活性炭法-燃煤电厂烟气脱汞技术现状分析与展望

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烟气脱汞新思路

烟气脱汞新思路

烟气脱汞新思路煤炭是我国的主要燃料能源,其平均含汞量在0.10 ug/g。

虽然其含汞量较低,但由于其消耗量巨大,我国每年因燃煤向大气中排放的汞达到数百吨之多。

汞及其化合物大多有剧毒,可通过呼吸道、皮肤和消化道等不同途径侵入人体,会造成神经性中毒和深部组织病变,而且其在生物和人体中具有累积性。

2011年2月国务院正式批复《重金属污染综合防治“十二五”规划》以及正在编制的《“十二五”重点区域大气污染联防联控规划》都对燃煤电厂烟气汞排放控制工作做了安排,相关试点已启动。

目前,燃煤电厂还没有一项成熟的脱汞技术,最常用的是烟气中喷入活性炭,但该技术费用过高。

因此,开发出一种价廉脱汞效率高、联合脱除NOx、SO2的方法显得尤为重要。

烟气中的汞有气态单质汞(Hg0)、气态二价汞(Hg 2+)、颗粒态汞(Hg p)3种形态。

现有大气污染控制技术协同脱汞1)、除尘装置目前,我国火电厂主要使用电除尘器(ESP)和布袋除尘器(FF)。

有研究表明,电除尘器和布袋除尘器同时使用,烟气汞脱除效率为34%~87%。

布袋除尘器由于在脱除高比电阻粉尘和亚微米级颗粒方面有独特效果,从而可以有效减少气态汞的排放量,对气态汞的排放量可减少70%-90%。

但是,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。

2)、湿法脱硫装置(WFGD)烟气脱硫装置温度较低,有利于Hg0的氧化和Hg2+的吸收,是目前除汞最有效的净化设备。

特别是在WFGD中,由于Hg2+易溶于水,容易与石灰石或石灰吸收剂反应,因此WFGD可以将烟气中80%~95%的Hg2+除去,但对于不溶于水的Hg0捕捉效果不显著。

3)、烟气脱硝装置选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)是两种常用的脱硝工艺。

该两种工艺能够将Hg0氧化成Hg2+,而增加后续烟气脱硫设施对汞的去除率,一般前者应用较多。

目前,我国火电行业基本已全部完成SCR脱硝改造。

燃煤电厂烟气脱汞技术的研究

燃煤电厂烟气脱汞技术的研究
案例二
某地区采用电子束联合袋式除尘器的方法,通过优化参数和流程,成功将烟气中的汞含量降低30%, 有效控制了汞的排放。
烟气脱汞技术在实际应用中存在的问题和解决方案
问题一
某些脱汞技术在实际应用中存在设备投资 大、运行成本高的问题。
解决方案一
通过优化设备设计和流程,降低投资和运 行成本,提高设备的性价比。
THANKS
感谢观看
技术成本高
设备占地面积大
目前烟气脱汞技术普遍存在投资成本和运行 成本高的问题,需要进一步降低成本才能广 泛应用。
部分烟气脱汞技术需要使用大型设备,占用 较大的厂区空间。
运行维护困难
汞的二次污染
烟气脱汞技术的运行维护涉及到复杂的化学 反应和物理过程,需要专业技术人员进行操 作和维护。
部分烟气脱汞技术可能存在汞的二次污染问 题,需要加强废水处理和汞的回收利用。
效率、吸附剂寿命等。
结果分析
通过对实验结果的分析,得出了 不同脱汞技术的优缺点和适用条 件,同时对影响脱汞效率的关键 因素进行了分析和讨论。
结论
根据实验结果和分析,得出了燃煤 电厂烟气脱汞技术的最佳方案和未 来研究方向。
04
燃煤电厂烟气脱汞技术应用
烟气脱汞技术在实际中的应用案例
案例一
某燃煤电厂采用活性炭吸附法进行烟气脱汞,经过改造后,烟气中的汞含量降低了60%,效果显著。
电化学法
利用电解原理,将汞离子在阴极上 还原成金属汞,再收集利用。
国内外烟气脱汞技术发展现状
国外
美国、日本等国家在烟气脱汞技术方面研究较早,已成功开 发出多种高效脱汞技术,并应用于实际生产中。
国内
随着环保要求的提高,国内燃煤电厂开始逐步引进或研发烟 气脱汞技术,但整体技术水平与国外仍有差距。

燃煤电厂烟气汞排放控制研究现状及进展

燃煤电厂烟气汞排放控制研究现状及进展

燃煤电厂烟气汞排放控制研究现状及进展1燃煤电厂汞的排放煤作为一次能源的主要利用方式是燃烧,其燃烧产物会对环境造成严重的破坏。

全世界发电用煤量巨大,燃煤电厂是导致空气污染的最大污染源之一。

在煤燃烧造成的污染物中,除SO2、NO X和CO2外,还有各种形态的汞排放。

汞是煤中的一种有毒的重金属痕量元素,具有剧毒性、高挥发性、生物体内沉积性和迟滞性长等特点。

全球每年排放到大气中的汞总量约为5000吨,其中4000吨是人为的结果,而燃煤过程的汞排放量占30%以上。

由于我国一次性能源以煤炭为主,原煤中汞的含量变化范围在0.1~5.5mg/kg,煤中汞的平均含量为0.22mg/kg,是世界范围内煤中平均汞含量的1.69倍。

根据相关报道,预计2010年中国电煤总需求量为16亿t,以煤炭含汞量为0. 22mg/kg,电厂平均脱汞效率为30%计, 2010年燃煤电厂汞排放量约为246. 4 t。

因此燃煤所造成的环境汞污染形势不容乐观,对其排放控制不容忽视。

2 烟气中汞的存在形式及其影响因素2.1 汞的存在形式烟气中汞的存在形式主要包括3种:单质汞(Hg0)、化合态汞(Hg+和Hg2+)和颗粒态汞。

其中单质汞(Hg0)是烟气中汞的主要存在形式。

烟气中汞的存在形态对汞的脱除有重要影响。

不同形态汞的物理、化学性质差异较大,如化合态汞易溶于水,并且易被烟气中的颗粒物吸附,因此易被湿法脱硫设备或除尘设备脱除。

颗粒态汞也易被除尘器脱除。

相反单质汞挥发性高、水溶性低,除尘或脱硫设备很难捕获,几乎全部释放到大气中,且在大气中的平均停留时间长达半年至两年,极易在大气中通过长距离大气输送形成广泛的汞污染,是最难控制的形态,也是燃煤烟气脱汞的难点。

