溴化钙添加与FGD协同脱汞技术 适用燃煤电站锅炉

北极星环保网讯:溴化钙添加与FGD协同脱汞技术针对湿法脱硫装置（FGD）对氧化态汞的脱除效果虽然较好，但对单质汞的脱除不理想的特点，向入炉煤中添加溴化钙作为氧化剂使煤炭燃烧过程中释放出的元素态汞在燃烧炉中氧化为二价汞，二价汞在烟气进入FGD后大部分被脱除。该技术中FGD单独作用对氧化态汞的去除率在80%~95%之间，总汞脱除率在10%-80%之间，加入溴化钙之后，可以使烟气中二价汞占总汞的比例从35%显著提高到90%，并且能使烟气汞浓度下降30%~60%，运行成本约为7.88×10-4元/kWh。

【适用范围】燃煤电站锅炉

典型案例

【案例名称】

300MW燃煤发电机组溴化钙添加与FGD协同脱汞工程

【项目概况】

2009年4月本项目正式启动，2009年底项目组对烟气汞排放特征进行了手动测试，同时为了实时连续监测不同价态大气汞的排放特征，于2010年8月在该电厂安装了烟气汞在线监测仪（HgCEMS），并于2011年1月和3月前后两次进行了烟气汞排放手动和在线监测。2012年7月，项目组在对烟气汞排放特征进行了测试和全面掌握的基础上，开展了300MW燃煤发电机组入炉煤添加溴化钙烟气汞控制技术工程试验。

【主要工艺原理】

湿法脱硫装置（WFGD）可以达到一定的除汞目的，烟气通过WFGD后，总汞的脱除率在10%～80%范围内，Hg2+的去除率可以达到80%～95%，不溶性的气态单质Hg0去除率几乎为0，气态单质Hg0的去除始终是烟气中汞污染控制的难点。湿法脱硫装置对氧化态汞的处理效果虽然较好，但对单质汞的处理不理想，如果利用氧化剂使烟气中的Hg0转化为Hg2+，WFGD的除汞效率就会大大提高。

实际燃煤烟气中汞主要以Hg0存在，研究如何提高烟气中的Hg0转化为Hg2+的转化率，是目前利用WFGD脱汞的重点。利用强氧化性且具有相对较高蒸气压的添加剂加入到烟气中，使得几乎所有的单质汞都与之发生反应，形成易溶于水的二价汞化合物，提高了烟气中Hg2+比例，脱硫设施的除汞率明显地提高。本次实验喷入溴化钙会使大部分的元素态汞转化为氧化态汞，发生的化学反应如下：

2CaBr2+O2=2CaO+2Br2

Br2+Hg=HgBr2

溴在反应中起到了氧化剂的作用，产生了溶于水的溴化汞。

图1本项目工艺流程图

【关键技术或设计创新特色】

l在燃煤电厂开展燃煤中添加溴化钙协同脱汞实验，增加了烟气中元素汞氧化为二价汞的比例，进一步提高了FGD协同脱汞效率。能使二价汞在气态总汞中的份额从35%显著提高到90%以上，在三河电厂目前的脱硫塔运行条件下，添加溴化钙浓度在50~100ppm时可以取得较好的脱汞效率；

l建立了手动采样和在线连续监测相结合的汞排放监测方法，系统分析了煤、灰、渣、脱硫石膏、烟气以及脱硫废水等样品中汞的含量，揭示了锅炉负荷、烟气温度、脱硫浆液pH值、除雾器冲水及脱硫废液排放周期等机组和FGD运行参数与烟气汞排放特征、排放规律之间的关系；

l提出了将脱硫塔由目前人为因素影响较大的手动控制改为自动控制、将脱硫废水和脱硫石膏的定期外排改为连续排放、在高负荷下增加脱硫塔浆液池氧气补充量、在维持稳定的Ca/S比的情况下增加新鲜工艺水的补充、在低负荷工况下进行除雾器冲洗等机组和FGD运行参数调整以及脱硫运行工艺改进措施，有效提高了烟气汞的脱除率。

图2现场工程图

【主要技术指标】

本项目提出的溴化钙添加及FGD协同脱汞技术，使烟气中二价汞占总汞的比例从35%显著提高到90%，使烟气汞排放浓度下降30%~60%，具有较好的脱汞效果。

【投资及运行效益分析】

本工程设备投资低于1万元，运行成本主要来自溴化钙溶液消耗，约为197.6万/年。

【用户意见】

该项目研究建立的溴化钙添加与FGD协同脱汞技术和手动监测与在线监测相结合的烟气汞排放测试技术，成功应用到燃煤电厂，基于大量实测，得出了本厂烟气汞排放特征以及现有脱硝、除尘和脱硫技术的大气汞污染控制效果，为该厂成功开展燃煤电厂汞污染控制试点工作提供强有力的技术支持。

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