当前位置:首页 >> 能源/化工 >>

燃煤电厂烟气汞污染控制技术研究进展


环境污染与防治

网络版

第3期

2011 年 3 月

燃煤电厂烟气汞污染控制技术研究进展
高 炜 1 薛志钢1 马京华1 王峰威1 李文俊1, 2 刘 妍1, 3 (1.中国环境科学研究院,北京 100012;2.西南大学资源环境学院,重庆 400716; 3.河北工程大学城市建设学

院,河北 邯郸 056038) 摘要 综述了当今国内外燃煤电厂汞污染控制技术,其中主要包括 3 类:利用现有布袋除尘器、 电除尘器、选择性催化还原脱硝装置等现有大气污染控制装置的协同脱汞技术,通过飞灰再注入、强 化湿法脱汞等方法改进现有大气污染控制装置以提高汞脱除效率的脱汞技术,以及活性炭注射、钙吸 附剂注入、沸石吸附剂注入、氧化剂注入、光化学氧化、电晕放电、电子束照射等新型的专门脱汞技 术。对比分析了上述 3 类脱汞技术的脱汞效率、成本、应用及发展前景,在此基础上提出未来中国燃 煤电厂汞污染控制技术的应用前景和发展方向。 关键词 燃煤电厂 烟气汞 脱汞 控制技术 Summary of flue gas mercury pollution control technology in coal-fired power plants GAO Wei1, XUE Zhigang1, MA Jinghua1, WANG Fengwei1 , LI Wenjun 1,2, LIU Yan 1,3.Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012; 2. College of Resources and Environment, Southwest University, Chongqing 400716; 3. College of Urban Construction, Hebei University of Engineering, Handan Hebei 056038) Abstract: The current mercury pollution control technology of coal-fired power plants in domestic and abroad is summarized comprehensively in the paper. The flue gas cleaning technology for mercury removal, which makes use of existing air pollution control devices, such as FF, ESP, SCR, WFGD, CFB, LNB, SDA etc., fly ash re-injection, enhanced WFGD and other improved use of existing air pollution control devices for the flue gas mercury removal, and ACI, calcium sorbent injection, zeolite sorbent injection, oxidizer injection, photochemical oxidation, corona discharge, EBA and other new mercury control technology are summed up. Meanwhile the mercury removal efficiency, cost, application and development prospect of the above three kinds of the mercury control technology is compared and analyzed. On the basis, the application prospects and development direction of flue gas mercury control technology of coal-fired power plants in the future is proposed. Keywords: coal-fired power plants; flue gas mercury; mercury removal ; control technology

1

国内外主要燃煤大气汞控制技术 随着经济的高速发展,电煤消耗量猛增,燃煤烟气汞排放日益增长,引起了国际社会

的广泛关注,燃煤电厂烟气汞排放控制技术从而凸显了更为重要的地位和巨大的发展空 间。笔者着重讨论国内外燃煤电厂烟气汞污染治理技术,对其脱汞效率、脱汞成本和应用 及发展前景分别作了分析比较, 并对我国未来 10~20 年燃煤电厂烟气汞污染控制技术进行 了预测。 目前燃煤电厂烟气汞污染控制技术主要包括 3 大类: 利用现有大气污染控制技术和装 置协同脱汞、改进现有大气污染控制技术以提高汞脱除效率,以及利用新型的汞污染控制 技术专门进行脱汞。我国燃煤电厂现阶段主要是利用现有大气污染控制装置协同脱汞,而
第一作者:高 炜,男,1984 年生,硕士研究生,主要从事大气污染源排放与控制对策研究。 ? 2009 年公益性科研专项(No.200909024) 。 1