2.2 影响汞存在形态的主要因素2.2.1 燃煤种类的影响燃烧所用煤种不同,烟气中汞的形态分布也不同。

烟煤燃烧时,烟气中Hg2+含量较高,Hg0含量偏低;而褐煤在燃烧时,烟气中Hg0的含量却较高。

燃煤电厂汞减排技术研究现状

燃煤电厂汞减排技术研究现状

大 部 分 的 现 有 烟 气 处 理 设 备 对 汞 的 减 排 都 具 有 一 定 的
作用. 但不 同的设 备对 烟气 中不 同形态 的汞 的捕 捉能力 有所 不同. 因而单 独的 除汞能 力相 对有 限 . 或者 需要 比较 苛刻 的 条 件才 能保 证较好 的汞去 除效果 。因此 , 用设 备联用 的方 采

把煤 中 的汞 转移 到了废液 中 . 煤后产 生的浆 液 的处 理是个 洗 新 的问题 . 同时该 方法无 法有效 去除煤 中与有机 碳结 合在一
起 的 汞 热处理 技术 是利用汞高 挥发性 的特 点 . 高 温环 境下把 在 222 脱 硫 设 备 协 同 除 汞 ..

脱 硫设 备在 控制 燃煤 电厂烟 气 S , 0 排放 中发挥 着重 要 的作 用 。由于烟气 中的 H 极易 溶于水 或者其 他吸 收液体 ,
例 在 3 %左 右 的燃煤 烟气 .经过 E P后其 浓度 平均 可 以降 0 S 至5 %左右 。高洪 亮等 [ 8 ] 研究 发现 , 燃用 石煤 产生 的烟气通 过 E P后 气 态 汞 的 含 量 约 降低 13 ( 中 Hg 的下 降 最 为 明 S / 其  ̄ 显) .颗 粒汞 下 降 9 .%, S 65 E P对 烟气 中汞 的脱 除效 率 可 达 5 .% 可 以看 出 . S 97 E P的除汞能力 在很大程 度上受 到飞灰 含 量、 粒径 以及含 碳量 的影响 。美 国电科 院( P I对 干式 电除 E R) 器之 后增加 一个湿式 电除 器( S 的工艺进行 小 型试验后 WE P)
烧 烟煤的 电厂 飞灰可捕 捉烟气 中 3 %的汞蒸气 赵永椿等 _ 0 6 _ 在研究 燃煤 飞灰 的吸 附脱 汞能力后发 现 . T > 0 C L 10和 C S > TR

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

燃煤电厂烟气脱汞技术探讨及适用性探讨随着全球变暖日益加深,人们发现罪魁祸首是一些气体在破坏大气层,使得紫外线的强度很大这才导致全球变暖。

而那些气体大多数都是些酸性气体比如二氧化硫和一些氮氧化物,这些气体的超标排放有一部分是因为燃煤的气体产生的。

众所周知,我国的能源体系的核心还是以煤炭能源为主,但是煤炭这种能源排出的气体污染程度最大,在这些有害成分中有一种成分对人体的伤害最大——重金属汞。

所以现在对于煤炭的清洁方法层出不穷,为了使得煤炭这种在我国能源结构中占有很大一部分的能源达标,对于燃煤烟气必须脱汞。

本文通过对脱汞技术的探讨从现在用的一些方法,比如氧化吸收法,催化氧化法等的研究现状和这些方法的优缺点分析,得出这些方法的适用性,希望可以从中给出一些建议来最大程度的降低燃煤烟气中的重金属汞的含量。

标签:燃煤电厂;烟气脱汞;技术探讨;适用性我国的能源体系不是那么复杂,煤炭能源在我国的能源体系中始终占到举足轻重的地位。

因为我国的煤炭资源储量丰富,在我国的山西等地方,煤炭几乎是每家每户的院子里都可以挖到,所以山西也凭借煤炭大省发展迅速。

而且煤炭能源开发成本很低,在我国经济发展迅速的阶段,这种能源无疑为我国发展起到了一个巨大推动作用。

1 我国燃煤电厂的现状随着我国的经济发展已经初具规模,我国对于环境问题也开始重视起来,那么由于我国初期对于煤炭的处理很简单,导致燃煤烟气中的很大一部分有害物质都严重超标,比如一些酸性气体的排放,我国一些燃煤工厂所排放的酸性气体比安全的含量都超标了好几十倍。

而且燃煤烟气中存在一种对于人体有很大危害的成分,重金属汞。

重金属会破坏人体中的蛋白质,极大的损害人们的身体健康。

而且重金属中毒基本上是没有治疗手段的,所以我们要做的就是降低汞的排放量,使其达到一个安全的含量。

2 对于酸性气体的控制设备对汞的脱除有协同作用现在由于我国开始对于酸性气体的控制,使得煤炭能源中所含有的硫元素和氮元素含量都大大降低。

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。

电厂烟气脱汞技术研究与应用

 电厂烟气脱汞技术研究与应用

电厂烟气脱汞技术研究与应用电厂烟气脱汞技术研究与应用1. 概述烟气中的汞排放是造成环境污染和生态危害的主要因素之一。

电厂作为汞排放的主要源头之一,其烟气脱汞技术的研究与应用具有重要意义。

本文将探讨当前电厂烟气脱汞技术的研究进展和应用现状。

2. 电厂烟气汞排放特点电厂烟气中的汞主要来自煤炭燃烧过程,其化学形态复杂,分为元素态汞、无机汞和有机汞。

煤炭的硫、氯含量、燃烧方式、烟气温度等因素都会影响烟气中汞的排放。

电厂烟气中汞的浓度较高,对环境和人体健康造成潜在风险。

3. 电厂烟气脱汞技术分类目前,电厂烟气脱汞技术主要分为物理吸附法、化学添加剂法和湿法脱汞法。

物理吸附法主要利用活性炭等材料吸附烟气中的汞;化学添加剂法通过向燃烧系统添加氯化物或硫化物来提高汞的捕集效率;湿法脱汞法包括湿式电除尘、湿式脱硫和湿式脱硝等,可以同时去除多种污染物,但操作复杂且能耗较大。

