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燃煤电厂烟气汞污染控制技术研究进展

2017-04-26 15:27来源:《环境污染与防治》杂志社关键词:脱汞技术烟气汞污染汞污染控制收藏点赞

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(3)钙吸附剂注入

研究发现可用钙吸附剂来替代活性炭。引入钙吸附剂后,汞的去除效果明显,另外可除去一部分的SO2和SO3。对几组同样燃烧烟煤、使用旋风除尘器的锅炉机组研究发现,同样条件下,注入钙吸附剂可使汞的平均去除率达到82%。

(4)沸石吸附剂注入

美国PSI有限公司用沸石材料作为工业锅炉控制汞排放的吸附剂。在燃煤烟气中加入已知含量的零价汞(Hg0)进行实验,结果表明,沸石在高温和低温下都可以吸附Hg0和Hg2+。沸石材料这种新型吸附剂仍在研究之中,其在替代活性炭方面存在巨大的潜力。

(5)紫外光照射下的二氧化钛(TiO2)吸附剂吸附

美国辛辛那提大学研究利用TiO2吸附剂来捕捉汞。在实验室模拟试验中,将TiO2喷入到高温燃烧器中,产生大量TiO2凝聚团,凝聚团的大表面积可氧化并吸附汞蒸汽,然后通过除尘装置被除去。但由于其松散的结构和反应效率低,对汞的捕捉效果不明显,当加以低强度的紫外光照射时,Hg0在TiO2表面被氧化为Hg2+,并与TiO2结合为一体,从而在后续大气污染控制装置中被除去。该技术目前尚处于试验开发阶段,需要进一步深入研究。

(6)电晕放电

为了提高PM控制,可用电晕放电的方法对锅炉烟气中的一部分的SO2氧化成SO3,这种方法也同时将Hg0氧化成Hg2+。增加的SO3既提高了静电除尘器对PM的捕集,又可增强下游的碱性烟气脱硫装置对Hg2+的吸收。阿拉巴马州的一个中试研究表明,当放电达到10W/cfm,Hg0的去除率为80%,当放电达到20W/cfm,Hg0的去除率可达100%。

美国的Powerspan公司研发了一种以电子催化氧化(Electro-CatalyticOxidation,ECO)原理为基础的综合污染物控制装置,同时对燃煤电厂锅炉中的SO2、NOX、Hg和PM进行控制。该公司中试结果[19]表明,ECO对SO2的脱除率可达到99%,对NOx的脱除率可达到80%,在烟气总汞含量为16μg/m3的条件下,脱除率可达75%~85%,然而该法对Hg0脱除效果不理想,处理后Hg0含量略有增加。

(7)电子束照射(EBA)

从20世纪80年代开始电子束辐射就在日本和中国进行了商业应用。原理与电晕放电相似,电子加速器产生的高能电子束大部分被烟气中的氮(N2)、氧(O2)、水蒸汽(H2O)吸收,生成大量的反应活性极强的各种自由原子和自由基,使烟气中的SO2和NOx氧化成硫酸和硝酸,同时将Hg0氧化Hg2+。不同的是能量源为照射电子枪。氧化产物进入加入氨的半干吸收系统,转化为可作为肥料的硫酸铵和硝酸铵,但是Hg可能成为肥料中的污染物。

(8)光化学氧化

由DICKINSON和SHERRILL等人提出了汞和氧气发生光化学氧化反应。其后,研究人员又相继提出汞与HCl、H2O、CO2发生的光化学氧化反应。由于汞可以吸收和放出253.7nm的光波,进而汞与各种氧化剂之间可以发生光化学反应,从而汞由很难除去的游离态变为易溶、易除去的化合态。实验研究结果表明,这种方法在300℃时脱汞效果非常好,而温度高时效果则不佳,加之此法具有非常低的能耗和潜在的低运营成本,使其成为了一种很有潜力的脱汞方法。

(9)催化剂氧化

在较高的温度下,催化剂可加速O2和NOX的氧化,对Hg0没有作用。但是SO3和NO2/N2O4/N2O5浓度的增加却能加速Hg0转化为Hg2+。低温催化剂可直接将Hg0氧化成Hg2+[20]。因此,一般有副产物为酸的催化剂氧化都会将一部分总Hg转化为汞盐。目前有一项DOE资助的项目正在研究在湿式烟气脱硫洗涤器之前利用氧化催化剂来减少汞的排放。

原标题:燃煤电厂烟气汞污染控制技术研究进展
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