

燃煤电厂中汞的排放与控制的研究摘要:本文对煤中微量元素汞的含量以及燃煤烟气中汞的排放情况进行了论述,综述了重金属汞在煤中的存在形态及在燃煤电站中的转化过程,并重点介绍了燃煤烟气中重金属汞的控制方法的最新研究进展,分析了燃煤电厂在汞的控制方面存在的主要问题,并结合我国国情提出了相关建议。
关键词:燃煤电厂;烟气;汞;排放;控制Keywords: coal-fired power plant; flue gas; mercury; emission; control0引言汞对已知的任何生物没有作用,人们很久以前就认识到汞是一种有毒的物质,且属于毒性最强的元素之一。
汞污染对生态环境的影响虽然比较缓慢,但进入生态环境的汞会产生长期的危害,特别是有机汞污染环境后,对人类造成严重威胁。
自然界中汞有三种价态,零阶汞Hg0,一价汞Hg+和二价汞Hg2+。
零阶汞易挥发,且难溶于水,是大气环境中相对比较稳定的形态,在大气中的停留时间很长,平均可达1年左右,可以在大气中被长距离地输运而形成大范围的汞污染。
造成汞环境污染的来源主要是天然释放和人为两方面。
从局部污染来看:人为来源是相当重要的。
以美国为例[1],美国每年汞的排放量占全世界向大气排放汞总量的3%,大约150t左右,其中占33%、份额最大的当属燃煤电站,约50t,垃圾焚烧炉年排放汞量约占20%,医疗垃圾焚烧约占10%。
对于燃煤过程,汞主要是以气态形式排放。
汞的电离势高,高电离势决定了汞易变为原子的特性,因而汞易迁移,难富集,利用一般的污染物控制装置无法有效捕捉而排入大气。
由于全球煤炭消耗量巨大,汞经由燃煤过程的迁移、转化已成为它在生物圈内循环的一个重要途径。
本文在参阅大量文献的基础上,从煤中汞的存在形态谈起,论述了燃煤电站中汞的形态转化过程,简要论述目前学术界对燃煤电站中汞的排放形式及其控制方法,并对该领域的研究提出了一些看法。
1 煤中汞的含量及燃煤烟气中汞的排放情况1.1 煤中汞的含量我国是一个燃煤大国,能源消耗主要以煤炭为主,因而由燃煤造成的汞污染问题也相当严重。
燃煤电厂烟气脱汞技术探讨及适用性探讨

燃煤电厂烟气脱汞技术探讨及适用性探讨随着环保意识的日益增强,对大气污染物排放的管控要求也越来越严格。
重金属汞是大气污染物中的重要组成部分,其对人体健康和环境造成的危害不容忽视。
燃煤电厂是重要的大气污染源,因此研究和开发燃煤电厂烟气脱汞技术显得尤为重要。
本文将对燃煤电厂烟气脱汞技术进行探讨,并对其适用性进行研究。
一、烟气中汞的来源燃煤电厂烟气中的汞主要来自煤燃烧过程中。
煤中的汞以无机汞和有机汞的形式存在,当煤燃烧时,这些汞会随着烟气排放到大气中。
燃煤电厂的脱硫设备也会影响烟气中汞的形式和浓度。
研究燃煤电厂烟气脱汞技术需要充分了解汞的来源和形态。
二、烟气脱汞技术现状目前,燃煤电厂烟气脱汞技术主要有化学吸附、烟气净化装置优化、催化氧化和活性炭吸附等方法。
化学吸附是目前应用较为广泛的脱汞技术,它可以有效去除烟气中的汞。
烟气净化装置优化是通过优化燃烧工艺和净化装置结构,减少烟气中汞的排放。
催化氧化利用催化剂催化烟气中的汞,将其转化为易于捕集的形式。
活性炭吸附则是利用活性炭的吸附性能来去除烟气中的汞。
烟气脱汞技术的适用性取决于多个因素,包括燃煤种类、燃烧工艺、以及烟气排放特点等。
不同的燃煤种类含汞量不同,因此需要根据燃煤种类选择合适的脱汞技术。
燃烧工艺也会影响汞的形态和浓度,因此需要根据具体燃烧工艺确定脱汞技术。
燃煤电厂烟气排放特点也需要考虑,包括烟气温度、湿度、压力等参数。
综合考虑这些因素,选择合适的烟气脱汞技术对于燃煤电厂来说至关重要。
随着汞排放标准的不断提高,烟气脱汞技术也在不断发展和完善。