4. 电厂烟气脱汞技术研究进展近年来,针对电厂烟气脱汞技术的研究不断取得重要进展。

例如,研究人员利用新型吸附材料如硫化纳米粒子和纳米杂化材料等提高汞的捕集效率;利用化学添加剂如活化炭、金属氯化物和氨水等改善汞的脱附效果;研究湿法脱汞技术的优化和改进,提高其脱汞效率和降低运行成本。

5. 电厂烟气脱汞技术应用现状目前,电厂烟气脱汞技术已经在一些发达国家和地区得到广泛应用。

例如,美国采用了大量活性炭吸附技术来控制烟气中的汞排放;中国也在不断推广应用湿法脱汞技术,如利用半干法和湿式电除尘系统对烟气进行处理。

然而,仍然存在一些问题,如技术成本高、废弃物处理难题等,需要进一步研究和改进。

6. 电厂烟气脱汞技术展望未来,电厂烟气脱汞技术的研究将继续深入。

首先,应加强对电厂燃煤过程中汞生成与迁移行为的研究,为脱汞技术的改进提供理论依据。

其次,可以探索多技术联合应用的方式,提高脱汞效率和降低成本。

最后,还需要加强对脱汞技术的监测和评估,确保其在实际应用中的有效性和可行性。

燃煤电厂烟气脱汞技术的

燃煤电厂烟气脱汞技术的
膜分离技术
利用特定的膜材料,选择性地将烟气中的汞分离出来。该技术具有高效 、节能的优点,但膜材料的耐久性和成本是需要解决的问题。
各种脱汞技术的优缺点
活性炭喷射技术优点
简单易行,适用范围广。缺点:活性炭消耗量大,二次污染风险 高。
氧化吸收技术优点
脱汞效率高,适用于高浓度汞排放源。缺点:氧化剂和吸收剂选择 和配方关键,可能产生二次污染物。
利用活性炭对汞的吸附作用,将活性炭 喷入烟气中,从而实现对汞的去除。此 技术具有去除效率高、操作简便等优点 。
VS
新型金属氧化物吸附剂
研究人员正在开发新型金属氧化物吸附剂 ,如锰氧化物、铁氧化物等,这些吸附剂 具有较高的汞吸附容量和选择性。
未来烟气脱汞技术的挑战
汞的低浓度与复杂性
01
烟气中汞的浓度通常较低,且存在多种形态,对脱汞技术的效
技术的运行成本和环境风险。
智能化监控
借助物联网、大数据等先进技术 ,建立智能化监控系统,实时监 测烟气中汞的浓度、分布和脱除 效果,为优化运行提供科学依据

03
燃煤电厂烟气脱汞技术的 应用
燃烧前脱汞
煤洗选
通过洗选的方式去除燃煤中的汞,降 低燃烧过程中汞的释放。但此方法对 煤中汞的去除效果有限,通常只能去 除部分表面的汞。
02
烟气脱汞技术概述
现有烟气脱汞技术简介
01
活性炭喷射技术
利用活性炭的吸附性能,将活性炭喷入烟气中,吸附其中的汞。该技术
具有简单、易行的优点,但活性炭的消耗量大,且容易产生二次污染。
02 03
氧化吸收技术
通过氧化剂将烟气中的汞氧化为易溶于水的形式,再利用吸收剂将其从 烟气中分离出来。该技术的脱汞效率较高,但氧化剂和吸收剂的选择和 配方是关键。

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

燃煤电厂烟气脱汞技术探讨及适用性探讨燃煤电厂是目前我国主要的电力供应单位之一,但燃煤过程中产生的烟气中含有大量的有害物质,其中包括了汞元素。

汞元素是一种有毒重金属,对环境和人类健康造成严重危害。

研究燃煤电厂烟气脱汞技术的探讨及适用性是非常有必要的。

燃煤电厂烟气脱汞技术主要有两种方法,分别是吸附剂法和氧化剂法。

吸附剂法是通过与汞元素有亲和力的吸附剂接触,使汞元素被吸附到吸附剂上,从而实现烟气中汞元素的去除。

吸附剂法通常有活性炭法、硫酸盐法和分子筛法等。

活性炭法是最常用的吸附剂法,其原理是利用活性炭对汞元素的亲和力将其吸附下来。

硫酸盐法则是利用硫化物与汞元素形成硫酸盐沉淀,从而达到去除汞元素的效果。

分子筛法则是利用分子筛对汞元素具有选择性吸附的特点进行去除。

氧化剂法是通过在烟气中加入氧化剂,将汞元素氧化为易于去除的形态,从而实现去除汞元素的效果。

氧化剂法通常有氯化剂法和氧化亚氮法等。

氯化剂法是利用氯化剂与汞元素反应生成易于去除的氯化汞,从而去除烟气中的汞元素。

氧化亚氮法则是通过将汞元素氧化为氧化态后,利用化学反应将其转化为易于去除的形态。

燃煤电厂烟气脱汞技术的适用性主要取决于煤炭品质、炉燃烧方式、烟气组分等因素。

煤炭品质是影响汞含量的关键因素,煤中硫、灰、水分等成分越高,汞含量则越高。

炉燃烧方式是影响烟气中汞转化特性的重要因素,对于直燃煤炉,汞主要以元素态存在,而对于燃煤炉中的NOx损失燃烧,汞多以尾部组分的形态存在。

烟气组分的不同也会对烟气脱汞技术的适用性造成影响,例如吸附剂法对烟气其他组分的影响较小,适用于各种含硫燃烧燃煤烟气,而氧化剂法对烟气中其他无机物组分有较高的要求。

