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技术|煤电厂烟气汞的减排和脱除方法

2017-08-09 11:09来源:国电科学技术研究院作者:许月阳 王宏亮等关键词:烟气汞除汞方法大气污染收藏点赞

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SCR催化剂对Hg0的氧化与烟气中HCl的浓度密切相关,煤中氯含量越高,烟气中HCl浓度越高。某电厂燃煤氯含量对Hg0氧化率的影响如图2所示。煤中的氯对SCR催化氧化Hg0的影响非常显著,当氯含量由109mg/kg增加到876mg/kg时,Hg0的氧化率随着氯含量的增加而增加,由2%增加到89%。

SCR脱硝采用NH3作为还原剂,某电厂NH3对Hg0氧化率的影响如图3所示,NH3对SCR催化氧化Hg0有明显的抑制作用。NH3与HCl在SCR催化剂表面活性位上存在竞争吸附,会抑制Hg0的氧化,并且随着氨氮比的增加,这种抑制作用越明显。

SCR通过对Hg0的催化氧化作用,获得了易溶于水的Hg2+,有利于在下游湿法烟气脱硫系统中被洗涤脱除。

2.除尘系统对烟气中汞的影响

燃煤飞灰对烟气中气态汞具有一定的吸附作用,取决于飞灰的性质和烟气温度,因此除尘系统具有协同除汞功能。测试的部分电厂煤粉炉静电除尘器(ESP)对烟气汞的形态和浓度的影响如图4所示。ESP对烟气中不同形态汞的脱除效果不同,对Hg0、Hg2+的浓度影响不大,ESP对烟气中HgT的影响主要体现在对HgP的脱除上,测试表明,烟气中HgP所占比例平均值由ESP前的28.4%下降到ESP后的5.3%。ESP对HgP的脱除效率很高,可达90%以上,取决于ESP的除尘效果。

除尘系统对烟气中HgT的脱除效果如图5所示,HgT的平均脱除效率为55.1%。根据对所测静电除尘器的统计(图4),平均脱汞效率为33.1%(无SCR情况下),所测2台布袋除尘器(FF)平均脱汞效率为42.7%(无SCR情况下)。我国燃煤灰分较高,烟气中飞灰浓度高,提供了大量可吸附汞的比表面,加之电厂普遍配煤掺烧导致部分电厂烟气中飞灰含碳量高,提供了可吸附汞的残炭吸附剂,导致烟气中HgP浓度增加,除尘设施具有较高的协同脱汞能力。

同时测试结果表明,布袋除尘器的脱汞效率要高于静电除尘器的脱汞效率,因为在布袋除尘器中,气态汞与飞灰的接触面积和时间增加,促进了气态汞在飞灰表面的吸附;同时,由于布袋除尘器在脱除亚微米级飞灰颗粒呈现相对较高的效率,而亚微米级飞灰易富集汞。

从图5可知,当电厂具有SCR脱硝系统时,ESP的脱汞效率达到80.6%,SCR催化剂对烟气中Hg0有催化氧化作用,使得部分Hg0转化成Hg2+,Hg2+易于吸附在飞灰颗粒物表面,在静电除尘器内被协同脱除,安装SCR的机组静电除尘器的脱汞效果明显优于未安装SCR的机组。

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