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.     

燃煤电厂烟尘铅排放状况外场实测研究

选取30台燃煤电厂锅炉开展燃料铅含量及烟尘铅排放浓度的系列外场测试.结果表明,燃煤电厂燃料铅含量均值为8.50 mg·kg-1,烟尘铅平均排放浓度为0.0081 mg·m-3,排放因子为0.0643 g·t-1.不同机组容量及有无选择性催化还原(SCR)装置状况下烟尘铅排放因子无显著性差异(p＞0.1),不同除尘设施类型下烟尘铅排放因子有显著性差异(p＜0.1),布袋除尘(Fiber Filter,FF)电厂烟尘铅排放因子低于静电除尘(Electrostatic Precipitator,ESP)电厂.本研究中铅排放因子低于国内估算值,与AP 42燃煤电厂铅排放因子处于同一水平.基于本研究排放因子计算的全国2011年燃煤电厂烟尘铅排放量为126.76 t.     

超低排放改造后燃煤电厂常规大气污染物排放特征

基于海口电厂"超低排放"燃煤机组在线监测数据和实测结果,研究颗粒物、SO₂、NO_x排放特征,分析颗粒物粒径分布和化学成分谱.结果显示,"超低排放"机组颗粒物、SO₂、NO_x排放浓度均值分别为(1.57±0.81)、(15.15±6.23)和(40.10±3.63) mg·m^-3,均满足超低排放限值要求.TSP、PM₁₀、PM_2.5、PM₁、SO₂、NO_x的排放因子均值分别为0.0099、0.0098、0.0092、0.0065、 0.1131、0.2882 kg·t^-1,排放因子集中在很窄的区间内,呈正态或偏正态分布,与未进行超低改造研究结果比较,排放因子减小了1～2个数量级.颗粒物数浓度分布呈双峰分布,数浓度峰值粒径为0.027μm和0.641μm;质量浓度呈单峰分布,峰值粒径为1.100μm.PM₁₀、PM_2.5...     

燃煤电厂铅的迁移转化研究

采集我国6台有代表性电站锅炉的烟气以及燃煤、飞灰、底渣、脱硫石膏等样品,通过测试燃煤和燃煤副产物中铅含量以及烟气中铅的形态分布,考察了燃煤电厂铅的迁移转化规律及烟气常规污染物控制技术对大气铅排放的影响.结果表明,煤粉炉燃煤过程中,煤中铅释放强度高,平均释放率为97.11%;循环流化床锅炉铅的释放率相对较低,约为84.99%.锅炉出口烟气中铅主要为颗粒态铅(Pbp),比例高达86%~92%,并且与燃煤中氯含量具有正相关性.烟气污染物控制装置对大气铅具有协同脱除效果,尤其是除尘装置.静电除尘对铅的平均脱除效率为91.85%,布袋除尘为95.12%.石灰石-石膏湿法脱硫装置可脱除35.67%~77.81%铅,脱除效率主要与脱硫塔操作条件有关.燃煤中的铅经过燃烧和烟气污染物控制装置后,81.97%~90.18%转移到飞灰中,具有高富集性;脱硫石膏中的铅占3.94%~11.82%;只有1.75%~5.40%通过烟囱排入大气.     

中国燃煤电厂汞的物质流向与汞排放研究

为研究中国燃煤电厂中汞的去向,基于2010年中国各省份燃煤中的汞含量、燃煤消耗量、燃煤电厂大气污染控制设备的安装比例以及粉煤灰、脱硫石膏的二次利用方式,计算了我国燃煤电厂2010年向大气、水体、土壤中排放汞的量.2010年我国电厂燃煤共输入汞271.7t (147.1~403.6t).煤炭在电厂燃烧一次排放到大气中的汞为101.3t (44.0~167.1t),进入燃煤副产物、水体的汞分别为167.4t (84.3~266.3t),3.0t (1.2~5.0t).燃煤副产物二次利用过程向大气排放的汞为32.7t (12.5~56.1t),进入土壤中的汞为58.6t (33.6~103.9t),还有76.1t (30.3~108.6t)汞留在了产品中.结果表明,粉煤灰用于水泥生产和粉煤灰制砖是副产物向大气中二次排放的重要源,分别占总二次排放量的81.7%和15.3%.     