未来,烟气脱汞技术将朝着高效、低成本、易操作的方向发展。
化学吸附技术的发展将成为主要趋势,新型吸附剂和吸附工艺的应用将大大提高脱汞效率和降低成本。
烟气净化装置优化和催化氧化技术也将成为发展重点,通过优化工艺和结构来提高脱汞效率。
烟气脱汞技术的发展趋势将更加注重提高脱汞效率和降低成本。
五、结语燃煤电厂烟气脱汞技术的研究和应用对于环境保护和人民健康具有重要意义。
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大气中汞的来源1 主要来源大气中主要汞污染源为燃煤电厂、水泥厂以及有关矿物材料的开采和加工。
甲基汞同时可从城市废物充填和污水处理厂直接排出。
燃煤电厂是汞向大气排入的最主要来源。
上海市对空气中细粒径颗粒态汞的分析表明,大气中汞的颗粒物来源燃煤约占80%左右。
2 燃煤电厂生产过程汞的迁移转化电厂燃煤中的汞经燃烧通过烟气、飞灰和灰渣以及冲灰水的排放进入大气、土壤和水体。
由于汞具有挥发性,电厂用煤在粉碎过程中已有部分挥发。
煤粉进入炉内,随着温度升高,挥发出的气态汞随着烟气排放。
烟气进入除尘设备后,部分汞被灰颗粒吸附随同残留在灰渣中的汞一块被排入灰场。
进入大气的汞通过干湿沉降进入土壤和水体。
灰渣和冲灰水中的汞进入环境后,其中零价汞比重大,不易溶于水,在靠近排放口处沉淀下来。
二价汞离子在迁移过程中,被底泥和悬浮物中颗粒吸附,渐渐沉降下来。
其它形态的汞在水或沉降物中也可以转化成二价汞。
二价汞在微生物作用下,生成毒性更大的甲基汞和二甲基汞。
火电厂灰场的粉煤灰也会对土壤和地下水造成影响。
汞的危害汞是有剧毒性的微量元素,它具有挥发性和累积性。
汞在空气中传输扩散,最后沉降到水和土壤中,从而对环境和人体健康构成极大隐患。
大气中汞的浓度往往较低,一般不为人们所重视。
如果汞直接或通过大气沉降进入水体,它将以毒性更大的形态-甲基汞在鱼和动物组织中累积。
甲基汞和二甲基汞也可富集于藻类、鱼类和其它水生生物中。
生物累积导致处在食物链顶端的食肉动物体内的汞浓度数千倍甚至数百万倍于水中的汞浓度,从而在整个食物链中富集。
人体汞接触主要通过食用被污染的鱼。
高水平的汞接触将对人的神经系统和生长发育产生影响。
根据汞的接触剂量,它的健康影响依次是:感觉和认知能力的轻微损失、颤抖、不能行走、抽搐和死亡。
长期吃大量从同一汞污染区域捕获的鱼的人汞中毒的风险最大。
尤其对于育龄妇女风险更大,因为胎儿的神经系统对汞更敏感,比成人更容易受到汞的危害。
燃煤汞的形态锅炉燃烧过程中,煤中汞受热挥发以汞蒸汽的形式存在于烟气中,在炉内高温条件下,几乎所有煤中的汞(包括无机汞和有机汞)转变成元素汞并以气态形式停留于烟气中。
据估计,残留在底灰中的汞含量一般小于总汞的2%[4]。
王起超等[5]的研究认为,粉煤炉底灰中的汞含量应略高一些,大约占到7%。
但是,绝大部分汞随烟气排放进入大气中。
因此,煤燃烧过程中汞的排放研究应以烟气中汞的形态转化规律为重点。
锅炉燃烧烟气中汞的形态主要有气态元素态汞(Hg0)、气态二价汞(Hg2+)和颗粒态汞(Hgp)三种形态存在。
不同形态的汞在大气中物理和化学性质有很大差异。
在锅炉燃烧过程中,煤中的汞几乎全部以HgO的形式进入烟气中,部分Hg0在烟气冷却过程中被氧化,其中以HgCL2为主,另外还有HgO、HgSO4和Hg(NO3)2?2H2O。
颗粒态的固相汞容易被飞灰吸附,经过除尘装置时能被除尘器去除,转化到灰渣中。
Hg2+化学性质不稳定,在烟气中易被氧化,这部分汞所占比例较高且相对较容易被去除。
而元素汞Hg0具有较高的蒸汽压且难溶于水,是相对比较稳定的形态,难以被污染控制设备收集而直接排入大气,所以提高Hg0氧化成Hg2+的比例,可有效控制燃煤电厂汞的排放量。