燃煤电厂烟气脱汞技术是一项重要的环保技术。

吸附剂法和氧化剂法是目前应用最广泛的技术,但其适用性不同。

在具体应用中需要根据不同的燃煤电厂情况选择合适的技术,同时还需要进一步研究和探索新的脱汞技术,以提高对烟气中汞元素的去除效率。

燃煤烟气脱汞技术的现状及进展

燃煤烟气脱汞技术的现状及进展

32工业安全与环保I ndust r i al Saf et y a nd Envi r onm e nt al Pr ot ect i on2013年第39卷第2期F e brua r y2013燃煤烟气脱汞技术的现状及进展*陆玉韩粉女仓辉邵景玲许琦(盐城工学院化学与生物工程学院江苏盐城224051)摘要燃煤烟气中汞排放的控制已成为最重要的环保课题之一。

阐述了燃煤烟气脱汞技术的现状及进展,并介绍了用于烟气脱硝的SC R技术对于烟气中汞脱除的影响。

SC R催化剂可将烟气中不溶于水的气态单质汞催化为易溶于水的氧化态汞,再用湿式烟气脱硫装置除去。

关键词燃煤烟气脱汞S C RT he St at us and P r ogr es s of R em ovi ng M er cur y Fr om C oal-f i r ed F l ue G asL U Y u H A N Feng nu C A N G H ui SH A O Ji ngl i ng X U Q i(S chool of C he m i c al and曰捌D g删Engi neer i ng,Y ancheng I ns疵ut e of Technol ogy ya咖,Jiangsu224051)A bs t ra ct M er cury em i s si on i n coal——f i r ed f l ue gas ha s becom e on e of t he m ost i m por t ant envi ronm ent a l i ssues nO W.Thepa pe r di s cuss es t he s t atus and pr o gr e ss of m e rc ur y re m ova l t e chnol ogy i n coal—f i r e d f l ue ga s,and i nt r oduc es t he ef f ect s ofSC R t e chnol ogy O n m er c u r y re m ova l i n f l u e gas.The i nsol ubl e gl t seous w e_x eur y i n f lue ga s is cat a l m d t o w l l t e r-s ol ubl e oxi-di z ed m e rc ur y o v er SC R cat al yst s and t hen r em o ved by w et f l ue gas desu l f ur i zat i on devi ces.K eyW or ds coal—fi red f l ue ga sm e rc ur yr em oval SC R0引言近年来燃煤烟气中痕量金属元素的污染问题受到了人们的广泛关注,特别是燃煤造成的汞污染。

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

燃煤电厂烟气脱汞技术探讨及适用性探讨燃煤电厂烟气中含有大量的汞元素,这是一种非常有害的有毒物质。

烟气中的汞元素在被排放出去后非常容易造成环境污染和人体健康危害,因此必须要采取有效的措施进行脱汞。

本文主要探讨燃煤电厂烟气脱汞技术的相关内容及其适用性。

1.1 活性炭吸附法活性炭吸附法是一种较为常见的烟气脱汞技术,其原理是通过活性炭表面的吸附作用,将烟气中的汞元素捕捉下来。

活性炭吸附法具有高效、简便、适用范围广等优点,因此在烟气脱汞领域得到了广泛应用。

1.2 选择性催化还原法选择性催化还原法是一种新型的烟气脱汞技术,其原理是利用催化剂将氧化态的汞元素还原为元素态,然后通过烟气排放出去。

选择性催化还原法具有高效、低成本等优点,但是其对氮氧化物等有害物质的处理能力相对较弱,需要进一步改进。

1.3 湿法喷雾法湿法喷雾法是一种通过喷淋液体将烟气中的汞元素溶解的技术。

该技术具有适用范围广、处理效率高等优点,但也存在喷液强度的控制难度较高、脱除效果受气流影响较大等问题。

2.1 燃煤电厂煤质及汞含量燃煤电厂的煤质及汞含量是决定烟气脱汞技术适用性的首要因素。

不同种类的燃煤其汞含量和化学性质不同,因此其适用的脱汞技术也不同。

比如,富含甲基汞的煤使用活性炭吸附法具有显著的效果,而选择性催化还原法的效果则不佳。

2.2 燃煤电厂的烟气成分燃煤电厂的烟气成分对脱汞技术的适用性也有一定的影响。

比如,湿法喷雾法对于烟气成分的要求较高,需要烟气中必须含有一定的水分才能有效实现脱汞。

2.3 燃煤电厂的处理能力与能源消耗不同的脱汞技术对于处理能力和能源消耗有着不同的要求,因此需要从综合成本、加工复杂度、废物排放等多个方面综合考虑,选用最适合自身的脱汞技术。

