SCR催化剂对汞的催化氧化研究进展

文章综述了目前国内外选择性催化还原(SCR)催化剂催化氧化燃煤烟气中汞的研究现状。介绍了钒基、铜基、铁基、锰基、铈基以及贵金属SCR催化剂对汞的催化氧化性能;分别分析了烟气温度、烟气组分(Cl2、HCl、SO2、NH3等)、空速等因素对各催化剂汞氧化性能的影响;最后运用文献对比方法综合概括了燃煤烟气条件对汞氧化的影响,并结合我国燃煤电厂现状,对SCR催化脱汞技术的发展方向提出建议:利用SCR催化剂实现燃煤烟气中汞的氧化,结合现有污染物控制设备实现汞的脱除,是一种经济、高效的燃煤烟气脱汞技术;当前应深入研究SCR催化剂对汞的催化氧化机理,开发能够实现NOx与汞协同控制的,稳定、高效、普适性强的低温SCR催化剂。     

强化SCR脱硝催化剂转化零价汞的初步研究

常规的选择性还原脱硝(SCR)催化剂对烟气中的零价汞具有一定的催化氧化作用,从而有利于提高下游的除汞效率。但在烟气HCl浓度较低时,SCR催化剂对燃煤烟气中的零价汞催化氧化效果较差。为了提高SCR催化剂对零价汞的催化氧化效果,在现有SCR催化剂基础上,通过负载其它金属元素的方法,对其进行改性掺杂。结果发现,负载锰氧化物的Mn/SCR催化剂,对零价汞的催化氧化作用明显提高,而将其再掺杂Mo后,其催化氧化性能得到更进一步提高。在反应温度350℃的条件下,加入7.5 mg/m3HCl,Mo-Mn/SCR对零价汞的催化氧化效率接近90%,而常规SCR催化剂只有35%左右。另外,Mo只有在与Mn结合使用,其促进作用才能较显著地体现出来。对改性后的SCR催化剂的脱硝性能研究表明,掺杂Mo-Mn元素对于SCR的脱硝性能无明显影响。     

催化氧化法烟气脱汞研究进展

烟气汞污染是被世界公认为继燃煤硫污染之后的又一大污染问题。催化氧化脱汞反应是元素汞转化的重要途径。综述了国内外催化氧化法烟气脱汞方法,着重讨论了选择性催化还原法(SCR)、光催化氧化法、膜催化氧化法和催化氧化法4种烟气脱汞技术,并对该领域今后的发展趋势进行展望。     

燃煤电厂烟气汞的排放及控制研究

随着环保意识的增强,燃煤电厂汞污染越来越受到人们的关注,对燃煤电厂烟气汞污染的控制也逐渐成为热点。介绍了燃煤电厂烟气中汞的排放形态及特性,分析了燃煤电厂烟气汞形态转化的影响因素,综述了有关燃煤电厂烟气中汞污染控制技术及研究进展,讨论了燃烧前脱汞、燃烧中脱汞和燃烧后脱汞技术,特别分析了利用现有烟气脱硫设备吸收法脱汞、吸附法脱汞、催化氧化脱汞的技术,并对燃煤电厂烟气脱汞技术的前景进行了展望,提出结合现有烟气净化设备同时脱汞的设想。     

湿法烟气脱硫系统中氧化态汞的还原和影响机制综述

利用湿法脱硫系统协同脱除二价汞是当前燃煤烟气脱汞的重要方法。然而脱硫系统是一个还原系统,吸收进入脱硫浆液中的二价汞会发生再次还原,显著降低汞的脱除效率。就脱硫浆液中二价汞的还原问题,详细阐述了当前研究者在液相二价汞的还原机制、液相离子、气相条件和操作条件等对二价汞还原的影响方面的研究进展。     

燃煤烟气中汞排放常见控制方法的分析研究

随着公众环保意识的增强,燃煤电厂烟气中汞污染越来越受到人们的关注和重视,燃烧烟气汞控制技术也逐渐成为当前研究热点.介绍了燃煤电厂烟气中汞的形态分布和特性,分析了国内研究现状,综述了燃烧前、燃烧中和燃烧后脱汞技术,重点讨论了燃烧后常用脱汞技术:活性炭吸附剂、钙基类吸附剂和选择性催化还原脱硝技术,同时展示了部分新型脱汞技术,并总结了三种方法的优缺点.对燃煤电厂脱汞技术进行展望,提出了先氧化再利用现有废气处理设施联合脱汞的设想.     