典型燃煤电厂汞的分布、迁移及释放特征研究

采集安徽不同地区两典型燃煤电厂火力发电中使用的原煤及其产生的3类固体副产物(飞灰,炉渣及脱硫石膏样品),对4类样品中汞含量分别进行测定,以此揭示电厂燃煤过程中汞的分布、迁移及转化规律。此外,采用质量平衡及二次排放模型分别初步估算了电厂燃煤及燃煤固体副产物再利用过程中汞的两次释放特征。结果显示,汞在原煤、飞灰、炉渣及脱硫石膏样品中的含量分别为174~321μg/kg、421~316μg/kg、6~3 143μg/kg和2 988~4 694μg/kg;燃煤过程中有20.9%~23.6%的汞转移到飞灰中,32.6%~59.9%的汞赋存于脱硫石膏中,16.5%~37.4%的汞通过烟囱首次排入大气,仅有0.02%~9.2%的汞残留在炉渣中。二次排放模拟结果显示,燃煤电厂1#和2#中飞灰和脱硫石膏的高温再利用过程将向大气二次释放汞量96.0 kg/a和165.8 kg/a,两次年排放总量分别为189.5 kg和640.8 kg。本研究可为燃煤电厂汞的污染过程控制提供参考依据。     

燃煤电厂大气汞及其他痕量元素排放标准研究

为探究中国超低排放燃煤电厂汞及其他有害痕量元素未来标准制定的可行性及建议,综合比对了中国与欧盟、美国等发达国家燃煤电厂大气痕量元素排放标准限值,并基于燃煤电厂现场测试相关文献调研分析,系统地评估了中国燃煤电厂汞及其他9种典型痕量元素(砷、铅、硒、镉、铬、锑、钴、镍和锰)的排放现状.结果表明:与美国、欧盟、加拿大等发达国...     

Mercury emissions and partitioning from Indian coal-fired power plants

In India coal combustion is the single largest source of emission of mercury which is a wide-spread persistent global toxicant, travelling across international borders through air and water. As a party to the Minamata convention, India aims to monitor and reduce Hg emissions and stricter norms are introduced for mercury emissions from power plants (30 μg/Nm³for flue gas in stack).This paper presents the results obtained during the experimental studies performed on mercury emissions at four coal-fired and one lignite-fired power plants in India. The mercury concentration in the feed coal varied between 0.12–0.27 mg/Kg. In the mercury mass balance, significant proportion of feed coal mercury has been found to be associated with fly ash, whereas bottom ash contained very low mercury. 80%–90% of mercury was released to air through stack gas. However, for circulating fluidised bed boiler burning lignite, about 64.8% of feed mercury was found to get captured in the fly ash and only 32.4% was released to air. The mercury emission factor was found to lie in the range of 4.7–15.7 mg/GJ.     

Economic analysis of atmospheric mercury emission control for coal-fired power plants in China

Coal combustion and mercury pollution are closely linked, and this relationship is particularly relevant in China, the world's largest coal consumer. This paper begins with a summary of recent China-specific studies on mercury removal by air pollution control technologies and then provides an economic analysis of mercury abatement from these emission control technologies at coal-fired power plants in China. This includes a cost-effectiveness analysis at the enterprise and sector level in China using 2010 as a baseline and projecting out to 2020 and 2030. Of the control technologies evaluated, the most cost-effective is a fabric filter installed upstream of the wet flue gas desulfurization system (FF + WFGD). Halogen injection (HI) is also a cost-effective mercury-specific control strategy, although it has not yet reached commercial maturity. The sector-level analysis shows that 193 tons of mercury was removed in 2010 in China's coal-fired power sector, with annualized mercury emission control costs of 2.7 billion Chinese Yuan. Under a projected 2030 Emission Control (EC) scenario with stringent mercury limits compared to Business As Usual (BAU) scenario, the increase of selective catalytic reduction systems (SCR) and the use of HI could contribute to 39 tons of mercury removal at a cost of 3.8 billion CNY. The economic analysis presented in this paper offers insights on air pollution control technologies and practices for enhancing atmospheric mercury control that can aid decision-making in policy design and private-sector investments.     