总之,燃煤电厂烟气脱汞技术的选择需要考虑多方面的因素,采用最为适合的技术可以更好地保障大气的环境质量和人体健康。

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。

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

燃煤电厂烟气脱汞技术探讨及适用性探讨燃煤电厂是目前世界上主要的电力生产方式之一,然而燃煤电厂所排放的烟气中含有一定量的汞,这会对环境和人体健康造成严重危害。

为了解决这一问题,燃煤电厂烟气脱汞技术成为了研究的热点。

本文将对燃煤电厂烟气脱汞技术进行探讨,并对其适用性进行分析。

燃煤电厂烟气中汞的排放对环境和人体健康造成了严重危害。

燃煤中所含的硫、氮和氯等元素在高温条件下会与汞形成气相化合物,因此燃煤电厂所排放的烟气中含有大量的汞。

汞是一种具有强烈毒性的重金属,长期接触或吸入汞蒸气会对人体的中枢神经系统、肾脏和免疫系统造成严重伤害。

大量的汞排放还会影响环境中的水体和土壤质量,对水生物和陆生生物造成危害,对于地球生态环境造成重大影响。

减少燃煤电厂烟气中汞的排放具有重要意义。

燃煤电厂烟气脱汞技术可以分为物理方法和化学方法两大类。

物理方法包括粉尘捕集、湿式脱硫、活性炭吸附等方式,而化学方法则涉及到化学吸收、化学沉淀等技术。

在实际应用中,常用的脱汞方法主要包括烟气净化装置和脱硫装置两类,通过这两类设备可以有效地去除烟气中的汞。

目前针对燃煤电厂烟气脱汞技术仍然存在一些问题,例如脱汞效率低、脱汞成本高等,因此需要进一步研究和改进。

燃煤电厂烟气脱汞技术的适用性取决于多个因素。

首先是燃煤电厂的规模和产能,不同规模和产能的燃煤电厂所排放的烟气中汞的含量和排放量都有所不同,需要根据具体情况选择合适的脱汞技术。

其次是燃煤的类型和质量,不同类型和质量的燃煤中所含的灰分、硫分、氯分等元素含量不同,会影响汞的形态和脱除难易程度。

再次是烟气的温度和压力,不同温度和压力下汞的物理和化学性质不同,对脱汞技术的选择和使用也有影响。

最后是环境和能源政策的要求,不同国家和地区对燃煤电厂烟气中汞的排放标准和要求不同,需要根据当地的政策法规选择合适的脱汞技术。

燃煤电厂烟气脱汞技术是一个重要的环境保护领域的研究课题,通过对该技术的探讨和研究可以有效地降低烟气中汞的排放量,保护环境和人体健康。

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

燃煤电厂烟气脱汞技术探讨及适用性探讨燃煤电厂是一种常见的发电方式,但由于燃煤在燃烧过程中会产生大量的汞排放,导致环境污染和健康风险。

燃煤电厂烟气脱汞技术的研究和应用具有重要意义。

本文将对燃煤电厂烟气脱汞技术进行探讨,并评估其适用性。

燃煤电厂烟气中的汞主要以元素汞(Hg0)和氧化汞(Hg2+)的形式存在。

元素汞主要是由燃烧煤炭中的有机汞以及煤矸石中的金属汞等产生的。

氧化汞则是燃煤过程中元素汞在氧气的作用下生成的。

这些汞的排放对环境和人体健康都具有潜在危害。

烟气脱汞技术可以分为化学吸收、湿式沉降、干式吸附和离子交换等方法。

化学吸收是一种基于汞化学物质吸附的技术,可以将氧化汞转化为易于捕集和去除的汞化合物。

湿式沉降则是通过利用氢氧化钙等物质吸附汞。

干式吸附可以通过使用活性炭等材料捕集汞。

离子交换则是通过离子交换树脂吸附汞。

这些技术各有优劣,其适用性受到多种因素的影响,包括燃料特性、煤种、燃烧设备和排放标准等。

适用性的评估主要从技术可行性和经济可行性两个方面进行。

技术可行性包括技术的成熟度、去除效率、操作稳定性和适应性等方面。

经济可行性则主要考虑技术的投资、运营和维护成本以及发电成本的增加等因素。

目前,燃煤电厂烟气脱汞技术已经取得了一定的研究和应用成果。

一些技术已经被应用于实际生产中,并且取得了良好效果。

由于燃煤电厂的规模和燃烧特性的复杂性,烟气脱汞技术的适用性仍然存在一定的挑战。

一些技术在小型电厂或低汞煤种上表现良好,但在大型电厂或高汞煤种上可能遇到问题。

在评估燃煤电厂烟气脱汞技术的适用性时,需要综合考虑多种因素,包括燃料特性、燃烧设备、排放标准以及投资和运营成本等。

还需要进行技术经济评估,确保技术的可行性和经济性。

燃煤电厂烟气脱汞技术的研究和应用对环境保护和健康风险的控制具有重要意义。

虽然目前已经有一些技术被应用于实际生产中,但其适用性仍需继续探索和改进。

未来的研究应重点关注技术的效率提升和成本降低,以促进燃煤电厂烟气脱汞技术的广泛应用。

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

燃煤电厂烟气脱汞技术探讨及适用性探讨燃煤电厂是我国电力供应的重要来源,但同时也是造成大气污染的重要原因之一。

煤炭燃烧产生的烟气中包含了大量的污染物,包括二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等。

近年来,关于燃煤电厂烟气脱汞技术的探讨得到了越来越多的关注,其原因在于水银对环境和人体健康产生的危害日益凸显。

本文将就燃煤电厂烟气脱汞技术进行探讨及其在实际应用中的适用性进行分析。

一、燃煤电厂烟气中水银排放的问题燃煤电厂烟气中的水银排放一直是环保领域的一个重要问题。

煤炭是含水银量较高的燃料,当煤炭被燃烧时,水银被释放到大气中。

煤炭燃烧产生的烟气中的水银主要以元素形式存在,其主要形式包括气态元素水银、粒态元素水银以及水溶态有机汞等。

这些水银物质在大气中的停留时间较长,容易被沉降到地表,进而影响土壤和水体的汞污染情况,对生态环境和人体健康造成严重的威胁。

二、燃煤电厂烟气脱汞技术的探讨针对燃煤电厂烟气中的水银排放问题,近年来开展了大量的研究工作,提出了多种烟气脱汞技术。

目前,主要的烟气脱汞技术包括吸附剂脱附法、化学添加剂脱附法、膜分离技术、湿法脱除技术等。

这些技术各有优劣,适用于不同的烟气排放条件和水银形态,需要根据具体情况选择合适的技术方案。

吸附剂脱附法是目前应用较为广泛的一种脱汞技术,在燃煤电厂脱汞中具有较好的适用性。

该技术利用活性炭、氯化物等吸附剂在烟气中吸附水银,然后再通过一定条件下的脱附过程将水银固定在吸附剂上,并最终进行稳定的处理。

这种方法具有操作简单、效果稳定、不易受烟气中其他成分干扰等优点,适用于不同类型的燃煤电厂烟气的水银脱除。

化学添加剂脱附法是另一种常用的烟气脱汞技术,其原理是通过向烟气中添加化学试剂,如硫化物、硒化物等,使烟气中的水银形成相对稳定的化合物颗粒,从而实现水银的脱除。

这种方法适用于高浓度的水银烟气以及富含硫、富含碱的燃料。

膜分离技术通过利用膜的特定孔径来过滤烟气中的水银颗粒,具有操作简便、成本较低、不产生二次污染等优点,适用于小型燃煤电厂或特定工艺条件下的烟气脱汞。

燃煤电厂脱汞技术研究与发展

燃煤电厂脱汞技术研究与发展

燃煤电厂脱汞技术研究与发展1 概述我国是世界产煤大国,煤炭产量占世界的37%,同时也是一个燃煤大国,能源消耗主要以煤炭为主,能源结构中煤的比例高达75%,燃煤产生的污染物SOx和NOx 早已引起人们的广泛关注。

