某地燃煤电厂汞排放与国内外汞脱除技术分析

通过对某地区4个有代表性的燃煤电厂汞排放的数据分析,研究了国内燃煤电厂汞排放的一些特征,并同发达国家燃煤电厂汞排放和汞脱除的情况作了比较,分析了我国燃煤电厂在汞排放和汞脱除领域所存在的差距.在介绍了国内外燃煤电厂的主要汞脱除技术后,提出我国今后应加大对燃煤电厂汞脱除技术投入和研究的建议.     

燃煤电厂超低排放改造前后汞污染排放特征

针对300 MW燃煤机组,基于US EPA(美国国家环境保护局)的30 B汞监测方法,通过多点监测对比了实施低氮燃烧器改造、SCR脱硝改造、新增低温省煤器、静电除尘器高频电源改造、湿法脱硫塔脱硫提效并增加管式除雾、新增湿式静电除尘器技术路线开展的超低排放改造前后汞排放及分布特征.研究表明:超低排放改造前,神华煤w(Hg)为49 μg/kg,烟囱入口ρ(Hg)测量值为1.87 μg/m3;煤燃烧及经过污染物控制单元后,有35.0%的汞存在于灰中,有29.5%的汞存在于石膏中,有35.4%的汞从烟囱排出.超低排放改造后,神华煤中w(Hg)为30 μg/kg,烟囱入口ρ(Hg)测量值为0.46 μg/m3;脱硫进水及湿式除尘器进水对汞平衡几乎没有影响,煤燃烧及经过污染物控制单元后,有36.1%的汞存在于灰中,有55.2%的汞存在于石膏中,有8.7%的汞从烟囱排出.超低排放改造后,污染物控制设备的烟气综合脱汞效率提高了1.5倍左右,表明超低排放脱硝增强了对汞的催化氧化,而脱硫增强了对二价汞的吸收结果.湿式电除尘器对脱汞没有明显效果.      

燃煤电厂烟气汞排放控制技术

引言 燃煤锅炉排放的重金属有害空气污染物(HAP)主要有汞、镉、铅、铬和砷等,而(汞)Hg是其中最易挥发的重金属元素之一.     

上海燃煤电厂大气汞排放初探

燃煤电厂是主要的人为汞排放源之一，也是上海城市范围内最大的大气汞排放点源。耗煤量、煤汞含量、燃烧装置的结构以及空气污染控制装置的协同除汞能力是影响燃煤电厂大气汞排放的主要因素。文章利用历年的统计数据和美国环境保护局的经验值筛选出汞排放的影响因子，粗略估算了上海燃煤电厂的大气汞年排放量，从空气污染控制装置的协同除汞效果．改进颗粒物控制装置、提高烟气脱硫系统的汞捕集能力、投加粉末状活性碳的除汞效果等方面，分析了空气污染控制装置的除汞效果及其改进方法。     

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。     

燃煤电厂烟气汞排放控制技术

引言 燃煤锅炉排放的重金属有害空气污染物（HAP）主要有汞、镉、铅、铬和砷等，而（汞）Hg是其中最易挥发的重金属元素之一。局部区域排放的汞通过在陆地、海洋的沉积和二次排放可传输扩散到范围更广的区域，有研究认为如果亚洲每年减少50％汞排放，美国西海岸则会减少由于湿沉降带来的10％～20％的汞。由于汞的剧毒性、积累性，加之在大气中停留时间较长，因此对环境的危害不容忽视。有关汞的排放及控制已经成为煤的燃烧污染防治中的一个新兴的研究领域。     

适用于中国燃煤电厂的汞监测及排放控制技术

随着GB 13223—2011《火电厂大气污染物排放标准》的颁布,汞排放问题正式列入了控制目标,这必将对燃煤电厂的环保设施提出新的更高的要求。在综述国外汞监测技术的前提下,总结脱硫脱硝污染物监测的经验,针对中国的具体情况分析了新形势下我国燃煤电厂汞监测技术的发展方向和关键技术的开发重点。同时分析了在最大化地利用燃煤电厂现有环保设施和设备的情况下,如何开发在今后一段时期内最适宜在我国广泛应用的汞排放控制技术,也对国内今后的政策发展进行了预测。     

重庆市燃煤电厂汞排放特征及排放量

以重庆市两种锅炉类型[循环流化床锅炉(CFB)和煤粉炉(PC)]的4个燃煤电厂为研究对象,分析不同规模电厂输入输出物料汞含量,探讨电厂中汞的来源和去向,研究重庆市典型燃煤电厂汞的排放特征,估算其大气汞排放量和排放因子.结果表明,4个电厂的汞主要来源为煤,入炉煤汞含量为(80.77±6.39)~(266.83±4.71)μg·kg-1.4个电厂排放的汞主要进入了固体废物,其中,CFB电厂中汞的去向主要是粉煤灰,而PC电厂汞的去向主要是脱硫石膏和粉煤灰.4个电厂的汞脱除率为72.89%~96.05%,CFB电厂高于PC电厂.4个电厂的大气汞排放因子(EF电、EF煤)分别为4.66~29.47μg·(k W·h)-1和8.55~71.77 mg·t-1,大气汞排放量为6.13~429.17 g·d-1.燃煤电厂的汞排放与煤中汞含量、锅炉类型、发电负荷、污控设备等因素有关.为控制电厂汞排放,需改善燃煤机组的能效,提高烟气净化设备的除汞效率,加强燃煤电厂的固体废物利用监管.     