湿式烟气脱硫系统同时脱汞研究

研究表明,湿法烟气脱硫装置（WFGD）可去除烟气中绝大部分Hg^2＋,但对单质汞的吸收效果不明显,因此研究提高湿法烟气脱硫系统中单质汞的氧化率的方法对控制汞的排放具有重要意义。综述了WFGD及在此系统中各种添加剂的脱汞性能,认为在添加剂中,气态的臭氧、液态的次氯酸和氯化钠稀溶液、黄磷乳浊液、氢硫化钠溶液及EDTA的汞去除效果较好,且不会被SO2大量消耗,可在WFGD系统实现同时脱硫脱汞;而气态的氯气,液态的K2S2O8溶液虽然也有较好的汞去除效果,但因易被SO2或亚硫酸盐溶液消耗,当在WFGD系统中用其氧化单质汞时,需要对脱硫塔进行分层或其他改造,使烟气中的SO2被吸收后再控制汞,提高经济性。     

基于国内实测燃煤电厂烟气汞排放估算的不确定度

参照测量不确定度评定与表示的国家技术规范,基于近年来我国燃煤电厂常规污控设备协同脱汞的现场测试数据(文献报道和实测值)及各省原煤w(汞)的实测值,初步构建了国内燃煤电厂烟气汞排放不确定度的计算方法,并以2010年的燃煤量、污控方式布局为基础,计算了该年度汞排放的不确定度. 结果表明:2010年我国燃煤电厂烟气汞排放的总不确定度为48.8t,占平均排放总量的34.3%;其中60.2%源于污控设备脱汞效率的不确定度,39.8%源于原煤w(汞)的不确定度;采用ESP(静电除尘)、ESP+WFGD(静电除尘+湿法脱硫)、SCR+ESP+WFGD(选择性催化还原脱硝+静电除尘+湿法脱硫)和FF(袋式除尘)大气污控组合的机组各存在6.0、32.2、9.7和0.9t的烟气汞排放不确定度,分别占各对应机组烟气汞排放量的19.3%、32.8%、84.6%和53.6%,其中SCR+ESP+WFGD污控组合烟气汞排放的相对不确定度最大. 随着我国烟气脱硝工作全面推行,2015年以后,SCR+ESP+WFGD污控措施(组合)的机组所占比例将会提高到66%以上,如果仍以现有数据为基础,则来自SCR+ESP+WFGD污控措施(组合)机组的烟气汞排放不确定度将会大幅增加,因此急需增加对该类装置脱汞效率的实测样本数量.      

新型SCR脱硝催化剂对汞的催化氧化研究

现有脱汞技术存在成本高、对设备有腐蚀的问题,通过对传统SCR催化剂进行改性,提高汞氧化性能,开发出同时脱硝脱汞新型催化剂,考察了NH3以及HCl等对脱汞性能的影响。结果表明:SCR催化剂改性后零价汞氧化率可达40%以上,NH3对零价汞的催化氧化有抑制作用;HCl对零价汞的催化氧化基本无影响。     

商用SCR催化剂氧化汞性能实验研究

文章用固定床开展了商业SCR催化剂对汞氧化活性实验,分析了温度及烟气成分对其汞氧化能力的影响。实验结果表明:商业SCR催化剂在模拟烟气的环境下对单质汞有氧化作用;温度对催化剂的氧化作用影响很大,170~360℃范围内氧化能力很强,能很好地转化单质汞为二价,氧化率达到95%以上;当温度超过360℃时氧化率开始下降,会降到50%;烟气中的酸性气体,NO和HCl能显著增强催化剂对汞的氧化能力,SO_2则会阻碍氧化能力;O_2对催化剂汞氧化能力有促进作用。     

Mn-Ce/分子筛的脱汞特性研究

采用浸渍法在分子筛载体上负载活性锰、铈组分得到一种复合催化剂,在小型实验台架上考察了催化剂的脱汞性能,并对改性前后的样品进行XPS表征以研究制备的催化剂的活性组分的变化.结果表明负载锰、铈组分的催化剂在300~450℃内有较高的氧化单质汞的能力,特别是在450℃时单质汞的氧化效率仍保持在80%以上.催化剂具有较多的利于单质汞氧化的官能团,其主要靠化学吸附脱汞.烟气中的SO2与NO对单质汞的氧化有一定的抑制作用.     