2010~2015年中国燃煤电厂NOx排放特征

基于中国2011~2015年发电企业逐台燃煤机组基础信息、活动水平及控制技术等,建立了燃煤电厂NO_x排放量计算方法和排放数据库.利用该方法,计算了2011~2015年逐个机组NO_x排放量,分析了2010~2015年中国燃煤电厂NO_x排放特征.结果表明：中国燃煤电厂NO_x排放量自2010年的1073万t增加到2011年的1132万t,达到排放峰值,随后逐年下降,到2015年下降到522万t.燃煤电厂NO_x排放地区分布不均衡,2015年内蒙、山东、江苏、江西、河南、河北、辽宁是排放量最大的省份,占中国燃煤电厂排放总量的48.8%.上海、江苏、天津、宁夏、山东、浙江和山西是排放强度最大的省份.从机组规模来看,单台容量在300~≤600MW之间的燃煤机组是NO_x排放的主要来源,当机组装机容量从100MW提高到1000MW时,NO_x平均排放绩效从2.91g/kWh降至0.48g/kWh,下降了近84%,这主要是由于装机容量越大的燃煤发电机组,电力工业技术水平和污染治理水平越高,NO_x平均绩效越低,环境行为越好.     

燃煤电厂颗粒物超低排放技术路线选择

与SO₂和NO_x超低排放技术不同,颗粒物超低排放是多个处理环节共同作用的结果,是一个系统工程,需同时考虑一次除尘和二次除尘技术的适用性和有效性。随着燃煤电厂除尘技术和协同除尘新技术的发展及推广应用,目前我国燃煤电厂实现颗粒物超低排放的技术路线出现多元化,在过去依赖湿式电除尘做为二次除尘技术的超低排放技术路线基础上,还出现了以湿法脱硫协同除尘做为二次除尘和以超净电袋复合除尘为基础不依赖二次除尘的超低排放技术路线。在分析一次除尘和二次除尘技术的发展与应用现状、效果与适用性等基础上,提出燃煤电厂颗粒物超低排放技术路线选择方法。     

超低排放燃煤电站三氧化硫的迁移和排放特征

采用美国环保署(USEPA)method 8推荐的方法,对典型超低排放燃煤电站满负荷工况下的燃煤、烟气、飞灰、渣进行三氧化硫监测.实验结果表明:燃煤电站超低排放环保设备对三氧化硫的总脱除率为71.86%,大气三氧化硫排放浓度为1.5 mg·m~(-3)(气体体积为标准大气压下的体积,下同).选择性脱硝催化剂(SCR)前烟气中三氧化硫生成量为二氧化硫的0.46%,在SCR催化剂SO_2/SO_3的转化率为0.58%,空气预热器内气态三氧化硫浓度显著降低.低温电除尘(LLT-ESP)内三氧化硫与飞灰结合得到脱除,LLT-ESP细灰中三氧化硫含量为粗灰的1.38倍.湿法脱硫系统(WFGD)对三氧化硫的脱除率为48.45%.超低排放燃煤电站大气三氧化硫排放因子EF_煤、EF_电分别为17.13 mg·kg~(-1)、4.41 mg·kW~(-1)·h~(-1).估算2018年我国燃煤电站三氧化硫大气排放总量约为3.99万t·a~(-1).     

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).     

