尿素-SNCR法脱除污泥与煤混烧烟气中NO_x试验研究

文章在200 m3/h烟气中试试验平台上开展污泥与煤混烧烟气SNCR脱硝试验研究。在研究污泥与煤混烧NOx排放特性基础上,关注NOx的去除效率,研究还原剂种类、燃烧温度、氨氮比、添加剂等因素对尿素-SNCR法脱硝的影响。实验结果表明污泥的添加会导致烟气中NOx和SO2排放浓度显著增加;还原剂种类、燃烧温度、氨氮比对尿素-SNCR法脱硝具有重要影响,脱硝效率随着尿素浓度、氨氮比的增大而增加,随着燃烧温度的升高先增加后减小。当尿素使用浓度为12%,氨氮比为1.5∶1,温度区间为850~900℃时,尿素-SNCR法脱硝效率可达到50%,同时H2O2添加剂对SNCR脱硝具有明显的促进作用。该技术非常适合工业锅炉协同处置城市污泥烟气脱硝应用。     

污泥和煤混烧过程中NO排放规律研究

本文利用单角炉研究了一种污泥和三种煤混烧时NO的排放规律.研究表明,神府烟煤和四川贫煤的NO质量浓度分布曲线呈双峰结构,印尼褐煤NO析出有前移趋势.含氮量和挥发分含量是影响NO生成的两个重要因素.三种煤与污泥混烧后NO排放规律与各自原煤的相近,主要体现出煤的特征.随污泥质量分数的增加,污泥和神府烟煤的混合物NO生成量呈现先上升后下降的趋势,而污泥和印尼褐煤的混合物最NO浓度反而逐渐下降.对于高挥发分和高含氮量的煤种,混烧污泥后有利于减少NO的排放.     

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。     

1025t/h四角切圆煤粉炉内空气过量系数对NO生成的影响

文章采用计算流体力学软件Fluent数值模拟了1 025 t/h四角切圆煤粉炉内的湍流扩散燃烧,分析了空气过量系数对炉内烟气速度、烟气温度和氮氧化物组分的影响。结果表明:空气过量系数会对炉内流场的空气动力学特性和温度场分布均匀性产生显著影响。煤粉炉膛最佳空气过量系数为1.07,此时炉内温度场、速度场和浓度场的分布可使燃烧中间产物HCN和NH_3较好的将燃料型NO还原为N_2,来充分发挥空气分级燃烧降低NO排放的功效。     

我国煤中汞含量水平及洗选过程汞流向分析

介绍了我国煤中汞含量与分布特征、煤中汞的赋存形态,分析了汞释放对环境的影响以及汞的脱除与控制技术。结果表明:我国(华南)晚三叠世(T3)煤中汞含量最高,平均含量为0.26μg/g;贫煤和无烟煤中汞含量最高,平均含量都超过0.20μg/g。含汞较高的晚三叠世、晚二叠世煤田主要分布于华南各地;多数煤中汞含量在0.300μg/g以下,但华南的江西、广西、贵州等地煤中汞含量总体水平较高;汞的赋存形态可分为有机结合态和无机结合态,煤中汞的控制方法可分为利用前脱汞、利用(燃烧)后脱汞和过程中汞形态转化。提出了煤炭洗选过程汞分布、脱除率和汞平衡等计算公式,指出了煤炭洗选过程中汞迁移行为的主要影响因素。     

煤中汞迁移规律及其形态分布研究

选择典型燃煤锅炉对其汞释放规律、形态分布特征进行了试验,并基于煤、石灰石、粗渣、细灰和烟气中的汞含量,给出了系统的汞平衡结果为104%~124%,可满足锅炉汞平衡要求。采用燃煤电厂汞形态浓度取样测试Ontario Hydro标准方法,给出了烟气中氧化汞、单质汞(Hg~0)的分布。结果表明:所测燃煤烟气汞浓度介于0.46~2.40μg/m~3之间,单质汞(Hg~0)占80%~90%。现有静电除尘器和脱硫设施对汞的排放有控制作用,使烟气总汞排放降低了90.3%~98.7%。     

印染污泥焚烧烟气污染控制案例分析

以广东省某两家印染厂的印染污泥焚烧项目为主要研究对象,从污泥处理技术路线、焚烧设备及烟气处理流程等各方面入手,对各厂印染污泥与煤混烧烟气中颗粒物、NOx、SO2、酸性气体(HF、HCl)和重金属等污染物的进行采样分析,并对各厂现有烟气污染物控制设施的运行效果进行调研,结果表明,布袋除尘的效果较为理想,除尘效率可达99%以上;使用印染废水作为吸收液的湿法脱硫技术对SO2及酸性气体的去除效果不理想;SNCR对NOx具有一定的去除效果,是一种较为经济、高效的脱硝技术;焚烧后,大部分重金属最终以飞灰的形式被除尘器去除,但仍有部分重金属如Hg在出口烟气中的浓度仍然很高,需要采取必要的措施控制烟气中的重金属. 此外,基于印染污泥焚烧实例分析,提出适于印染污泥与煤混烧烟气处理工艺流程.     