现在燃煤造成的痕量元素(如Hg、Pb、As、Se等)污染问题也正在引起人们的重视,特别是燃煤造成的汞污染。

在世界范围内,由于人类活动造成的汞排放占汞排放总量的10%~30%[1],燃煤电厂汞的排放占主要地位。

据美国环境保护机构估计,1994年至1995年,美国由于人类活动排出的汞达150t,其中约87%是由燃烧源排出的[2]。

我国1978年至1995年,燃煤造成的汞排放量累计达到2500t,每年增速为14.8%,2000年燃煤造成的汞排放量估算为273t[3]。

汞作为煤中一种痕量元素,在燃煤过程中,大部分随烟气排入大气,进入生态环境的汞会对环境、人体产生长期危害。

烟气中的汞主要以两种形式存在:单质汞和二价汞的化合物。

单质汞具有熔点低、平衡蒸气压高、不易溶于水等特点,与二价汞化合物相比更难从烟气中除去。

汞的毒性以有机化合物的毒性最大,大量的汞通过干沉降或湿性沉降使甲基汞侵入沉降污染水体。

生物反应后形成剧毒的甲基汞,与-SH基结合形成硫醇盐,使一系列含-SH某酶的活性受到抑制,从而破坏细胞的基本功能和代谢。

甲基汞能使细胞的通透性发生变化,破坏细胞离子平衡,抑制营养物质进入细胞,导致细胞坏死。

汞能在鱼类和其他生物体内富集后循环进入人体,对人类造成极大危害,并对植物产生毒害,导致植物叶片脱落、枯萎[4]。

由于汞在大气中的停留时间很长,毒性也大,因此对于汞的排放控制研究已成为研究热点。

2 汞在煤燃烧过程中的化学行为根据对已发掘煤矿的分析,虽然全球原煤中汞的含量仅为0.012~33.000mg/kg,但是由于煤的大量燃烧,全世界每年燃煤产生的汞总量达到3000t以上[5]。

世界范围内煤的平均汞含量约0.13mg/kg,王起超等人曾对中国各省煤中的汞含量进行了测量,汞的平均含量为0.22mg/kg,可见我国燃煤中汞含量普遍偏高,汞在煤中处于富集状态12J。

燃煤燃气中汞脱除现状

燃煤燃气中汞脱除现状

燃煤燃气中汞的脱除现状综述【摘要】火力发电厂是我国最主要的烟气排放源,期间微量元素汞将以不同的形式排放到大气中,对环境造成很大的危害。

本文总结了燃煤燃气中汞污染控制的技术原理、技术特点、研究现状及进展情况,对比了烟气中较难脱除的单质汞(hgo)污染控制技术的优缺点,概述了烟气中单质汞的脱除方法。

【关键词】汞燃煤燃气脱除1 引言汞是煤中的一种有毒的重金属痕量元素,汞污染对人类及生物环境造成极大的危害。

全球每年排放到大气中汞总量约为5000t,其中4000t是人为的结果,而造成汞环境污染的人为来源主要是矿石燃料的燃烧、汞矿和其他金属的冶炼、氯碱工业和电器工业中的使用汞等,其中份额最大的来源于燃烧。

以美国为例,各类燃烧排汞量占87%,其中电站燃煤汞排放所占比例最大,达到33%,生活垃圾焚烧汞排放量占19%,工业锅炉汞排放占18%,医疗垃圾焚烧汞排放占10%。

可见燃煤导致的汞污染是最为严重的。

2 现状分析汞在室温下熔点为-38.87℃,沸点为356.90℃,汽化热58.6 kj/mol,是室温下唯一液态金属。

汞极易挥发,在工业生产中,单纯依靠降低冷凝温度使汞全部从废气或者其他气体中分离出来是十分困难的,甚至是不可能的,即使降到0℃,气体中汞的平衡浓度仍然有2174μg/m3。

并且汞不易被空气氧化,加热至沸腾才慢慢与氧作用形成氧化汞。

基于汞的这些特点以及当前燃煤汞的污染现状,研究者们提出了各种各样的汞的控制方法,其中较为广泛的就是吸附剂方面的研究,如活性炭类、飞灰、蛭石类等固体吸附剂。

2.1 活性炭类吸附剂早在1920年代就有人开始利用活性炭来吸附汞蒸气了。

用活性炭吸附烟气中的汞可以通过两种方式:一种在颗粒脱除装置前喷入粉末状活性炭(powdered activated carbon,pac);另一种是将烟气通过活性炭吸附床(granular activated car-bon,gac)。

目前粉末状活性炭已经被用于焚烧炉烟气的汞脱除。

烟气脱汞技术现状及发展研究

烟气脱汞技术现状及发展研究

320管理科学与工程技术GUANLIKEXUEYUGONGCHENGJISHU汞属于煤中一种重金属痕量元素,有毒,汞污染的出现,对人的身体与周围环境都会造成十分大的危害。

据统计,当前世界上每年排放在大气之中的汞总量在5000t 左右,然而其中4000t 左右属于人为排放。

人为排放汞的主要途径是燃烧矿石燃料,进行金属与汞矿冶炼等,其中矿石燃烧中,汞排放量最大。

世界范围内,煤平均汞含量约为0.13mg/kg ,然而我国煤平均汞含量超过了0.2mg/kg ,由此可见,我国煤汞含量较高,燃煤汞排放量更大,汞污染的控制,去重点应控制燃煤电站的汞排放。