环境污染与防治

网络版

第3期

2011 年 3 月

美国已经有一定数量的燃煤电厂安装了烟气汞连续监测系统和烟气汞脱除设备。 1.1 利用现有大气污染控制技术协同脱汞 (1) 除尘装置 燃煤烟气除尘装置对颗粒态汞有一定的去除效率,而除尘装置一般包括:机械式除 尘器、湿式除尘器、过滤式除尘器和电除尘器 4 种。就我国目前主要电厂使用情况来看 电除尘器(ESP)和布袋除尘器(FF)使用较多,颗粒洗涤器(PS)也有部分电厂使用。 研究表明:除尘设备对烟煤燃烧烟气汞的脱除率要比褐煤高很多,如冷端ESP对汞的平 均捕获效率烟煤为 36%,而次级烟煤约 3%。若电除尘器和布袋除尘器同时使用,烟气 汞脱除效率为 34%~87%[1]。而布袋除尘器由于在脱除高比电阻粉尘和亚微米级颗粒方 面有独特效果故可更有效减少气态汞的排放量,烟煤除汞效率可达 90%,亚烟煤为 72%[2]。但是,袋式除尘器自身存在滤袋材质差、寿命短、压力损失大、运行费用高等 局限性,限制了其使用[3]。 (2) 湿法脱硫装置(WFGD) 烟气脱硫装置温度较低,有利于Hg0的氧化和Hg2+的吸收,是目前除汞最有效的净化 设备。特别是在WFGD中,由于Hg2+易溶于水,容易与石灰石或石灰吸收剂反应,因此 WFGD可以将烟气中 80%~95%的Hg2+除去,但对于不溶于水的Hg0捕捉效果不显著[4]。 (3) 烟气脱硝装置 选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)是两种常用的脱硝工艺。该 两种工艺能够将Hg0氧化成Hg2+,而增加后续烟气脱硫设施对汞的去除率,一般前者应用 较多。Hg0被SCR装置催化氧化的效率可达 80%~90%。德国电站试验测试发现,烟气通 过SCR反应器后,Hg0所占份额(质量分数)由入口的 40%~60%降到了 2%~12%[5]。 (4) 喷雾干燥法脱硫装置(SDA) 在采用SDA的脱硫系统中, 颗粒态汞很容易被除去。 0和Hg2+能潜在地被吸附在SDA Hg 系统的飞灰、硫酸钙或亚硫酸钙颗粒表面。当烟气通过下游风向的ESP或FF时,吸附有汞 的颗粒能很容易被吸附和捕获,ESP脱汞的效率是 50%,FF脱汞的效率可达 80%以上。当 气流通过FF上由飞灰和干浆粒结成的阻塞层时,气态汞的捕获会进一步的增强,达到更高 的脱除效率,可达 90%以上[6]。 (5) 低 NOx 燃烧技术(LNB) 在满足燃烧供热条件下,控制燃烧温度、减少NO形成的同时烟气飞灰中未燃尽的碳 含量会增加,增加的碳有利于吸附烟气中的汞。对于烟煤而言,汞的脱除率可高达 90%, 对于亚烟煤而言,脱汞率为 20%~40%[7]。因此,该技术对飞灰量较大的烟煤来说,比较 实用。 (6) 循环流化床燃烧方式(CFB) 与层燃锅炉、煤粉锅炉在燃煤过程中煤中的汞的分布明显不同,在CFB 燃煤过程中, 汞主要富集在飞灰中,随烟气排入大气的汞量明显降低,灰渣中汞的含量与其他燃烧过程
2

