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1、2010年4月电力科技与环保第26卷第2期电厂燃煤过程中汞控制技术研究Researchreviewsofmercurycontroltechnologyinthecoal-firedpowerplants赵毅,张自丽(华北电力大学环境科学与工程学院,河北保定071003)摘要:燃煤电厂汞控制技术分燃烧前、燃烧中和燃烧后脱汞,燃烧后脱汞技术为主要汞控制排放工艺,其中吸附剂吸附方法的研究较为广泛。基于国内外近几年燃煤电厂烟气脱汞技术的研究,综述了汞控制技术的最新进展。关键词:烟气脱汞;活性炭;脱除;吸附Abstract:Therearethreewaystocontrolmercur
2、yemissionsincoal-firedpowerplantsandtheyarepre-com2bustion,post-combustionandmercurycontrol,withmercurycontrol,amongwhichtheresearchofvariousab2sorbentsisverypopular,asthemaintechnology.Basedontheresearchofmercuryremovaltechnologiesduringtherecentyears,ithasaviewabouttheupdateddevelopmentofme
3、rcurycontrolathomeandabroad.Keywords:fluegasmercuryremoval;activatedcarbon;removal;absorption中图分类号:X701.7文献标识码:B文章编号:1674-8069(2010)02-031-03近年来,人们注意到煤燃烧过程中有害金属元因此,在炉内高温下,大部分煤中无机汞和有机汞转[1]0素对环境的影响。美国环保局(EnviromentPro2变成Hg,并以气态形式停留于烟气中。据估计,残tectionAgency,简称EPA)定义的25种有毒大气污留在底灰中的汞含量一般占总汞的2%～7%。因染
4、物,其中从燃煤锅炉排放的重金属有害空气污染此,煤燃烧过程中汞的排放研究应该以烟气中汞的物(HeavymetalsHazardousAirPollutants,简称形态转化规律和脱除为重点。[4-5]HAP)主要有Hg、Cd、Pb、Cr和As等,现有除尘器能燃煤电厂汞形态转化的影响因素主要包括有效脱除这部分在工作温度下是固体形式的HAP,以下几种:但Hg、As和Se具有较高的挥发性,不易被除尘器(1)煤种。燃煤煤种不同,汞的形态分布也不2+0捕获,大部分随烟气排放到大气中。同时,由于Hg同。烟煤燃烧时,烟气中Hg含量高,Hg含量偏0的剧毒性、积累性,并且在大气中停留时间较长,因低;
5、褐煤燃烧时烟气中Hg含量较高。总之,褐煤燃此对环境危害不容忽视。有关Hg的排放控制技术烧过程中单质汞含量最高,亚烟煤次之,烟煤最低。研究已经成为燃煤污染防治的一个重要领域。(2)燃烧方式及温度。与司炉和链条炉相比,[2]燃煤电厂汞排放的形式主要有三种:气态汞煤粉炉燃烧效率较高,烟气中气态汞含量高,留在底02+元素单质Hg,气态二价离子汞Hg和固态颗粒附渣中的汞较少。研究表明,温度高于800℃时,烟气2+0着汞Hg(P)。一般Hg易溶于水,易于脱除;而中的汞主要是以Hg(g)存在,同时有少量氧化汞;02+Hg不溶于水,且挥发性极强,是汞附存方式中难以温度低于470℃时,主要形式是H
6、g。[3]02+脱除的部分。我国燃煤的主要煤种是褐煤,而褐(3)烟气气氛。过量空气系数对Hg与Hg比煤燃烧产生的烟气中,汞的形态以元素态为主,因例影响较大,氧化性气氛对元素汞的氧化有促进作此,我国控制治理汞排放的任务相对更加困难。用,还原性的气氛不利于氧化态汞的生成,而大部分锅炉烟气都是还原性气氛,这是总汞主要部分为元1燃煤电厂汞的形态转化及影响因素素态汞的原因之一。电厂煤粉炉燃烧过程中,煤中汞将受热挥发以(4)烟气成分。燃煤中氯含量也会对汞的形态汞蒸汽的形态存在于烟气中。一般炉膛温度在有一定影响,氯含量高,烟气中氧化态汞含量也高,1200～1500℃,大多汞的化合物在温度高于8
7、00℃反之亦然。所以,氯元素虽然不能改变总汞含量,但0处于不稳定状态,它们将分解成热力稳定态Hg。却直接影响着汞的形态。312010年4月电力科技与环保第26卷第2期由以上各因素的分析可知,因元素态汞的脱除煤电厂很难承受,因此研究重点集中在新型、价格低[15]相对困难,为提高总脱汞效率,通过改变相关条件,廉的吸附剂开发方面。促进元素态汞向二价汞离子的转化将是燃煤电厂汞2.1.2飞灰吸附剂控制技术领域的一项重要研究课题。由煤粉炉产生的飞灰具有细小的粒径,且有一定的实用性,早已被作为