汞排放停留时间较长,具有较强的隐蔽性,且难以被消除,一旦形成汞污染,将会对人们的身体健康与环境造成难以估量的损失。

一、汞的存在形态分析(一)汞在煤中存在的形态。

汞的存在形态,直接影响着汞排放量。

利用原子荧光分析技术发现,在煤中汞的存在形态主要是残渣形态,还包括有机形态与硫化形态。

有学者提出,煤中汞其存在形式主要是金属汞、有机汞化合物。

在地质化学中,一般将煤划分为亲硫元素。

一般来说,汞主要存在于朱砂(H g S )与黄铁矿(F e S 2)等有机矿物中。

(二)烟气中汞存在的形态。

烟气汞存在的形态主要包括三种,分别为氧化汞(H g 2+),单质汞(H g 0)与颗粒汞(H g p ),其中单质汞属于烟气汞存在的主要形态。

燃煤烟气汞形态的分布,主要受到以下几个因素的影响,如燃煤种类、燃煤方式、除尘系统的布置与应用,锅炉运行的状态等。

不同形态下的汞,其物理与化学性质是存在着十分大的区别,如氧化汞(Hg 2+),其性质较为稳定,容易与水相溶,且十分容易被颗粒物吸附,这类汞形态排放到大气中含量较少;通过应用除尘器,很容易将颗粒汞进行排除;单质汞属于烟气汞的主要形态,其发挥性较好,水溶性较低,通过脱硫装置与除尘装置等,很难进行单质汞的处理,甚至几乎所有的单质汞都被排放到大气环境中,从而形成汞污染。