环境污染与防治

网络版

第3期

2011 年 3 月

大致相同[8]。由于循环流化床燃烧温度较低,煤中挥发出的气态汞所占比例较少,且飞灰 颗粒和一些添加剂导致的还原性气氛,都有利于矿物质汽化而产生大量的亚微米级颗粒, 从而增加了飞灰对烟气中汞(包括单质态和氧化态)的吸附。后续污染物控制设备捕集飞 灰颗粒,使得汞向大气的排放大为减少。此外循环流化床燃料适应性相对较广,使得添加 石灰石或一些汞的催化剂等成为可能,从而大大增加了汞的去除率。 (7) 洗煤技术 洗煤是减少汞排放简单而有效的方法。利用传统的物理洗煤技术,如利用比重不同分 离杂质的淘汰技术、重介质分流技术和旋流器等,还有利用表面物理化学性质不同的浮选 煤技术油絮凝技术等,都是有效控制煤粉燃烧过程中重金属汞生成的方法,这也是一种简 单而低成本的降低汞排放的一种方法,因而不应忽略。有研究表明,煤中的汞主要赋存于 黄铁矿(硫铁矿)内,在后期热液成因的黄铁矿内汞尤为富集[9],根研究,黄铁矿的汞脱 除率最高。在洗煤过程中,理论上至少 51%的汞可以被脱除[10]。目前,发达国家原煤入洗 率为 40%~100%,而我国只有 22%[11]。同时煤炭洗选废水带来的二次污染问题值得重视 和进一步研究。 1.2 改进现有大气污染控制技术提高脱汞效率 (1) 飞灰再注入 燃煤过程中产生的飞灰可吸附一部分气态汞,飞灰对汞的吸附主要通过物理吸附,化 学吸附、化学反应以及三者结合的方式。用飞灰样品在不同烟温下进行比较试验,发现较 低温度对飞灰的吸附有利。不同煤种的飞灰也有差别,汞脱除率随含碳量增加而升高,烟 煤比次烟煤、褐煤的飞灰表现出更高的氧化率和吸附率。 (2) 强化湿法脱汞 WFGD设备在脱汞时,总的效率较高,但对单质汞的脱除效果甚差,甚至有Hg2+还原 影响到总汞脱除率的进一步提高。 NOLAN等[12]以专利形式提出把氯化 成Hg0的现象发生, 物和硫化物添加到烟道气喷淋装置中,可以HgS沉淀的形式除去Hg0和Hg2+,总汞脱除率 可接近 100%,效果非常理想。 (3) 改进的布袋除尘器 一些中试研究已经表明,通过在织物中植入一些有催化效应的纤维可氧化一部分汞, 目前已有学者研究在布袋除尘器中加入碳化纤维或是其他催化材料, 而且碳化纤维布袋除 尘器已经进入商业应用。有些研究者用活性炭制成的纤维状滤网进行了吸附元素汞的实 验,结果表明活性炭纤维滤网对汞的捕获率达到 99%以上,并随汞浓度的增加而增加[13]。 这种方法由于再生力强,吸附效率高而非常具有潜力。 1.3 新型汞污染控制技术 (1) 活性炭注射(ACI) 活性炭注射法是目前研究中最为集中且较成熟的一种方法。 活性炭吸附脱除烟气中的
3

环境污染与防治

网络版

第3期

2011 年 3 月

汞可以通过两种方式进行:一种是在颗粒脱除装置前喷入粉末状活性炭(PAC) ,吸附了 汞的活性炭颗粒经过除尘器时被除去;另一种是将烟气通过活性炭吸附床(GAC) ,但如 果活性炭颗粒太细会引起较大的压降。其中,活性炭喷射方式比较有应用潜力。活性炭喷 射可实现 50%~80%汞的脱除,若与 ESP 和布袋除尘器同时使用,或仅使用布袋除尘器 可减少 90%汞的排放。然而,吸附后的活性炭与飞灰混合在一起,不能够再生,使得活 性炭吸附的方法成本很高,燃煤电站难以承受,因此很多研究人员开始开发新型、价格低 廉的吸附剂。 (2) 硫、氯、碘负载活性炭吸附 KARATZA等[14]采用S-ACs填充床净化气态汞,经SEM/EDS分析表明,汞主要被S-ACs 上的硫元素经反应而吸附,同时被没有结合硫元素的原始活性炭经物理作用而吸附。 KRISHNAN等[15]的研究表明,低温下(23 ℃)S-ACs对元素汞的吸附既有化学反应吸附, 也有物理吸附;烟气温度高于 140 ℃时,S-ACs对元素汞的吸附主要为反应吸附,在活性 炭负载的活性硫原子处形成HgS。GHORISH等[16]采用氯负载的活性炭(Cl-ACs)去除烟 气中的Hg0,结果表明:Cl-ACs对元素汞的去除效率远高于原始的活性炭。在C/Hg质量比 为 1 000~5 000 范围内,Cl-ACs对Hg0的去除效率可以达到 80%~90%。ZENG等[17]采用 5%ZnCl2负载在活性炭上制备Cl-ACs,在 50~200 ℃范围内Cl-ACs吸附元素汞的能力是未 负载活性炭的 8~10 倍。 LEE等[18]采用I2或者KI浸渍活性炭, 得到碘负载的活性炭 (I-ACs) 。 负载 5%KI的I-ACs对元素汞的去除非常有效(>90%) 。以上这些研究结果表明,负载S/Cl/I 等的活性炭通过S、Cl或I等活性成分与元素汞反应,具有较高的汞净化效率。另外,这些 材料的成本比活性炭更为昂贵。 (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
4

