Page 76 - 电力与能源2021年第二期
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2 2 4                       王妍艳, 等: 超低排放机组协同脱汞效益研究

              规律和协同脱除效果, 为超低排放机组进一步的                          159~220n gg 的煤中平均汞含量, 根据 MT / T
                                                                          /
              优 化 设 计 和 后 续 汞 排 放 标 准 的 制 定 提 供 重 要           963 — 2005 《 煤中汞含量分级》 的规定, 均属于特低
              参考。                                              汞煤。
                                                                         表 1  各机组入炉煤煤质分析
              1  燃煤电厂超低排放改造方法研究
                                                                     项目          A 机组     B 机组     C 机组
                   燃煤电厂超低排放改造采用的技术路线各有                            全水分 Mar / %    31.70     23.22    23.76
                                                                  挥发分 Var / %    32.65     34.10    27.96
              不同, 为全面研究超低排放机组的协同脱汞效益,
                                                                   灰分 Aar / %     6.41     9.71     9.90
              项目选取 3 台典型工艺路线机组。                                   固定碳 Fcar / %   29.24     32.89    38.11
                   测试机组 A 容量为 1000 MW , 主要工艺路                     硫分 St , ar / %  0.18     0.37     0.27
                                                                   低位发热量
              线为: SCR 脱硝 → 低温省煤器 → 低温电除尘器 →                                      17.05     19.36    19.46
                                                                            -1
                                                                Qar , net /( MJ · k g )
              低温省煤器 → 湿法脱硫 → 湿式电除尘器 → 烟气再                        汞 H g /( n g · g )  58.81  47.72   42.95
                                                                          -1
              热器;                                             2.2  汞的生成与排放分析
                   测试机组 B 容量为 1000 MW , 主要工艺路                      在燃煤锅炉燃烧条件下, 煤中的汞几乎全部
                                                                                0
              线为: SCR 脱硝 → 高效电除尘器 → 低温省煤器 →                    挥发出来, 并以 H g 的稳定形态存在于烟气中,
              湿法脱硫 → 烟气冷却器 → 烟气加热器;                            只有约 2% 的汞残留在底灰中。随着烟气进入省
                   测试机组 C 容量为 600 MW , 主要工艺路线                  煤器、 SCR 反应器及空气预热器, 烟气温度逐渐
                                                                                              0
              为: SCR 脱硝 → 低温省煤器 → 低低温电除尘器 →                    降低, 在多种催化作用下, 部分 H g 与烟气中的
              湿法脱硫 → 烟道除雾器 → 烟气再热器。                            氧化性物质发 生反应形成 H g           2+  , 也有部分 H g  0
                   在满负荷工况下, 对各机组改造后的低温电                        吸附或凝结于飞灰颗粒表面而形成 H g                p 。 H g 2+  ,
              除尘器、 高效湿法脱硫装置、 湿式电除尘器及烟气                         H g 在烟气总汞 中所占比例影响着烟气汞的脱
                                                                 p
              冷却器等协同脱汞效果进行测试。                                  除效率, H g 的稳定性好、 水溶性低, 难以被湿法
                                                                         0
                                                p )、 元 素 汞     脱硫等设备脱除, H g 易溶于水, 也易与颗粒表
                                                                                 2+
                   燃煤 电 厂 烟 气 汞 以 颗 粒 汞 ( H g
                   )
                  0             2+  ) 等形态存在, 在排放过程             面物质反应或吸附, 使汞在后续设备中被脱除                    [ 5 ]
              ( H g 及氧化汞( H g                                                                             。
              中受多种因素影响而发生复杂的形态变化, 有效                           煤中的氯、 溴等卤素的存在以及脱硝催化剂等有
              的采样与分析决定了汞测试的准确度。项目采用                            利于 H g 转化为 H g    2+  , 煤中灰分含量也影响着
                                                                      0
              美国 ASTM D6784 的安大略方法进行烟气汞的                       烟气中汞形态的分布, 烟气中 H g 的含量随着灰
                                                                                            p
              采集   [ 4 ] , 该方法对采样管进行 120℃ 全程加热以                分含量的升高而增大, 同时飞灰中的金属氧化物
              防止水蒸气凝结以及汞在管路上的吸附, 烟气中                           等对汞的氧化具有促进作用, 从而对后续系统中
              的颗粒汞被石英滤膜捕集, 气态氧化汞被 3 个装                         汞的脱除产生积极影响。
              有 KCl 的 吸 收 瓶 捕 集, 气 态 元 素 汞 被 装 有                   满负荷工况下, 对 A , B , C 这3 台机组的汞排
              HNO 3 H 2O 2 和 H 2 SO 4 KMnO 4 的 4 个 吸 收 瓶       放浓度进行测定, 结合前期已掌握的其他 6 台机
                                    /
                    /
              捕集。采样结束后, 附着在石英滤膜上的颗粒汞                           组汞排放数据, 对超低排放改造后的机组汞排放
              采用热解气化冷原子吸收分光光度法进行分析,                            水平进行统计分析, 结果如图 1 所示。
              吸收液中的汞采用高锰酸钾和过硫酸钾消解后再                                由图 1 可知, 各电厂 H g 排放浓度为 1.06~
                                                                                               3
                                                                        3
                                                                                            /
              进行含量分析。                                         3.13 μ g m , 平均浓度为 1.77 μ g m 。而在超低
                                                                     /
                                                               改造以前, 部分检测显示排放浓度为 7 μ g m , 总
                                                                                                      3
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              2  结果讨论
                                                               汞脱除效率为 67.9% ~88.7% 。所测超低排放
              2.1  燃煤汞含量                                       改造 后 机 组 汞 排 放 水 平 均 远 小 于 GB13223 —
                   燃煤电厂烟气中汞含量受到 多 种 因 素 的 影                   2011 《 火电厂大气污染物排放标准》 中规定的燃煤
                                                                                                         3
                                                                                                      /
              响, 主要是煤 种、 燃烧 性质、 污染 物 控 制 设 备 等。                电厂烟气中汞及其化合物排放限值0.03m g m ,
              对 3 台测试机组的入炉煤进行工业分析和汞含量                          但与美国 2011 年 12 月出台的《 汞和空气有毒物
              测试, 结果如表 1 所示。 3 台机组的燃煤中汞含                       质标准》 中 对 燃 用 非 低 阶 煤 的 新 建 机 组 规 定 的
              量分 别 为 58.81 , 47.72 , 42.95n gg 低 于 我 国        0.42 μ g m 烟气汞排放限值相比, 仍有一定减排
                                                                        3
                                              / ,
                                                                     /
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