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%.     

四种燃煤电厂大气汞排放监测方法比较研究

对高锰酸钾溶液吸收法、活性炭吸附管离线采样法、在线连续监测法及安大略法等4种现有燃煤电厂大气汞排放监测方法进行了比较研究。比较结果表明:高锰酸钾溶液吸收法监测结果与实际排放结果相差较大,且监测结果标准偏差高达116.7%,因此不适用于燃煤电厂出口废气监测。其他三种监测方法中,安大略法监测精度最好,但活性炭吸附管离线采样法更适于燃煤电厂大气汞排放日常监测。     

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。     

燃煤火电厂汞排放因子测试设计及案例分析

在火电厂锅炉煤的燃烧中,汞的迁移是个复杂的过程.在炉内高温下,几乎所有的汞以气态形式停留于烟气中,随着烟气温度的降低,汞被再分配到粉煤灰、炉渣和空气中.采用测试和衡算的方法,对火电厂汞排放因子进行测试和分析.结果表明:汞的迁移分配与煤中汞的赋存量、粉煤灰中可燃物碳的含量及烟气温度相关.煤燃烧后,进入粉煤灰中的汞占煤中汞含量的12.7%～31.3%,进入炉渣中的汞占0.9%～12.8%,大部分汞排入大气中,占67.8%～82.2%.      

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...     

《火电厂大气污染物排放标准》实施对燃煤电厂大气汞减排的影响

为评估GB 13223─2011《火电厂大气污染物排放标准》实施对燃煤电厂大气Hg(汞)减排的影响,采用“自下而上”排放因子法,对燃煤电厂大气Hg排放量进行了估算,通过设计不同发展情景,对排放标准实施条件下我国燃煤电厂大气Hg减排量(不含港澳台地区数据,下同)进行了预测. 结果表明:不同能耗情景下,预计2015年燃煤电厂的煤炭消费量为18.5×108~20.3×108 t,2020年煤炭消费量可达19.7×108~22.5×108 t;GB 13223─2011实施后,大气污染控制设施包括ESP(静电除尘器)、FF(袋式除尘器)、WFGD(湿法脱硫)和SCR(选择性催化还原脱硝)的应用比例亟需提高,控制设施面临提效改造,主要控制技术组合SCR+ESP+WFGD在2015年和2020年的应用比例将达到40%、75%;改造后技术组合FF+WFGD、ESP+WFGD、SCR+ESP+WFGD可分别实现90%、85%、80%的脱Hg效率. 由此可为我国燃煤电厂大气Hg排放带来巨大的协同减排潜力,与2010年约119 t的排放水平相比,2015年和2020年在低能耗情景下,我国燃煤电厂大气Hg减排幅度可分别高达38%和39%. 为进一步提高燃煤电厂大气的Hg减排量,建议逐步推广应用活性炭喷射(ACI)等技术.      

燃煤机组超低排放改造对汞的脱除效果研究

燃煤烟气中汞污染的控制是目前重要的环保课题之一,燃煤电厂利用现有的脱硝、脱硫、除尘设备去除汞,文章分析燃煤电厂烟气净化设备超低排放改造后汞的排放水平,说明现有废气处理设施超低排放改造,既能有效降低烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度,也有利于汞的去除,燃煤机组超低排放改造后汞的排放浓度远低于现行0.03 mg/m3的限值;通过分析燃煤电厂现有烟气净化设备对汞的协同去除效果和脱除汞的原理,提出了未来燃煤烟气汞污染控制措施的建议.     

燃煤电厂可凝结颗粒物的测试与排放

建立了固定源可凝结颗粒物(condensable particulate matter,CPM)采样-分析方法,开发了CPM采样配件,与EPA Method202方法进行比对后应用于燃煤电厂.结果表明燃煤电厂CPM排放均值为(21.2±3.5)mg·m-3,同步使用国标方法测得的FPM为(20.6±10.0)mg·m-3;高效除尘器可有效降低FPM的排放水平,但对CPM无太大影响.高效除尘改造后CPM对TPM的贡献将有所提高,应引起足够的重视.CPM中冷凝液贡献了68%,滤膜为32%,有机组分较少,为1%.     

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.      

不同排放标准下的燃煤电厂烟囱高度与落地浓度关系研究

燃煤电厂全面实施超低排放后,烟气污染物排放浓度及落地浓度得到较大程度降低,是否仍需采用高烟囱排放已引起各方关注.以西北某电厂为例,采用SCREEN3估算模式,对烟气污染物执行超低排放、特别排放及一般排放限值时,不同烟囱高度对应的最大落地浓度及落地距离进行预测.结果表明,执行超低排放限值后,SO2、NO2和PM10的最大落地浓度均显著降低,落地距离不发生变化;最大落地浓度受烟囱高度的影响较小,通过增加烟囱高度降低污染物落地浓度的效益不显著.