典型钢铁行业汞排放特征及质量平衡

以重庆市某钢铁企业各工艺单元的进出物料为研究对象,分析样品总汞及各物料中汞的输入输出量,初步探讨钢铁生产各工序汞的排放特性及其质量平衡.结果发现,各工艺输入物料汞含量为2.93~159.11μg·kg~(-1),其中,高炉所用块矿汞含量最高,其次为烧结以及高炉用煤.输出物料中汞含量为3.09~18.13μg·kg~(-1),除尘灰汞含量最高,其次为转炉渣.该钢铁企业自备焦化厂汞输入量和输出量分别为1 346.74 g·d~(-1)±36.95 g·d~(-1)和177.42 g·d~(-1)±13.73 g·d~(-1),焦化工序中的汞主要来源于焦煤的燃烧.钢铁生产过程中烧结工序汞输入量最高,为1 075.27 g·d~(-1)±60.89 g·d~(~(-1)),占钢铁生产总汞带入量的68.06%,其来源主要是铁矿粉.固体输出物料中,烧结工序输出汞量为14.15 g·d~(-1)±0.38 g·d~(-1),占总固体输出量22.61%.经估算,该钢铁企业2013年汞排放量约为553.83 kg,汞排放因子为0.092 g·t~(-1)钢产量.为控制汞排放,钢铁企业应结合生产实际,进一步降低焦化以及烧结工序能耗水平,或提高原料质量,减少汞的输入.     

基于实测的燃煤电厂汞排放特性分析与研究

选取我国6个有代表性的燃煤电厂进行现场实测,依据现场监测的汞排放浓度数据计算得出每个燃煤电厂汞的脱除率和汞平均排放因子,从而得出这6个燃煤电厂汞排放特性,为将来我国汞排放控制提供支持和依据.6个燃煤电厂的汞排放浓度为4.72～14.54μg/m3,汞脱除效率为20.89%～70.63%,汞排放因子为14.09～56.0...     

Emission control strategies of hazardous trace elements from coal-fired power plants in China

China’s energy dependents on coal due to the abundance and low cost of coal.Coal provides a secure and stable energy source in China.Over-dependence on coal results in the emission of Hazardous Trace Elements (HTEs) including selenium (Se),mercury (Hg),lead(Pb),arsenic (As),etc.,from Coal-Fired Power Plants (CFPPs),which are the major toxic air pollutants causing widespread concern.For this reason,it is essential to provide a succinct analysis of the main HTEs emission control techniques while c...     

基于实测的超低排放燃煤电厂砷、硒、铅迁移与排放特性

选择煤粉炉（PC）和循环流化床（CFB）超低排放燃煤电厂开展实测研究,同步采集烟气净化装置（APCDs）前后烟气样品进行分析;并同时采集分析入炉煤、飞灰、底渣、省煤器（LTE）灰、脱硫浆液和湿式电除尘器（WESP）废水等样品,以揭示砷（As）、硒（Se）和铅（Pb）迁移与排放特性。结果表明：两家电厂APCDs对烟气中As、Se和Pb的总协同脱除率达到96%,净烟气中污染物浓度低,分别为0.13~0.49、1.05~2.15和0.86~3.19 μg/m³;不同APCDs的协同脱除率存在较大差异,其中布袋除尘器（FF）最高（99.56%~99.74%）,静电除尘器（ESP）次之（85.61%~98.44%）,湿法烟气脱硫（WFGD）的脱除率波动较大,WESP脱除率为11.61%~55.08%。燃煤中As、Se和Pb大部分迁移到飞灰中,占比为74.38%~95.24%;CFB底渣占比为3.51%~24.08%;LTE灰占比为5.85%~12.11%;脱硫浆液中均低于6%;WESP废水和出口烟气中占比最低,分别为0.68%和0.62%。相对于煤粉炉,循环流化床电厂底渣中As和Pb富集性更高;而对于Se,则燃烧方式无明显影响,但其在净烟气中占比高于As和Pb。

     