环境污染与防治

网络版

第3期

2011 年 3 月

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 10 W/cfm,Hg0的去除率为 80%,当放电达到 20 W/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 - Catalytic Oxidation,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、 X、 NO 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16 μg/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、 2O、 2 发生的光化学氧化反应。 H CO 由于汞可以吸收和放出 253.7 nm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。 (10) 氧化剂注入 通常在烟气中加入硫化钠,氯氧化剂,过氧化物或是臭氧进行氧化。向烟气中(除尘 器前)喷入Na2S,会与烟气中气态汞发生化学反应,生成固态产物,这些固态产物比较容 易被电除尘器、布袋除尘器等传统的除尘设备去除,生成的Hg2+也可以被湿式烟气脱硫系 统去除。臭氧作为氧化剂的已经有应用,而过氧化氢和氯氧化剂作为氧化剂的研究已经开 展。从理论上臭氧脱汞能达到很高的汞去除率,但燃煤电厂烟气汞质量浓度很低,在 10~ 30 μg/m3,并且烟气量很大,气流速度快,因而需要消耗大量的臭氧,实际应用成本很高, 而且直接排放臭氧易污染空气,造成二次污染。在系统中加入了氯氧化剂,阻止了氧化态 汞重新还原成单质汞,国外电厂测试结果表明发现脱汞效率平均保持在 77%[21]。 科学家们还在研究其他氧化剂。例如,美国Argonne国家实验室 [22] 采用新型氧化剂
5