中小型燃煤烟气脱硫脱硝实验研究

介绍了选用熟石灰Ca(OH)2作脱硫剂的半干法烟气脱硫工艺来脱除SO2;选用NH3作还原剂,活性炭作催化剂,在低温(＜200℃)和氧气存在的条件下选择性催化还原(SCR法,属干法)NOx的技术来脱除NOx.实验表明:脱硫率＞92.5%,脱硝率＞74.6%,半干法烟气脱硫工艺和干法(SCR法)烟气脱硝技术适宜于中小型燃煤烟气的脱硫脱硝.     

660 MW超低排放燃煤电站汞分布特征研究

对某660 MW超低排放燃煤电站进行汞形态和浓度监测,实验结果表明:在SCR前烟气中,汞主要以单质游离态存在,SCR催化剂对Hg~0氧化率约为20.22%.烟冷器内Hg~0向Hg_p和Hg~(2+)转化,Hg_p浓度增加72.18%,Hg~(2+)浓度增加55.40%.低温电除尘不仅可以脱除Hg_p,对Hg~0和Hg~(2+)也具有协同脱除作用,Hg~0浓度下降47.14%,Hg~(2+)浓度下降68.70%.经过湿法脱硫后Hg~0浓度由0.37μg·m~(-3)升高到0.86μg·m~(-3),Hg~(2+)在湿法脱硫装置内被还原为Hg~0.大气汞排放浓度在0.82～0.95μg·m~(-3)之间,远低于标准要求.超低排放电站产生的汞大部分进入粉煤灰(68.35%),大气排放的汞为21.20%,进入石膏中的汞为4.87%,进入脱硫废水处理站固废5.53%.超低排放环保设备总的协同脱汞效率为78.77%,大气汞排放因子(EF_煤、EF_电)分别为6.07μg·kg~(-1)和1.70μg·kW~(-1)·h~(-1).     

基于监测数据的我国燃煤电厂汞排放分析

燃煤是最大的人为汞排放源之一,我国已加强对燃煤电厂的汞排放控制要求。通过对16家燃煤电厂32台机组的汞排放情况进行全要素监测,分析总结出符合我国燃煤电厂特点的汞排放情况:我国燃煤机组中的汞质量平衡范围在70%~130%是合理的;燃烧后的汞经过烟气污染物处理设施后,70%以上进入粉煤灰和脱硫石膏,经烟气排入外环境的平均不足30%;安装SCR脱硝装置有助于烟气中汞的去除;除尘、脱硫设施对烟气中汞平均去除效率为38.5%、52.5%;各污染物控制设施对烟气中汞的总协同去除效率平均为74.1%,说明我国燃煤机组现有的污染物处理设施的协同控制对降低烟气中的汞排放有较好的作用。     

湿法脱硫工艺对汞的脱除性能研究进展

汞是煤中一种有毒的重金属痕量元素,汞污染对人类和生物环境造成极大危害,汞具有在大气中的停留时间长,毒性大,在生物体内累积等特性,成为近年来全球研究的热点。本文重点从湿法脱硫工艺上对汞的脱除进行了综述,主要从提高烟气中二价汞比例,同时要抑制脱硫浆液中的二价汞的还原这两方面进行了研究综述,提高WFGD系统脱汞效率的措施有添加氧化剂,气相氧化技术,液相氧化技术,催化氧化技术,光氧化技术,以及电氧化脱汞技术,本文给出它们各自的研究进展及各自的优缺点;抑制零价汞的再释放主要是通过添加沉淀剂的方法实现,在WFGD系统中添加S~(2-)、H~(S-)等还原性离子,使Hg~(2+)形成沉淀从而抑制零价汞的再释放。     

