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分析|300MW等级燃煤机组煤粉炉与循环流化床锅炉汞排放特性比较

2017/12/4 16:56:11  来源:循环流化床发电  作者:魏绍青  我要投稿

WFGD出口和WESP出口的烟气汞浓度采用30B法取样分析结果见表5和表6。由于350MWCFB电厂的除尘器出口烟气汞浓度已低至1μg/m3以下,在随后通过的各装置与烟气汞的相互作用已不明显,因此,仅选取WESP出口作为代表性位置进行测试。CFB电厂在WESP出口的烟气汞浓度没有明显降低,在极低的烟气汞浓度下,难以体现WFGD和WESP的捕获作用。对于PC炉电厂,WFGD出口的烟气汞浓度相比于ESP出口汞浓度进一步下降,说明WFGD装置对ESP出口剩余气相汞的捕获作用。经过WFGD后,气相汞浓度降低至1μg/m3以下,表明WFGD对烟气中汞也有一定的捕获作用。WFGD出口极低的气相汞浓度也使得PC电厂的WESP对汞的捕获作用不明显。



2.3固相废弃物中汞含量的比较

表7为两电厂各固相产物中汞含量的分析结果,由于PC电厂的ESP包括五级串联电场,在五个电场上分别进行取样,其汞含量分析结果在表8中给出。同时,OHM法在除尘器入口取样时过滤器中捕获的颗粒物汞含量也在表8中给出,该颗粒物样品本质上即是烟气中的飞灰,且其粒径分布应该比除尘器排灰口收集到的飞灰粒径更全。

CFB电厂的几种固相废弃物中,飞灰是汞的主要富集对象,表明烟气中汞形成颗粒态汞后绝大部分被FF捕获,这和除尘器出口低于1μg/m3的气相汞浓度相符合。OHM过滤器中飞灰的汞含量略高于FF排灰口,这可能是由于一部分较细的灰被FF的滤袋表面黏附所至。PC炉电厂五级除尘器的飞灰汞含量差别很大,其原因可能是由于其工况不同导致的捕下飞灰粒径不同造成的,因此,OHM过滤器中的飞灰更能代表除尘器前全粒径飞灰的平均汞含量。从OHM飞灰的汞含量可以看出,PC炉除尘器对汞的捕获效率低于CFB电厂,也造成了除尘器出口烟气汞浓度高于CFB电厂。PC炉脱硫石膏样品的汞含量明显高于CFB锅炉,表明WFGD对PC炉电厂烟气剩余的汞有一定的捕获作用,使得WFGD出口烟气汞浓度低于1μg/m3。



2.4污染物控制设备对汞的捕获效率比较

图3为两个电厂各烟气取样位置的气相汞浓度变化规律。PC炉电厂气相总汞浓度从除尘器入口到除尘器出口到脱硫塔出口呈现明显的阶梯下降。CFB电厂气相汞浓度在除尘器入口处汞浓度已经低于PC炉电厂的三分之一,表明CFB电厂的飞灰对烟气汞有更强的吸附作用,从脱硝出口到除尘器入口这一阶段,烟气经过空气预热器后温度由300℃下降至150℃左右,气相汞在这一阶段大量与飞灰结合成颗粒态汞。Cao等和段钰锋等的研究结果都认为,CFB电厂中飞灰对汞的强烈吸附作用来自于CFB飞灰更高的未燃尽炭含量。WFGD对烟气中的Hg2+有吸收作用,PC炉电厂在WFGD出口烟气汞浓度比ESP出口显著下降表明这部分减少的汞被石膏浆液捕获。尽管有研究结果认为,在WFGD中的HSO-3或SO2对Hg2+有还原作用,但本实验的结果不能证明该反应的发生。


图4为两个电厂的燃烧产物中汞含量与煤中汞含量的对比。飞灰与脱硫石膏中汞含量的对比变化是PC与CFB电厂的明显不同特征。CFB电厂汞的迁移方向更简单明了,汞几乎全部富集在飞灰中。因此,如果进一步研究燃烧产物中汞的二次释放特征,对于CFB电厂仅对飞灰的再利用加以控制,而PC电厂中脱硫石膏中汞的富集程度更高。


文章关键词:汞含量 烟气汞排放 循环流化床 

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