燃煤电厂烟气一次PM2.5控制技术的综合评估

以燃煤电厂烟气颗粒物控制技术或组合为研究对象,在文献调研和专家问卷调查基础上,针对燃煤电厂一次PM_2.5排放特征,构建了包含环境、经济和技术三方面共16项四个层次的评价指标体系;采用模糊综合法对7种颗粒物控制技术及其组合开展了综合评估.结果表明：在综合分析或着重环境性能的情况下,7种单一或组合控制技术的优先顺序为：低低温静电除尘配高频电源+湿式静电除尘≈静电除尘配高频电源+湿式静电除尘 > 电袋复合除尘 > 静电除尘+湿式静电除尘 > 袋式除尘 > 静电除尘 > 电凝并+静电除尘.若优先考虑经济因素,静电除尘为最优选择;优先考虑技术性能则袋式除尘为最优选择.     

典型抗生素在中国西南地区某污水处理厂中的行为和归趋

采用固相萃取-高效液相色谱-串联质谱（SPE-HPLC-MS/MS）法调查研究了10种典型抗生素药物在中国西南地区某污水处理厂中的含量水平、去除特点及其行为特征.结果表明,10种目标抗生素均能在污水中检出,其浓度水平在ng·L-1^μg·L-1之间;在脱水污泥样中同样能检测出目标抗生素的残留,含量范围在（0.92±0.18）^{466.76±77.46}ng·g-1之间,浓度最高的是阿奇霉素（以干重计,466.76 ng·g-1）.目标抗生素在进水和出水中的总质量负荷分别为1.94 mg·（d·person）-1和807.17μg·（d·person）-1.质量平衡分析结果表明,生物转化或降解是其主要去除机制,对于喹诺酮类抗生素和阿奇霉素,污泥吸附也是相关的去除途径之一（污泥吸附占进水负荷的9.35%²6.96%）.     

燃煤电厂周边土壤重金属污染特征及评价

《全国土壤污染状况调查公报》显示,全国土壤环境表现总体不容乐观,部分地区土壤污染较重,耕地土壤环境质量堪忧。为了解与评价燃煤电厂周边土壤重金属的污染状况,按照点源扇形布点原则,在电厂A和电厂B周边4个方位不同距离布设采样点,以远离电厂区域为对照点,共采集32个土壤样品,检测了Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Se、Ag、Cd、Sb、Hg和Pb等12种重金属浓度。结果表明:在2个电厂周边土壤中Mn、Ni、Cu、Zn、As、Se、Ag和Cd等8种重金属平均浓度高于安徽省土壤背景值;2个电厂周边土壤中Cd的平均浓度分别为0.230和0.172 mg/kg,与GB 15618—2018《农用地土壤污染风险管控标准》pH为6.5~≤7.5时的风险筛选值相比,平均超标倍数分别为1.79和1.49倍,最大超标点分别位于主导风下风向45°夹角500 m处和次主导风下风向500 m处;2个电厂常年主导风下风向土壤中Cr和Cd浓度高于对照点(P分别为0.03和0.04);电厂周边Cr、Cd、Ni、As、Pb和Sb等重金属存在明显空间分布差异,符合点源分布特征,其他重金属分布均匀性较好,差异不明显;2个电厂周边土壤重金属的内梅罗污染指数(PI)分别为2.7~5.0和1.5~2.4,电厂A污染程度为重度污染,电厂B为中度或轻度污染;2个电厂周边土壤重金属综合潜在生态危害指数(RI)分别为105.0~190.7和82.1~139.6,潜在生态危害为中等或轻微,Cd、Hg和As对RI的贡献较大。综合考虑电厂周边土壤中各重金属浓度和空间分布特征以及相关性分析和聚类分析结果,电厂A周边土壤中重金属可能受人类活动的影响,其污染程度和潜在生态危害整体上高于电厂B和对照点,且污染也是多方位的,不仅局限于下风向。因此对燃煤电厂监管中,应综合考虑其多方位对环境土壤和人群产生的影响。