烟气中过量空气系数对污染物排放的影响分析

通过对燃烧设备在燃料燃烧时,理论空气量、理论烟气量及烟气组成、实际空气量、实际烟气量及烟气组成的分析,指出过量空气系数的大小,直接影响燃料的完全燃烧,同时也直接影响烟气中污染物的排放浓度,提出了监测污染物的排放浓度时应控制过量空气系数.     

污泥衍生燃料在流化床垃圾焚烧炉混烧试验

在300 t/d的垃圾循环流化床焚烧炉进行了工业试验,考察污泥衍生燃料掺烧替代部分煤的可行性,测试了污泥衍生燃料掺烧过程中给煤量的调整对床温、蒸发量、烟气中CO及SO2浓度的影响。结果表明,混烧过程中焚烧炉的给煤量宜控制在1 t/h左右,否则容易造成焚烧炉循环灰量不足,破坏炉内物料平衡和碳平衡;掺烧1.5 t/h污泥衍生燃料不仅可替代给煤量0.8 t/h,处理污泥0.9 t(含水率80%),而且同时提高了垃圾处理量2.63 t/h;掺烧衍生燃料后炉床出口平均温度为863℃,比混烧前提高了11.5℃,这有利于抑制炉内二恶英的产生;混烧污泥衍生燃料后CO、SO2浓度的平均值分别降低到51.5、40.1 mg/m3,灰渣热酌减率也从3.7%降低到3.2%,表明掺烧衍生燃料有利于焚烧过程中污染物的控制和灰渣的综合利用。     

燃BMF锅炉烟气监测过量空气系数取值探析

阐述了锅炉中燃料燃烧时过量空气系数及其对污染物排放浓度的影响。指出BMF是固体燃料,其过量空气系数取值,应按燃煤固体燃料值为1.8。提出了减少排放烟气中过量空气系数实测值的途径。     

Evaluation of PCDD/Fs and metals emission from a circulating fluidized bed incinerator co-combusting sewage sludge with coal

The emission characteristics of polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans (PCDD/Fs) and heavy metals were evaluated during co-combustion of sewage sludge with coal from a circulating fluidized bed incinerator. The stack gas, slag and fly ash samples were sampled and analyzed. The gas-cleaning system consisted of electrostatic precipitators and a semi-dry scrubber. Results showed that the stack gas and fly ash exhibited mean dioxin levels of 9.4 pg I-TEQ/Nm 3 and 11.65 pg I-TEQ/g, respectively, and showed great similarities in congener profiles. By contrast, the slag presented a mean dioxin level of 0.15 pg I-TEQ/g and a remarkable difference in congener profiles compared with those of the stack gas and fly ash. Co-combusting sewage sludge with coal was able to reduce PCDD/Fs emissions significantly in comparison with sewage sludge mono-combustion. The leaching levels of Hg, Pb, Cd, Ni, Cr, Cu, and As in the fly ash and slag were much lower than the limits of the environmental protection standard in China. These suggest that the co-combustion of sewage sludge and coal is an advisable treatment method from an environmental perspective.     