环境污染与防治

网络版

第3期

2011 年 3 月

NOxSORB(氯酸HClO3和氯酸钠NaClO3的混合物) ,将其喷入到 149 ?C的烟气中,100%的 气态Hg0被氧化为Hg2+,最终经过湿法脱硫系统被捕捉。这种氧化剂在脱除汞的同时也可 以减少 80%NO的排放量。美国Radian实验室使用含铁类物质和含钯类物质作氧化剂,149 ℃时烟气中的气态Hg0几乎全部转化为Hg2+。 (11) 新型燃煤汞排放控制技术 浙江大学热能工程研究所在现有研究成果的基础上, 提出了一种以半干法为基础的新 型燃煤锅炉汞排放控制方法。该法利用喷入添加剂,对锅炉尾部烟气中气态汞的形态进行 控制,使汞的形态分布处于合理比例;利用喷水降温,提高吸附剂对气相单质汞的吸附效 率,同时利用液粒吸收气态二价氧化汞,达到将对两种气态汞同时转化为颗粒态汞,以利 于除尘装置对 3 种汞形态的同时脱除。 1.4 其他方法 (1) 煤热处理 由于汞具有高挥发性,在煤热处理的过程中,汞会受热挥发出来。对热处理脱汞技术 研究表明[23],在 40 0℃下可以达到最高 80%的脱汞率。然而,在 400 ℃下也发生了煤的 热分解,导致挥发性物质的减少,煤的发热量也有很大的降低。热处理脱汞技术还处于实 验室阶段,有待进一步研究。 (2) 高分子壳聚糖吸附 壳聚糖(Chitosan,CS)又称脱乙酰几丁质、聚氨基葡萄糖、可溶性甲壳素,是一种 储量极为丰富的天然碱性高分子多糖。高鹏[24]研究发现壳聚糖除汞效率很高,在 80 ℃吸 附效率达 96.43%, 同时对SOX和NOX有一定的脱除效果, 壳聚糖吸附剂脱除汞的反应是化 理论上最佳吸附反应温度为 80~120 ℃。 学反应占主导。 它可以高效的脱除Hg2+和Hg单质, (3) 贵金属网脱汞 有人提出利用金等贵金属网脱汞的方法,并且吸取几种方法优点,设计出对各种形态 的汞均有较好作用的综合脱汞法。同时,利用贵金属吸附烟气中的汞之后,还可以从贵金 属中析出汞, 再生的汞可以进一步用于工业生产。 美国 ADA Technologies 用贵金属 (如金) 作为吸附剂,吸附后把汞从吸附剂表面脱附,吸附剂得以再生利用,脱附后的汞可作为有 用的副产品。 2 燃煤电厂烟气汞污染控制技术比较 如表 1 所示,当今世界上燃煤电厂汞污染控制技术主要在两个方向上发展,一是利用 现有或者改进现有大气污染控制技术和装置对烟气汞进行脱除, 另一个就是利用新型汞污 染控制技术对烟气汞污染进行专门治理。 我国目前还没有专门的脱除烟气中汞的工业性装
表1 汞污染控制技术 或装置 脱汞效率 燃煤电厂烟气汞控制技术 脱汞成本 说明 应用及发展前景

6

环境污染与防治

网络版

第3期

2011 年 3 月

FF

90% (烟煤) 72%(亚烟 煤) 平均 36% (烟煤)

主要去除颗粒态汞 (Hgp) ,脱汞性能 相比ESP更有效 选择性相比于 FF 要 高 主要针对Hg2+,对 于不溶于水的Hg0 捕捉效果不显著 能够将 80%~90%的 Hg0氧化成Hg2+

世界上广泛使用,应用前 景好,但有待进一步改进 目前使用较多,应用前景 较好,但自身存在的一些 问题须加以改进 目前世界上使用最广泛的 脱硫技术,应用前景广阔 SCR 市场潜力非常巨大, 在我国有着非常广阔的应 用前景 SNCR 与其它脱硝技术的 联合应用在我国具有广阔 的发展前景 目前世界上占有率仅次于 石灰石-石膏法的烟气脱 硫技术

ESP

WFGD

80%~95%

利用 现有 大气 污染 控制 技术 和装 置

SCR

— 均为利用 现有装置 协同脱汞, 故无成本 或低成本

SNCR

— 50%~90% 以上(与 ESP 或 FF 联用脱除 效率) — 高达 90% (烟煤) 至少 51% (理论上) —

国内研究较少

SDA

除去Hgp,可增加对 Hg0和Hg2+的吸附

循环流化床燃烧 方式(CFB) 低NOx燃烧 (LNB) 洗煤技术 改进 现有 的大 气污 染控 制技 术 新型 汞污 染控 制技 术

增加飞灰对烟气中 汞(包括Hg0和 Hg2+)的吸附 低温降低烟气中汞 的浓度 主要脱除赋存于黄 铁矿内的汞 较低 吸附气态汞,烟煤 吸附率较次烟煤、 褐煤高 以HgS沉淀的形式 除去Hg0和Hg2+ 吸附Hg0 吸附气态Hg0和 Hg2+ 高效脱除Hg0 脱汞同时可除去一 部分的SO2和SO3 说明 在TiO2表面氧化 Hg0为Hg2+
7