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对于燃煤烟气汞的排放控制, 研究者们提出了各 种各样的控制方法, 包括以活性炭吸附为代表的吸附 法, 利用现有脱硫装置或除尘装置的除汞法, 电晕放
收稿日期: 2007- 05- 05; 修回 2007- 07- 20 基金项目: 浙江省新苗人才计划项目( 2007G60G2070039) 作者简介: 况敏( 1982- ) , 男, 硕士研究生, 研究方向为能源利用与环境保护,( 电话) 0574- 87600550( 电子信箱) kmwust2000@yahoo.com.cn。
Carey[15] 对 5 种 经 过 汞 吸 附 饱 和 的 活 性 炭 进 行 了热脱附试验, 结果表明, 活性炭脱附速率高峰时 的温度比飞灰的低很多, 活性炭类吸附剂在较高的温 度 (200℃和 370℃) 下 热 再 生 后 , 吸 附 的 汞 可 以 从 活 性炭表面溢出, 脱附率低于初始吸附量的 40%, 再 生 后的活性炭重新进入吸附循环后汞吸附能力可恢复 30% ̄50%。
第 31 卷 第 5 期 2008 年 5 月
环境科学与技术
Environmental Science & Technology
Vol. Ma
31 y第
3N210o0卷.58
燃煤电厂烟气脱汞技术现状分析与展望
况敏, 杨国华, 胡文佳, 陈武军
( 宁波大学海运学院, 浙江 宁波 315211)
摘 要: 燃煤汞污染近些年来被世界公认为继燃煤硫污染之后的又一大污染问题, 燃煤汞排放控制方法的研究开发将是 21 世纪最 重要的环保课题之一。燃煤电厂汞排放控制是目前国际上研究的热点, 开发出有效低成本的脱汞技术迫在眉睫。文章综述了国内外有关 此方面的研究, 并进行了简要的分析总结; 对未来燃煤电厂烟气汞污染控制技术的发展方向进行了展望。
式, 每脱除 453.6g 汞需耗资¥14200 ̄70000; 如果采用 活 性 炭 吸 附 床 , 每 脱 除 453.6g 汞 需 耗 资 ¥17400  ̄ 38600。这么大的脱汞成本不具有现实意义。 1.2 活性炭吸附再生法
为了寻找技术经济上切实可行的脱汞方案, 研究 者们还研究了活性炭的再生问题, 期望通过吸汞活性 炭的再生循环使用, 减少活性炭的消耗量, 大幅度地 降低烟气脱汞成本。吸汞活性炭再生的基本原理是基 于汞的低蒸气压和低脱附温度。但迄今为止有关吸汞 活性炭热脱附再生的基础研究非常少。
T.C.HO[12]应 用 微 波 加 热 方 式 对 活 性 炭 进 行 了 汞 脱附试验, 脱附反应器分别呈流化床和固定床, 并应 用传质学基本原理结合试验结果, 对脱附过程进行了 数学模拟。模拟结果表明, 提高脱附温度和传质速率 (在流化床状态下)可显著提高脱附速率。
Despina[13]用 内 径 为 35mm 的 固 定 床 反 应 器 进 行 了活性炭的汞吸附和脱附试验。试验先以氮气为载体 携带 Hg0 穿过床层 , 使吸附剂吸附饱和 , 然 后 关 闭 汞 气, 在保持床层温度与吸附时相同的情况下, 使吸附 剂脱附, 直至达到脱附平衡。试验发现, 在床温为 120℃下吸附, 汞与活性炭之比 ω为 0.06, 同温下脱附 ω变为 0.048, 脱附率为 20%, 在 150℃下吸附, ω为 0.018, 同温下脱附为 0.015, 脱附率为 16.67%。
燃煤汞污染近些年来被世界公认为继燃煤硫污 染之后的又一大污染问题, 尤其是燃煤电站汞排放控 制已成为目前国际上研究的热点。
1 国内外有关汞控制技术的研究现状及分析
燃煤电站汞排放控制研究范围包括: 烟气组分中 汞 的 形 态 分 布 与 转 化 、燃 煤 过 程 及 烟 气 中 汞 的 单 相 和 多 相 反 应 机 理 、汞 形 态 的 测 量 、烟 气 中 汞 的 脱 除 技 术 等。任建莉等[4]研究发现, 煤燃烧时汞大部分随烟气排 入大气, 进入飞灰和底灰的只占小部分。飞灰中汞约 占 23.1% ̄26.9%, 烟气中汞占 56.3% ̄69.7%, 进入底灰 的汞仅占约 2%。飞灰和底灰中的汞在环境中稳定性 较好, 不易溢出, 危害性小, 而以气相随烟气进入大气 中的汞, 特别是单质汞, 可通过呼吸道进入人体, 或通 过干、湿沉降大范围地污染土壤和地表水体, 通过食 物链进入人体, 危害健康。因此, 控制燃煤汞污染, 关 键是控制烟气中的汞向大气中排放。
汞是煤中的一种有毒的重金属痕量元素, 汞污染 对人类及生物环境造成的危害极大。全球每年排放到 大气中汞总量约为 5000t, 其中 4000t 是人为的结果[1], 而造成汞环境污染的人为来源主要是矿石燃料的燃 烧 、汞 矿 和 其 他 金 属 的 冶 炼 、氯 碱 工 业 和 电 器 工 业 中 的使用汞等, 其中份额最大的来源于燃烧。以美国为 例[2], 各类燃烧排汞量占 87%, 其中电站燃煤汞排放所 占比例最大, 达到 33%, 生活垃圾 焚 烧 汞 排 放 量 占 19%, 工业锅炉汞排放占 18%, 医疗垃圾焚烧汞排放占 10%。可见燃煤导致的汞污染是最为严重的。
世界范围内煤中汞含量一般在(0.012 ̄33)mg/kg, 平均汞含量约为 0.13mg/kg, 我国煤中汞的平均含量为 0.22mg/kg[3]。可见我国燃煤汞含量普遍偏高, 燃煤汞 的排放控制不容忽视, 燃煤所造成的环境汞污染形势 不容乐观。燃煤过程汞的排放, 特别是大型燃煤电站 锅炉的汞排放, 在局部汞循环中具有相当的危害性, 其危害性不仅具有隐蔽性而且具有潜在性, 即汞的生 物累积作用难以消除, 应当引起重视, 并且把治理汞 污染提到议事日程上来, 如不采取一定措施加以控制, 将会对人类赖以生存的环境造成难以弥补的危害。
为了提高脱汞效率, 又充分利用这些设备, 一种 经济有效的方法是与吸附法结合。研究表明, 很多物 质能吸附烟气中的汞, 如活性炭、含有未燃尽碳的飞 灰 、钙 类 物 质( CaO、Ca (OH)2、CaCO3、CaSO4·2H2O) 、 矿石类物质( 沸石、蛭石、高岭土、膨润土等) 、钛类物 质( TiO2) 、贵 重 金 属 类 物 质( 如 金 银 等) , 都 能 不 同 程 度地吸附烟气中的汞, 而且经过一些化学改性和催化 处理, 还可显著改善对汞的吸附特性。这方面的研究 是近年来汞污染控制的研究热点, 研究成果很多。然 而综合现有文献的研究成果看来, 就吸附剂性价比而 言, 仍是活性炭最有前途。 1.1 活性炭吸附法
目前用活性炭吸附烟气中的汞可以通过两种方 式, 一种是向烟气中喷入粉末状活性炭 PAC, 另一种 是将烟气通过颗粒活性炭吸附床 GAC。PAC 将活性 炭直接喷入烟气中, 粉末活性炭吸附汞后由其下游的 除尘器( 如静电除尘器或布袋除尘器) 除去, 此法投资 小, 但活性炭与飞灰混杂在一起, 不能再生, 且汞浓度 很低, 汞与活性炭颗粒接触机会少, 活性炭利用率低, 耗量大, 脱汞成本很高。GAC 一般安排于脱硫装置 ( FGD) 和除尘器后, 作为烟气排入大气的最后一个清 洁装置, 除汞效果好, 但当颗粒尺寸较小时会引起较 大压降, 且需要增加设备、占地和初投资大。
第5期
况敏, 等 燃煤电厂烟气脱汞技术现状分析与展望
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电等离子体法[5- 6]、电催化氧化联合处理法[7]等。 利用现有脱硫或除尘装置除汞, 投入资金最小,
但脱汞效率不高, 如湿法脱硫装置(WFGD)可以将烟 气中 80% ̄95%的可溶于水的 Hg2+除去, 但对于不溶于 水 的 Hg0 捕 捉 效 果 不 好 。 据 美 国 能 源 部 ( DOE) 和 EPRI 在电站的现场测试, WFGD 对 烟 气 中 总 汞 的 脱 除率在 10% ̄80%范围内[8]。烟气中的飞灰、HCl 和 NOX 能够影响 Hg0 转化为 Hg2+的转化 率 , 由 此 影 响 FGD 的除汞能力[9]。除尘装置可以部分捕集飞灰中的汞, 捕 集效率取决于除尘器对微粒颗粒的捕集率, 因为飞灰 中 90%以 上 的 汞 存 在 于 <0.125mm 粒 径 的 飞 灰 微 粒 上[10]。因此单靠现有脱硫和除尘设备脱汞效率不高。
比较上述的众多控制方法和此两种活性炭脱汞 法, 目前被认为最接近于应用的技术是烟气中喷入活 性炭颗粒脱汞, 美国目前已将该技术用于垃圾焚烧炉 汞污染的控制, 在中等碳汞比时脱汞率>90%。但这项 技术若应用燃煤电站还是有一些特殊问题需要考虑: ( 1) 燃煤电站烟气量很大, 汞浓度很低;( 2) 除尘器前 活性炭颗粒的停留时间很短;( 3) 活性炭可吸附其它物 质且易被灰污染。这些因素造成了该法活性炭消耗量 很大, 运行成本很高, 电站难以接受, 美国 EPA 和 DOE 估算结果表明[11]: 燃煤电站如选择活性炭喷入方
T.C.HO[14]用 内 径 为 25.4mm 的 固 定 床 反 应 器 进 行了活性炭和钒土的汞吸附和脱附试验。吸附试验时 吸附剂床层厚度为 250mm, 床层温度从底部的 60℃ 渐变到床层上部的 30℃, 用空气携带 Hg 或 HgCl2 通 过吸附床, 使吸附剂达到汞吸附饱和, 得到 4 种达到 饱和的汞- 吸附剂对: HgCl- 钒土、Hg0- 钒土、HgCl2- 活 性炭, Hg0- 活性炭。在脱附试验中, 对上述 4 个饱和的 汞- 吸 附 剂 对 分 别 在 100℃、200℃、300℃下 进 行 热 脱 附, 经过不同脱附时间后, 取出吸附剂, 分析残留于吸 附剂的汞含量。结果表明, Hg0 比 HgCl2 更易脱附, 而 在不同温度下脱附后, 残留于吸附剂的 Hg0 汞量都较 HgCl2 少, 且在较高温度下, 残留于活性炭的汞量较残 留于钒土的汞量低。
关键词: 燃煤烟气; 汞; 脱汞技术 中图分类号: X701.7 文献标志码: A 文章编号: 1003- 6504(2008)05- 0066- 05
Analysis and Prospect of Technology for Removing Mercury from Flue Gas
KUANG Min, YANG Guo- hua, HU Wen- jia, CHEN Wu- jun
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