工业燃煤锅炉烟气循环方式下飞灰的汞吸附特性

为探究燃煤锅炉烟气循环方式下飞灰汞的吸附特性,利用固定床汞吸附装置,对立式煤粉沉降炉不同模拟烟气循环工况条件下形成的飞灰汞吸附特性进行了研究,重点考察了烟气循环比例、煤种、关键燃烧气体组分等因素的影响.结果表明:①烟气循环工况条件下形成的飞灰汞吸附能力明显优于非烟气循环工况（空气燃烧）条件下形成的飞灰,并且随烟气循环比例的增加,飞灰汞吸附量呈逐渐增加趋势.褐煤在净烟气循环比例为60%、40%、20%的条件下形成的飞灰汞吸附量分别是非烟气循环条件下的3.0、2.3和1.6倍.②烟气循环引起燃烧气体氛围中ρ（SO₂）与ρ（NO）的变化会影响飞灰的物化特性及其汞吸附性能.随燃烧氛围中ρ（SO₂）的提高,飞灰汞吸附量先增后减.烟气循环比例为40%且燃烧气体氛围中ρ（NO）为803 mg/m3条件下,ρ（SO₂）为2 857 mg/m3时褐煤与烟煤燃烧形成的飞灰汞吸附量较高（分别为0.45和0.75 μg/g）,分别较ρ（SO₂）为1 428和4 286 mg/m3时提高了25%~300%和53%~78%.随燃烧氛围中ρ（NO）的提高,飞灰汞吸附量呈逐渐增加趋势.烟气循环比例为40%且燃烧气体氛围中ρ（SO₂）为2 857 mg/m3条件下,ρ（NO）为1 205 mg/m3时褐煤和烟煤燃烧形成的飞灰汞吸附量较高,分别较ρ（NO）为803和402 mg/m3时提高了1.2~3.6和1.1~1.6倍.③飞灰中UBC（未燃尽碳）、CaO、MgO及Fe₂O₃可促进飞灰对汞的吸附.与褐煤飞灰相比,烟煤飞灰表现出更优的汞吸附性能,与UBC、CaO、MgO及Fe₂O₃在飞灰中的含量存在一定的正相关性.研究显示,烟气循环方式下飞灰汞吸附特性发生明显变化,煤质的合理选择、烟气循环比例、循环气体成分及浓度参数的优化控制可显著改善燃煤锅炉烟气中汞的排放控制效果.      

回转窑热解气化炉处理生活垃圾特性

基于目前固定床热解气化法在常温下进行存在燃气热值和气化效率较低、燃料适用范围小和预处理复杂等问题,采用控制变量法设计探究了不同预热空气温度和过量空气系数对小型回转窑式热解气化炉处理村镇生活垃圾的影响.结果表明:预热空气温度升高有利于垃圾热解气化产气,但有一定的局限性,当温度超过600 ℃时垃圾的气化产气明显下降;当过量空气系数为0.4时,垃圾的热解气化效率达到最大值,并且焦油产量最小.垃圾原样在过量空气系数为0.4、空气预热温度为500 ℃下对底渣、飞灰进行重金属含量的分析测试结果显示,飞灰中的铅含量远高于GB 18598—2001《危险废物填埋污染控制标准》相关标准限值,需要经过处理才能排放,二英采样分析结果显示其含量均低于GB 18485—2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》限值.研究显示,该回转窑式热解气化工艺处理生活垃圾的最佳过量空气系数为0.4,最佳空气预热温度为500 ℃,在此最佳工况条件下焦油产量小,飞灰及焦渣中重金属含量小,ρ(二英)低于0.10 ng/m3.      

Mercury removal from coal combustion flue gas by modified fly ash

Fly ash is a potential alternative to activated carbon for mercury adsorption. The effects of physicochemical properties on the mercury adsorption performance of three fly ash samples were investigated. X-ray fluorescence spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, and other methods were used to characterize the samples. Results indicate that mercury adsorption on fly ash is primarily physisorption and chemisorption. High specific surface areas and small pore diameters are beneficial to efficient mercury removal. Incompletely burned carbon is also an important factor for the improvement of mercury removal efficiency, in particular. The C-M bond, which is formed by the reaction of C and Ti, Si and other elements, may improve mercury oxidation. The samples modified with CuBr2 , CuCl 2 and FeCl3 showed excellent performance for Hg removal, because the chlorine in metal chlorides acts as an oxidant that promotes the conversion of elemental mercury (Hg0) into its oxidized form (Hg2+). Cu2+ and Fe3+ can also promote Hg 0 oxidation as catalysts. HCl and O2 promote the adsorption of Hg by modified fly ash, whereas SO2 inhibits the Hg adsorption because of competitive adsorption for active sites. Fly ash samples modified with CuBr2 , CuCl2 and FeCl3 are therefore promising materials for controlling mercury emissions.     

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...     

Release characteristics of mercury in chemical looping combustion of bituminous coal

This study evaluated the release characteristics of mercury from bituminous coal in chemical looping combustion (CLC) using Australian iron ore as the oxygen carrier in a fixed bed reactor. The effects of several parameters, such as temperature in the fuel reactor (FR) and air reactor (AR), gasification medium in the FR, and reaction atmosphere in the AR, on mercury release characteristics, were investigated. The mercury speciation and release amount in the FR and AR under different conditions were further explored. The results indicate that most of the mercury in coal was released in the FR, while the rest of it was released in the AR. Hg⁰ was found to be the major species in the released mercury. The results also indicate that a higher temperature in the FR led to an increase in the total mercury release amount and a decrease in Hg⁰ proportion. However, a higher temperature in the AR resulted in a decrease in the total mercury release amount and Hg⁰ proportion. The increase in the H₂O/CO₂ ratio of gasification mediums in the FR was beneficial for the increase in the total mercury release amount and Hg⁰ proportion. A higher O₂ concentration in reaction atmosphere in AR had a negligible effect on the total mercury release amount, but a positive effect on Hg⁰ oxidization.     