CFB 燃煤过程中汞的排 放控制有待进一步研究 适合我国火电现状,有较 大发展空间 有一定的发展空间,但二 次污染问题值得关注 已有中试,值得进一步推 广 有较好的发展应用前景 碳化纤维布袋除尘器已经 进入商业应用,非常具有 潜力 高效低价替代产品有待进 一步研发 成本高,难以大范围推广 不失为一种替代活性炭吸 附的好方法 应用及发展前景 尚处于试验开发阶段,需 要进一步深入研究

飞灰再注入

强化湿法脱汞 改进的布袋除尘 器 ACI 硫、氯、碘负载 活性炭注入 钙吸附剂注入 汞污染控制技术 或装置

接近 100%

较低 运行维护 成本较高 较高 很高 较低 脱汞成本 较高

99%以上

50%~80% 80%~90% 以上 平均 82% 脱汞效率 —

新型 汞污

TiO2吸附剂注入 +紫外光照射

环境污染与防治

网络版

第3期

2011 年 3 月

染控 制技 术

沸石吸附剂注入



较低

电晕放电



较高

高温和低温下都可 以吸附Hg0和Hg2+ 氧化Hg0为Hg2+,但 对Hg0脱除效果不 理想 将Hg0氧化Hg2+ 将Hg0转变为Hg2+

国外已有应用,替代活性 炭潜力巨大 成本较高, 不能直接脱汞, 应用受到限制 成本较高, 不能直接脱汞, 应用受到限制 很有潜力 臭氧作为氧化剂已有应 用,H2O2、Na2S、氯氧化 剂及其它新型氧化剂研究 已经开展 目前正处于项目研究阶段 我国自主研发烟气汞工业 脱除装置,有较大发展前 景 尚处于实验室阶段,有待 进一步研究 有较大发展应用前景,值 得深入研究

EBA 光化学氧化

— —

较高 低能耗,低 成本

氧化剂注入



较低

将气态Hg 转化为 固态物质或者Hg2+ 将Hg0加速转化为 Hg2+ 将气态Hg0和Hg2+ 转化为Hgp

0

催化剂氧化 新型燃煤汞排放 控制技术(浙大) 煤热处理





最高 80%

较高

其他

高分子壳聚糖吸 附法 利用金等贵金属 网脱汞

96.43%

较低

成本昂贵

脱汞同时降低了煤 炭发热量 高效脱除Hg2+和 Hg0,同时对SOX和 NOX有一定的脱除 效果 脱除分形态汞,可 回收利用

发展前景非常有限

注: “—”表示该方法不能直接脱除烟气中的汞。

置,主要还是利用现有大气污染控制装置对烟气汞进行协同控制。笔者认为,我国在目前 技术经济水平下利用现有大气污染控制装置协同控制烟气汞污染不失为一种既经济又有 效的技术手段。改进现有大气污染控制装置将会较大幅度提高烟气脱汞的效率,同时成本 增加不会太多,比较符合我国的国情,因此可作为我国未来 10~20 年我国燃煤电厂烟气汞 控制的一个重要的发展方向。但是就长远发展来看,低成本、低能耗、高效、无二次污染 或者低二次污染的脱汞技术和设备具有广阔的发展和应用前景, 尤其是开发廉价高效的吸 附剂和氧化剂具有很大的应用潜力。此外,洗煤、煤热处理等洁净煤技术和循环流化床燃 烧、低氮燃烧等现有煤炭燃烧前和燃烧中的汞污染控制技术也有一定的发展空间,值得进 一步研究。 3 小 结

目前, 国内外燃煤电厂汞污染问题普遍存在, 并且成为了全球最主要的大气汞的来源, 因此燃煤汞控制技术便成为了重点关注的问题。 现有燃煤电厂烟气汞污染控制技术主要包 括 3 大类:利用现有大气污染控制技术和装置协同脱汞、改进现有大气污染控制技术以提 高汞脱除率,以及利用新型的汞污染控制技术专门进行脱汞。我国目前主要是利用现有的
8

