超临界循环流化床机组超低排放脱硫除尘技术路线对比分析研究

3.3 Ca (OH)2对烟气中汞的脱除

在国外的文献中可看到，Ca (OH)2可吸附烟气中85%的HgCl2。其原理是将该工艺中循环灰含有的Ca (OH)2与烟气中的SO2进行反应，再与气化的单质汞HgO进行反应并吸附。同时，Stouffer等人在研究中还发现，若Ca (OH)2与HgO的反应中没有SO2的参与，其对Hg0的吸附比例将下降。此外，在Ghorishi的实验研究中，其发现烟气需在SO2的作用下，对Ca (OH)2与HgO间的吸附起着吸附的作用，且HgO的吸附比例可随着反应环境温度的升高而增加。与此同时，国内浙江大学任建莉的研究也论证了这一点:

上述反应分为三个步骤

第一个步骤—SO2与Ca (OH)2发生反应，使其表而的孔隙结构形成活性吸附区域，如公式(1)所示。

第二个步骤—气化单质汞HgO在公式(C1)的基础上被氧化，如公式(2)所示。

第三个步骤—在公式(2)中的Hg+是不稳定的化合物，其在反应中可进一步形成Hg2+化合物，如公式(3)所示。

从这三个步骤中可看出SO2在HgO的氧化及吸附反应中起到了促进作用。

3.4飞灰对烟气中汞的脱除

该工艺循环灰中的飞灰对烟气中汞具有一定的脱除作用，Galbreath等人认为，其反应机理属于酸性HgCl2卿与富含碱颗粒发生反应，而颗粒的多孔形态及表而积是控制吸收HgCl2(g)乡的主要因素。对于单质汞的吸附，其物理吸附和化学吸附是同时发生，残炭表而的含氧官能团C=0有利于单质汞的氧化和化学吸附。飞灰中的化学成分如Al2O3,SiO2等在烟气中NOx的作用下，可以促进气态单质汞的氧化，灰中的Fe2O3对气态单质汞有催化氧化作用。将烟气中单质汞氧化成氧化态汞有利于循环灰对烟气汞的吸附。

3.5工程实例

电厂燃煤发电过程中产生的烟气通过除尘器(ESP)进行除尘预处理后，流转入循环流化床干法脱硫装置，完成脱硫后的烟气经过布袋除尘器(BagHouse)进行除尘后经检验合格即排放至大气中。清华大学环境科学与工程系通过对脱硫装置的进口原烟气成份、出口净烟气成份。了解烟气循环流化床干法脱硫工艺配套布袋除尘器系统(以下简称系纫对以下污染物的脱除效果。对吸收塔入口和布袋除尘器出口的烟气、除尘器灰斗外排灰和灰渣进行现场采样、测试分析。采用OntarioHydro (OHM)方法测定烟气中的元素汞、氧化态汞和颗粒态汞的浓度，根据质量守恒定律得到汞的质量平衡，得出系统对汞的脱除率。在ESP之前，烟气中总汞以气态活性汞为主，占总汞的81.04%，这可能是由于:

①烟气刚从锅炉出来时含有大量的卤素，这些卤素使大部分气态汞维持在二价汞的形态;

②与锅炉的燃烧条件相关。而元素汞和颗粒态汞相当，各占9.5 %。由各测试点的气态总汞含量可以计算得到，ESP对总汞的去除率约为20%FGD ，Baghouse对总汞的去除率约为63%，总汞总去除率约为70%。

以上烟气中的三种汞形态分布如表4

表4

4总结与建议

半干法脱硫技术，具有投资少、成本低、无脱硫废水等优点，同时对半干法脱硫工艺的启动机及运行调整需要多做探索后，在中低硫设计煤种循环流化床机组的脱硫除尘工艺是最佳选择。本文以当前电厂烟气中常用的脱硫技术作为研究背景，并将工艺操作的流程与经济成本进行具体分析，对350M W超临界的循环脱硫工艺进行多元化的分析与点评。在已有的数据基础上，将模糊数学的原理应用在湿法、半干法两种烟气脱硫技术的经济性评价中，再通过演算，得出具有一定参考价值的结论。同时还分析了循环流化床机组的除汞机理与具体的方法，表明循环流化床干法不仅可以脱硫还可以除汞，该工艺在实际应用中具有较大的经济价值，值得推广。

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