200MW燃煤电厂汞分布特征

Lumex  915汞分析仪测量汞含量的范围宽，分析样品(包括背景干扰严重的复杂样品)不需要进行预先化学处理。在Lumex汞分析仪内，样品在800℃下加热，汞化合物被原子化。汞原子蒸气随着载气进入吸收池，经汞分析仪检测器分析检测以后，由数据采集装置进行数据采集。该仪器检测限为0.5μg/kg，测量样品质量小于0.2g。

3 结果及讨论

3.1 燃煤电厂汞分布

煤进入锅炉进行燃烧过程中，在炉膛内燃烧温度(约850～1500°C)下，煤中几乎所有的汞释放并以Hg0的形态随着烟气进入烟道。随着烟气从炉膛排入烟囱至大气的过程中，温度不断降低，一部分Hg0与烟气中的不同物质会发生反应而转化为其他形态的汞存在于燃煤飞灰、脱硫产物石膏和经烟囱排入大气中三部分。表1给出了该电厂不同样品中的汞含量，由表1可以看出，燃煤锅炉底渣中的所含的汞含量非常低，仅为4.4μg/kg，说明煤粉在进入炉膛进行燃烧过程中煤中所含有的大部分汞通过燃烧转化为气相并随烟气进入烟道。

燃煤烟气在烟道内流经ESP和WFGD至烟囱排空的整个过程中，烟气温度逐渐降低，烟气中一部分Hg0与烟气中的一些其它成分(如HCl、NO、SO2等)发生反应，形成汞的化合物(HgCl2、HgS等)，附着在灰颗粒上的汞化合物形成颗粒汞。在经过ESP时，烟气中被飞灰吸附存在于飞灰表面的颗粒汞将随飞灰一起被静电除尘器脱除，测得的飞灰中汞含量为44μg/kg。随后烟气在流经WFGD时，烟气中的汞在脱硫石膏中得到有效富集，石膏中汞含量为1110μg/kg。烟气中汞浓度为6μg/m3，低于《火电厂大气污染物排放标准》(GB  13223-2011)排放限值。

3.2 燃煤电厂汞质量平衡

考虑燃煤电厂的汞平衡，输入量应该等于输出量，整个燃煤电厂系统中汞输入量包括进入锅炉的煤粉中所含有的汞和石灰石-石膏法脱硫中脱硫剂石灰石所含有的汞，汞输出量主要包括四部分：锅炉底渣、ESP飞灰、脱硫产物石膏和烟气中的汞。煤中工业分析、元素分析见表2、表3，根据这些数据确定烟气量及脱硫石膏消耗量，在此基础上开展平衡计算。

图2是燃煤电厂汞质量平衡，由于底渣中汞的含量非常低，基本上煤中所有的汞都随着煤粉在锅炉中的燃烧而进入烟气中，图2显示了烟气中的汞在通过静电除尘和湿法脱硫两个烟气处理装置时的脱除率，以及烟气中最终有多少汞经烟囱排放到大气环境中。由图可以发现，烟气在经过静电除尘设备时，烟气中的汞有3.88%被燃煤飞灰吸附，存在在于飞灰中，这部分汞主要是颗粒态的汞。烟气在经过湿法脱硫装置时，烟气中51.06%的汞在脱硫过程中被脱除，烟气中的汞在脱硫产物石膏中实现了有效的富集。最后烟气中45.05%的汞经过烟囱排放到大气环境中。因此，此燃煤电厂煤燃烧过程中所产生的汞主要由烟气的汞、脱硫产物石膏中的汞和飞灰中所存在的汞三部分组成。

4结论

针对某200MW燃煤电厂煤粉锅炉，本文开展了汞测试及分析，研究结果表明该厂烟气中51.06%的汞在脱硫过程中被脱除并富集于脱硫石膏中，最后烟气中45.05%的汞经过烟囱排放到大气环境中，排放烟气中汞浓度为6μg/m3。

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