环境污染与防治

网络版

第3期

2011 年 3 月

污染控制技术和装置对烟气汞进行协同控制。 为了更进一步研究我国燃煤电厂烟气汞的排 放和控制,2010 年 9 月 15 日环保部启动了燃煤电厂大气汞污染控制试点工作,此举对摸 清我国典型燃煤机组排放清单,有针对性的制定烟气汞污染控制方案有重要意义。 此外,借鉴国外燃煤电厂汞污染控制先进技术和经验,我国在汞污染治理道路上除了 采用适当的控制技术外,还需配套制定相关法律法规、管理制度,以及标准依据,从而运 用技术、经济、行政、法律等手段共同控制治理我国燃煤汞污染问题,走出一条健康、协 调、可持续发展的路子来。 参考文献:
[1] [2] 蒋靖坤.中国大气汞排放和控制初步研究[D].北京:清华大学,2004. ANNA G,JOZEF M P. Mercury emission from coal-fired power plants in Poland[J].Atmospheric Environment,2009,(43):5668-5673. [3] 王领,蔡红波,张丽, 等.燃煤电站汞排放控制技术研究的现状[J].重庆电力高等专科学校学报,2009,14 (4):15-17. [4] [5] 周劲松,骆仲泱,任建莉,等.燃煤汞排放的测量及其控制技术[J].动力工程,2002,22(6):2099-2105. RICHARDSON C M, MILLER S D, CHANG C R.Effect of NOx control processes on mercury speciation in utility flue gas [C]Crystal City: International conference on Air Quality,2002. [6] JOHN H P,EVERETT A S, MICHAEL D M,et al.Status review of mercury control options for coal-fired power plants [J].Fuel Processing Technology,2003(82): 89-165. [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] JAMES E S, WOJCIECH J.Performance and Cost of Mercury and Multipollutant Emission Control Technology Applications on Electric Utility Boilers [R]. EPA-600/R-03/110, 2003. 高 洪 亮 , 杨 德 红 , 周 劲 松 , 等 . 循 环 流 化 床 燃 煤 过 程 汞 控 制 性 能 的 实 验 研 究 [J]. 锅 炉 技 术 ,2006, 37(5):28-31. 张乐,.燃煤过程汞排放测试及汞排放量估算研究[D].杭州:浙江大学,2007. 冯新斌,洪业汤,洪冰等.煤中汞的赋存状态研究[J].矿物岩石地球化学通报,2001,(2):77-78. 汤德全.燃煤和大气污染[J].洁净煤技术,1997,3(1):5-81. Nolan. Method for controlling elemental mercury emissions[P].United States Patent, 6-855-859,2005. 韩军,徐明厚.燃煤痕量元素排放的控制研究[J].动力工程,2003,23(6):2744-2751. KARATZA D,LANCIA A,MUSMARRA D,et al.Study of mercury absorption and desorption on sulfur impregnated carbon[J].Exper. Thermal Fluid Sci.,2000,21:150-155. KRISHNAN S V,GULLETT B K,JOZEWICZ W.Sorption of elemental mercury by activated carbons[J]. Environ. Sci. Technol.,1994,28:1506-1512. GHORISHI S B,KEENEY R M.Development of a Cl-imprenated activated carbon for entrained-flow capture of elemental mercury[J].Environ. Sci. Technol,2002,36:4454-4459. ZENG H C, JIN F, GUO J.Removal of elemental mercury f rom coal combustion flue gas by chloride2impregnated activated carbon[J].Fuel,2004,83:143-146. LEE S J,SEO Y C,JURNG J S,et al.Removal of gas-phase elemental mercury by iodine and chlorine-impregnated activated carbons[J].Atmos. Environ.,2004,38:4887-4893. JOUNNA D.A tale of two processes[J].Power System Engineering,2006,22(6):50-53.
9

环境污染与防治

网络版

第3期

2011 年 3 月

[20] [21]

杨振宇,羌宁,季学李.美国燃煤电厂锅炉烟气中汞的研究进展[J].能源环境保护,2003,17(5):3-7. 刘清才,高威,鹿存房,等.燃煤电厂脱汞技术研究与发展.煤气与热力,2009,29,(3),6-9. oxide[C]. Atlanta:EPRI-DOE-EPA Combined Utility Air Pollution Control Symposium,1999.