燃煤电厂烟气脱汞技术目前,有关汞排放控制技术的研究主要有三种:燃烧前脱汞、燃烧中脱汞和燃烧后脱汞。
燃烧前脱汞是一种物理清洗技术,根据煤粉中有机物质与无机物质的密度以及有机亲和性的不同,通过浮选法除去原煤中的部分汞,阻止汞进入燃烧过程。
一般而言,燃烧前脱汞可获得大约37 %的去除率,但是燃烧前脱汞技术并不能完全解决汞的排放控制问题。
有关燃烧过程中脱除汞的研究很少。
燃烧后脱汞(即烟气脱汞)是未来电厂汞污染控制的主要方式,其脱汞效率也比较好,烟气脱汞主要有以下几种方法:吸附剂法、化学沉淀法和化学氧化法。
燃烧前脱汞技术燃烧前脱汞是一种新的污染防治战略,是一种物理清洗技术,是建立在煤粉中有机物质和无机物质的密度不同以及它们的有机亲和性不同的基础上的。
主要方法有:(1)低成本的选煤。
微量有害元素富集在煤中的矿物杂质中,如煤中汞与黄铁矿物密切相关,根据其间的相关性采用传统的重介选和泡沫浮选,以及更先进的洗煤技术能减少煤中的汞含量,达到减排燃煤汞排放的目的。
有研究表明,传统的洗煤技术能够去除煤中约38.8%的汞,而先进的化学物理洗煤技术去除率能够达到64.5%。
与燃烧后净化设备去除相比具有较大的经济效益优势。
(2)烟煤温和热解。
根据汞的挥发特性,在不损失碳素的温度条件下,烟煤温和热解从而降低汞的排放量。
美国针对高挥发分烟煤和低挥发分烟煤温和热解后与原煤进行试验比较,发现温和热解能有效降低汞的排放量。
温和热解去除有害物的观点为我们提供了一种新的污染防治战略。
燃烧前脱汞技术燃烧前脱汞是一种新的污染防治战略,是一种物理清洗技术,是建立在煤粉中有机物质和无机物质的密度不同以及它们的有机亲和性不同的基础上的。
主要方法有:(1)低成本的选煤。
微量有害元素富集在煤中的矿物杂质中,如煤中汞与黄铁矿物密切相关,根据其间的相关性采用传统的重介选和泡沫浮选,以及更先进的洗煤技术能减少煤中的汞含量,达到减排燃煤汞排放的目的。
有研究表明,传统的洗煤技术能够去除煤中约38.8%的汞,而先进的化学物理洗煤技术去除率能够达到64.5%。
与燃烧后净化设备去除相比具有较大的经济效益优势。
(2)烟煤温和热解。
根据汞的挥发特性,在不损失碳素的温度条件下,烟煤温和热解从而降低汞的排放量。
美国针对高挥发分烟煤和低挥发分烟煤温和热解后与原煤进行试验比较,发现温和热解能有效降低汞的排放量。
温和热解去除有害物的观点为我们提供了一种新的污染防治战略。
燃烧后脱汞技术燃烧后脱汞(烟气脱汞)可能是未来电厂汞污染控制的主要方式。
随着除尘和烟气脱硫脱氮的各种污染控制设备的更加广泛应用,如何有效的与现有的污染控制设备结合,进而提高汞的脱除效率将成为研究重点。
烟气脱汞主要方法有:(1)静电除尘器。
目前电厂以电除尘器为主,且除尘效果较好,一般可达99%以上。
烟气中以颗粒态形式存在的固相汞在经过电除尘器时可以得到去除。
但以颗粒态形式存在的汞占煤燃烧中汞排放的比例较低,且这部分汞大多存在于亚微米级颗粒中,而一般电除尘器对这部分粒径范围内的颗粒脱除效果较差,因此电除尘器的除汞能力有限。
(2)布袋除尘器。
布袋除尘器能够脱除高比电阻粉尘和细粉尘,尤其在脱除细粉尘方面有其独特的效果。
由于细颗粒上富集了大量的汞,因此布袋除尘器在脱除烟气中汞有很大的潜力。
经过布袋除尘器后能去除约70%的汞,高于电除尘器的脱汞效率。
但由于受烟气高温影响,同时袋式除尘器自身存在滤袋材质差、寿命短、压力损失大、运行费用高等局限性,限制了其使用。
(3)湿式除尘器和机械式除尘器。
这两种除尘器除尘效果较低,对富集汞的细颗粒物的脱除效果很差,这直接导致了其除汞效率不高。
尽管烟气在经过湿式除尘器时,部分氧化态汞可能溶于液体中,但因为溶解的Hg2+可能会还原成Hg0而重新进入烟气,该因素并没有大大提高湿式除尘器的汞脱除效率。
