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脱硝设施:电厂原有的老机组大部分没有脱硝设施,随着国家对火电厂污染物控制的进一步严格,老机组将进行脱硝改造,加装脱硝装置。目前常见的脱硝工艺有选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)两种。脱硝工艺能够加强烟气中汞的氧化而增加将来烟气脱硫(FGD)对汞的去除率,随着脱硝装置的应用,脱硝设施对烟气中汞的去除作用将进一步显现。
脱硫设施:目前大部分的燃煤电厂使用石灰石-石膏湿法脱硫,脱硫设施温度相对较低,有利于HgO的氧化和Hg2+的吸收。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。
2 现有汞排放监测技术
我国燃煤电厂大气汞污染排放监测正处于探索阶段目前,燃煤电厂大气汞监测技术体系比较欠缺,各级监测部门开展大气汞监测工作也较少,也没有相关的监测设备开展工作。目前烟气中汞的监测方法大致有以下几种。
2.1 颗粒物中汞的浓度测定
该方法参照《氢化物发生-原子荧光分光光度法》(《空气和废气监测分析方法》(第四版))。
原理是通过等速采样,将颗粒物从固定污染源中抽取到玻璃纤维滤筒中或将无组织排放颗粒物收集到过氯乙烯滤膜上。所采集的样品用混合酸消解处理。在酸性介质中,加热消解使样品溶液中的汞以二价汞的形式存在,再被硼氢化钾还原成单质汞,形成汞蒸气,被引入原子荧光光度计进行测定。当将采集10m3气体的滤膜制备成50mL样品时,最低检出限为3×10-3mg/m3。
2.2 废气中的气态汞浓度测定
该方法来源于《固定污染源废气汞的测定冷原子吸收分光光度法(暂行)》(HJ/T 543-2009)。原理是废气中的汞被酸性高锰酸钾溶液吸收并氧化形成汞离子,汞离子被氯化亚锡还原为原子态汞,用载气将汞蒸气从溶液中吹出带入测汞仪,用冷原子吸收分光光度法测定。检出限为:0.025μg/25mL试样溶液,当采样体积为10L时,检出限为0.0025mg/m3。
2.3 美国环境保护署(EPA)推荐的安大略方法(Ontario Hydro Method,简称OHM)
该方法采用等速取样、加热和防止吸附的手段,具有真实样品的代表性和准确性;采用汞的冷蒸气原子吸收原理分析汞的浓度,因而精度较高;被美国EPA和能源部(DOE)等机构推荐为美国的汞标准测试和分析方法。
3 监测方法探讨
(1)煤种的变化、燃烧工况的改变对于烟气中重金属汞的形态分布特征的影响十分复杂,所以进行不同的煤种、不同燃烧工况的情况下汞的排放水平的相关性分析研究是目前需要攻克的难点之一。
(2)电厂烟道的不同位置,由于受到温度和污染物控制设备的影响,污染物的成分和特性是有差异的,因此,如何采集到具有代表性的样品是准确统计烟气中汞含量的关键和难点。
(3)采用半自动测汞仪(SCEM)和OHM方法进行比对,实时SCEM采样结果更强烈的受到烟道内湍流烟气中不均匀汞浓度分布的影响。在相对高温环境下零价汞浓度的SCEM与OHM检测结果偏差较大,需要对SCEM采样方法做更多深入的研究与完善。
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