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
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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
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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
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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
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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
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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
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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~
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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
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改造以前, 部分检测显示排放浓度为 7 μ g m , 总
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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
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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
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