(4)脱硫设施。
脱硫设施温度相对较低,有利于Hg0的氧化和Hg2+的吸收,是目前汞去除最有效的净化设备。
特别是在湿法脱硫系统中,由于Hg2+易溶于水,容易与石灰石或石灰吸收剂反应,能去除约90%的Hg2+。
Hg2+所占比例是影响脱硫设施对汞去除率的主要因素,因此提高烟气中Hg2+的比例,将直接影响脱硫设施对汞的去除效果。
在湿法脱硫系统中,洗涤液有时会使氧化态汞通过还原反应还原成元素汞,造成汞的二次污染。
使用一些化学添加剂能够阻止这种情况发生。
(5)脱硝设施。
有选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)是两种常用的脱硝工艺。
目前电厂通过低氮燃烧一般能达到氮氧化物排放标准,因此脱硝工艺设备使用较少。
脱硝工艺能够加强汞的氧化而增加将来烟气脱硫(FGD)对汞的去除率,在该工艺除汞具有很大的潜在空间。
燃烧后脱汞之吸附剂法吸附法主要是利用多孔性固态物质的吸附作用来处理污染物的一种常用方法。
包括物理吸附和化学吸附两种方式,物理吸附是由于分子间相互作用产生的吸附,没有选择性,吸附强度好,具有可逆性,是放热过程;化学吸附是靠化学键力相互作用产生的吸附,这种吸附选择性好、吸附力强、具有不可逆性,是吸热过程。
一般吸附都兼有物理吸附、化学吸附功能,两种吸附过程可以同时进行。
目前,用于烟气脱汞的吸附剂主要有:活性炭、飞灰和金属吸收剂。
(1)活性炭在烟气中喷入活性炭是烟气脱汞技术最为集中且较成熟的一种方法,脱汞率可达96%。
胡长兴等人[1]在模拟燃煤烟气流动反应试验台上, 对喷射吸附脱汞过程中影响活性炭喷射量的汞浓度、停留时间、温度、除尘设备等因素进行了试验研究。
虽然活性炭吸附剂在脱除汞方面有着很高的效率,但仍然存在价格昂贵,经济可行性不高等问题,并且还存在很多技术难题。
(2)飞灰燃煤过程中产生的飞灰作为一种廉价的吸附剂受到越来越多人的关注,飞灰对汞的吸附主要通过物理吸附、化学吸附、化学反应以及三者结合的方式,飞灰吸附主要受到温度、飞灰粒径、碳含量、烟气气体成分以及飞灰中无机成分对汞的催化等因素的影响,并且飞灰中的多种金属氧化物对Hg0有不同程度的催化氧化作用,如CuO和Fe2O3等。
王立刚、陈昌和[2]将飞灰残炭对汞的吸附能力与商业活性炭进行了对比实验,实验表明:在低汞浓度条件下,残炭飞灰对汞的吸附能力与商业活性炭差距并不显著,但在高汞浓度条件下,活性炭对汞的吸附能力则比较有优势,从技术、经济角度综合考虑,未燃尽残炭作为廉价的吸附剂,对于低汞浓度的燃煤烟气的汞污染控制具有独特的优势。
(3)金属吸收剂金属吸收剂是利用特定的金属与汞形成合金来除去烟气中的汞,这种新形成的合金能够在提高温度的情况下进行可逆反应,实现汞的回收以及金属的循环利用,并且,金属吸收率与汞的化学形态无关,这样采用金属吸收剂就可很好的去除单质汞。
燃烧后脱汞之化学沉淀法化学沉淀法是通过化学试剂与汞发生化学反应生成沉淀,从而将汞除去,目前,应用比较多的方法主要有以下几种:(1)碘化钾溶液洗涤法这是我国自行开发的方法,含汞烟气进入脱汞塔,与塔内碘化钾溶液接触,汞被氧化与循环溶液中的碘发生反应生成碘汞络合物,从而将烟气中的汞除掉。
此方法可达到97%的脱汞率。
流程图见图1所示。
(2)氯化法除汞该方法是由挪威公司开发的,烟气进入脱汞塔,在塔内与喷淋的HgCl2溶液逆流洗涤,烟气中的汞蒸汽被HgCl2溶液氧化(30-40℃条件下)生成Hg2Cl2沉淀,从而将Hg0去除。
反应式如下:HgCl2+Hg →Hg2Cl2 ↓通常,将生成的一部分Hg2Cl2沉淀用Cl2氧化,使Hg2Cl2再生为HgCl2溶液以便循环使用。