75t/h燃煤锅炉汞迁移转化规律研究

通过对2台75 t/h循环流化床锅炉烟气中汞排放浓度、燃煤和其他固体副产物中的汞含量进行测试,分析了燃煤大气汞的排放因子,并建立了燃煤汞的质量平衡。结果表明:燃煤锅炉中,大部分汞主要存在于烟气和脱硫副产物中,燃烧后进入炉渣、飞灰中的汞含量较少,低于5%。燃煤汞排放去向与脱硫除尘控制技术有关,不同控制技术协同除汞的效果差异较大,而单质汞是燃煤锅炉汞污染防治的重点和难点。     

燃煤烟气污染物控制装置协同脱汞特性研究

采用Ontario Hydro方法对某100MW燃煤机组进行了烟气汞取样测试,获得了选择性催化还原（SCR）脱硝装置、静电除尘器（ESP）和湿法烟气脱硫装置（WFGD）对烟气汞形态转化和脱除特性规律.借助程序升温脱附（TPD）、扫描电子显微镜分析（SEM）和X射线荧光光谱分析（XRF）等方法探究了飞灰对汞的吸附特性及吸附后汞的热稳定性.结果表明,在75% MCR和85% MCR不同的机组负荷下,SCR+ESP+WFGD对烟气总汞（Hg^T）的联合脱除率分别为92.83%、81.66%.SCR对元素汞（Hg⁰）的氧化率与燃煤氯（Cl）含量正相关,Cl含量为500mg/kg时,氧化率高达96.18%.ESP在完全脱除颗粒汞（Hg^P）的同时对Hg⁰和氧化态汞（Hg²⁺）的平均脱除率分别为12.73%和27.79%,ESP飞灰中的未燃尽炭和金属氧化物（Al₂O₃、Fe₂O₃）是吸附气态汞的关键组分,汞在飞灰表面主要以HgCl₂、HgS（红色）和HgO的形态存在,高于190℃时会分解再释放.WFGD对Hg²⁺的平均脱除率为91.10%,并能将部分Hg²⁺还原成Hg⁰,存在明显的汞二次释放问题.     

基于实测的燃煤电厂汞排放特性分析与研究

为了研究某典型300 MW燃煤电厂汞排放特性,对入炉煤、炉渣、石灰石、脱硫工艺水、石膏、脱硫废水、灰中的汞进行了取样测试。并采用EPA30B和安大略法实测了不同位置烟气中汞的形态分布情况。结果表明:该机组汞排放浓度满足GB 13223—2011《火电厂大气污染物排放标准》。烟气中的汞排放比重相当大,达到89.52%,排向大气环境的汞量约为38.72μg/(k W·h)。该典型300 MW机组尾部烟气净化系统为SCR+ESP+WFGD组合,对烟气中的汞脱除效率仅为29.71%,在未加入脱汞措施的情况下汞脱除率并不高。     

燃煤烟气脱硝技术研究进展

在查阅大量相关文献的基础上,对选择性催化还原法（SCR）、非选择性催化还原法（SNCR）、SNCR-SCR联合脱硝法、光催化氧化法、非平衡等离子体法、干法低温脱硫脱硝法和循环流化床联合脱硫脱氮技术等工艺的脱硝原理、脱除效率、应用条件、经济性等方面进行了阐述分析,并根据实际情况对我国不同地区燃煤电厂烟气脱硝提出合理可行的工艺。     

聚苯硫醚(PPS)掺炭纤维协同飞灰脱除气态汞的实验研究

利用汞蒸气发生器产生的单质汞和烟气中的一些主要气体成分模拟烟气条件,在固定床实验系统上分别进行了燃煤飞灰、聚苯硫醚(PPS)掺炭纤维及燃煤飞灰和PPS掺炭纤维联合对燃煤烟气中Hg0的脱除实验研究.结果表明:燃煤飞灰和PPS掺炭纤维对Hg0的吸附是物理吸附和化学吸附的共同结果,它们各自的脱汞效率分别可达27%和65%左右...