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).     

基于污泥掺烧的某生活垃圾焚烧厂烟道气、飞灰及炉渣中的二(口恶)英特征

以我国南方某生活垃圾焚烧厂掺烧10%市政污泥的生活垃圾为研究对象,对前/后口废气、飞灰、炉渣及用于掺烧的污泥中17种二(口恶)英的含量进行了测定,并分析了其指纹分布特征.结合焚烧工况及处理设施,从生成机理角度探讨了二(口恶)英的排放特征、毒性当量浓度主成分特征及主要单体的排放因子线性关系.结果表明：掺烧10%的市政污泥后,废气中二(口恶)英的去除率为99.4%,低于国家排放标准;固体废物中二(口恶)英含量为飞灰 > 炉渣 > 污泥.这说明采用高温焚烧和"活性炭喷射+布袋除尘"装置不会影响掺烧10%污泥的达标排放.指纹分布特征表明,前口废气以1,2,3,4,6,7,8-HpCDF和OCDD为主,后口废气以OCDD和OCDF为主;飞灰、炉渣及污泥中的主要单体为OCDD、1,2,3,4,6,7,8-HpCDD、OCDF、1,2,3,4,6,7,8-HpCDF.主成分分析显示,前口废气和飞灰中的二(口恶)英毒性分布特征相似;炉渣和污泥的毒性分布特征相似;后口废气有自身的特征.这说明在相同工况条件下,经同一设施处理的废物中二(口恶)英排放特征相似.排放因子分析表明,2,3,4,7,8-PeCDF和1,2,3,6,7,8-HxCDF、1,2,3,6,7,8-HxCDD和1,2,3,7,8,9-HxCDD与总毒性排放因子具有较强的线性关系,且呋喃类（PCDFs）强于二(口恶)英类（PCDDs）.     

粉煤灰综合利用过程中汞的二次释放规律研究

我国粉煤灰年产生量4亿t左右,近年来利用率稳定在65%～68%,主要利用方式包括建材生产、道路施工、建筑工程和农业利用.建材生产包括高温工序,可能存在粉煤灰中汞的二次释放.本研究设计实验模拟了水泥生产、蒸养砖生产的主要环境因素,利用程序升温脱附的方法研究粉煤灰利用过程中的汞迁移转化规律,并对全国范围内粉煤灰利用过程汞的二次释放量做出估算.研究发现,粉煤灰中的汞以HgCl2(Hg2Cl2)、HgS和HgO的形式存在;水泥生产过程中,粉煤灰中98%以上的汞会释放;蒸养砖生产过程中,粉煤灰中汞的平均释放率为28%,释放率主要受到粉煤灰中的HgCl2(Hg2Cl2)比例的影响.我国粉煤灰利用过程中的汞二次排放量由2002年的4.07 t.a-1增至2008年的9.18 t.a-1,其中水泥行业的贡献率占到96.6%.     

Atmospheric emission characterization of a novel sludge drying and co-combustion system

A novel system combining sludge drying and co-combustion with coal was applied in disposing sludge and its atmospheric emission characteristics were tested. The system was composed of a hollow blade paddle dryer, a thermal drying exhaust gas control system, a 75 tons/hr circulating fluidized bed and a flue gas cleaning system. The emissions of NH3, SO2, CH4 and some other pollutants released from thermal drying, and pollutants such as NOx, SO2 etc. discharged by the incinerator, were all tested. Polychlorinated dibenzo-p-dioxins and polychlorinated dibenzofurans （PCDD/Fs） in the flue gas from the incinerator were investigated as well. The results indicated that the concentrations of NOx and SO2 in the flue gas from the incinerator were 145 and 16 mg/m^3, respectively, and the I-TEQ concentration of 2,3,7,8-substitued PCDD/Fs was 0.023 ng I-TEQ/Nm^3. All these values were greatly lower than the emission standards of China. In addition, there was no obvious odor in the air around the sludge dryer. The results demonstrated that this drying and co-combustion system is efficient in controlling pollutants and is a feasible way for large-scale treatment of industrial sludge and sewage sludge.