[22] LIVENGOOD C D, MENDELSOHN M H. Progress for combined control of mercury and nitric [23] [24] SEN-IOR C L,SAROF-IM A F,ZONG T,et al.Gas phase transformation of mercury in coal-fired power plants[J].Fuel Processing Technology,2000,(2):197-213. 高鹏, 向军,毛金波,等.高分子化合物壳聚糖脱除燃煤烟气中汞的实验研究[J].中国电机工程学 报,2006,24(26):24-26. 责任编辑:丁 怀 (收到修改稿日期:2010-10-26)

?版权所有 《环境污染与防治》杂志社

10


相关文章:
燃煤烟气汞污染技术研究进展
燃煤烟气汞污染控制技术研... 5页 免费 燃煤电厂烟气汞污染控制技... 10页 ...燃煤烟气汞污染技术研究进展燃煤烟气汞污染技术研究进展隐藏>> 分享到: X 分享...
燃煤汞排放及控制的研究进展
燃煤汞排放及控制研究进展摘要: 燃煤电站是最大的汞排放源, 现在燃煤汞污染...关键词:燃煤电厂烟气、汞、转化、排放、控制。 引言 汞是剧毒性微量元素,...
化学文献检索考题1
1 新型微纤结构催化/吸附填料研究进展 2 催化裂化废催化剂粉合成超细分子筛 3 毛细管电泳-电化学发光检测抗抑郁药氢溴酸西酞普兰 4 燃煤烟气汞污染控制技术研究 ...
烟气汞污染及控制
2 现有烟气汞技术进展 2.1 利用现有污染控制设备脱除烟气中的汞 2.1.1...经许可运用于燃煤电厂(Powerspan公司),对汞的氧化脱除率 达到了91 % [28] ...
火力发电厂烟气脱汞技术的研究与分析
火力发电厂烟气汞技术研究与分析_能源/化工_工程科技_专业资料。火力发电厂...和人体会造成极大的危害,因此有效控制燃煤 汞排放是我国环境汞污染控制的重中...
燃煤电厂中汞的排放与控制的研究
综述了重金属在煤中的存在形态及在燃煤电站中的转化过程, 并重点介绍了燃 煤烟气中重金属控制方法的最新研究进展, 分析了燃煤电厂控制方面 存在的主...
燃煤烟气中汞脱除的论述
目前燃煤烟气是造成汞污染的重要认为来源,开发研究燃煤烟气汞污染的技术是汞污染...燃煤汞污染排放控制技术介绍除尘装置对汞的脱除效果对一些电厂研究表明20 21 ,...
清洁火电厂汞排放规律及控制方法分析
[18] 赵毅,张钧钧,唐舒,韩颖慧.燃煤电厂烟气汞排放控制研究现状及进展[J]. ...燃煤烟气中零价汞控制技术研究进展[J].环境科学与技 术,2012 35(6):58-63...
燃煤电厂汞排放控制技术介绍
根据美国环保署(EPA)1997年给美国国会的汞研究报告显示,燃 煤电厂是最大的...研 究表明,在空气污染控制器的上游烟气中的气相中Hg2+占50 ~ 80%,单质...
更多相关标签:
燃煤电厂烟气粉尘分布 | 燃煤电厂烟气成分 | 燃煤电厂湿烟气排放 | 燃煤电厂烟气排放标准 | 燃煤汞污染及其控制 | 燃煤锅炉烟气量计算 | 燃煤锅炉烟气成分 | 燃煤锅炉烟气排放标准 |