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烟气脱汞技术研究

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发表于 2013-8-15 14:07:38 | 显示全部楼层 |阅读模式
  环境问题是直接关系到可持续发展的关键问题之一,特别对于我国这样一个人口众多、资源短缺的发展中国家而言,环境问题具有更大的紧迫性。汞及其化合物具有很强的生物毒性,汞危害问题,特别是甲基汞影响胎儿健康问题,己经引起国际环境、卫生界的极大关注[1-3]。 汞主要通过自然和人为因素的排放而进入环境,人为排放量约占总排放量的3/4,其中燃煤释放的汞量比重较大,虽然原煤中汞的含量低达0.012-0.033mg/kg, 但由于煤的大量燃放, 全世界仅燃烧电厂每年排放的汞就达到1470 t, 其中亚洲燃煤电厂每年排放汞860t,北美排放105 t[4]。2005年三月美国环保署颁布了汞排放控制标准,美国成为世界上首个针对燃煤电站共排放实施限制标准的国家。我国是世界第一产煤大国,能源结构中煤的比例高达75.9%[5],而且由于我国燃煤技术的普遍落后,燃煤释放的汞对环境生态系统的污染更为严重。
  美国总统“清洁天空计划”提出到2018 年将汞排放减少69%,使美国燃煤电厂开始第一次面对排汞控制问题,能源部(DOE)为此选择了8 项新的试验项目,试验电厂的排汞控制技术。目前,我国对燃煤电厂烟气中汞的控制尚处于起步阶段。
随着各国对空气质量标准的日益严格要求,为了降低SO2对环境的危害,各种脱硫设备已经在燃煤电厂开始运行。同时,从2004年7月1日起,NOx排放收费已正式开始,标准为0.6元/当量NO,为了企业的经济性,迫使电厂安装脱硝设备。现在,汞污染问题提上日程,所以如何在现有的设备下达到同时脱汞的目的是当今研究的热点。
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 楼主| 发表于 2013-8-15 14:08:26 | 显示全部楼层
1.基于FF或者ESP的吸附剂喷入技术

  电厂燃煤过程中汞大部分以气态形式存在,而电除尘器只能去除被飞灰吸附的颗粒态汞,这部分汞占烟气中汞的比例较小,因此传统的电除尘器对汞的去除效果并不明显。美国V.M.Fthenakis[6]等人对燃煤电厂汞排放和对健康风险评价表明,电除尘器仅能去除烟气中小于20%的汞。日本Takahisa Yokoyama[7]等人通过三种不同的煤在日本700MW燃煤电厂试验研究表明,电除尘器对烟气中汞去除率分别为55.2%、8.3%和16.8%。
单独依靠除尘设备脱汞率较低,不能达到汞的排放要求,基于FF或者ESP吸附剂喷入技术,例如采用活性炭喷入烟气中,是一种最为简单的最为自然的燃煤烟气汞控制技术。在过去的二十年中,这种技术已经在美国和欧洲应用于废弃物燃烧烟气中控制汞。其主要原理为烟气中气相的汞与吸附剂相接触并且粘附与吸附剂的表面,此后吸附剂FF或者ESP捕集。根据煤种的变化,FF可以去除80~90%的汞, ESP可以去除50~90%的汞。常用的吸附剂如下:
  1.1活性炭
  活性炭吸收剂最初用于垃圾焚烧炉的汞排放控制,取得了很好的效果,因此在研究控制燃煤电厂烟气的汞污染排放时,活性炭也被作为研究的热点。国内为学者都对其烟气脱汞性能进行了深入而细致的研究。
  影响活性炭吸附能力的因素有很多,如反应温度、碳的类型、烟气成分及接触时间等。高洪亮等[8]在小型燃煤烟气汞脱除试验台上, 用模拟烟气研究了活性炭对汞吸附性能的影响因素。试验结果表明, 随着吸附反应温度的升高, 汞的穿透率显著增加,增加碳汞(C/Hg)比例,除汞效率可以达到60%以上, 氧的存在可以提高活性炭吸附汞的能力, 二氧化碳的存在会导致吸附效率的下降, 一氧化氮的存在对活性炭吸附性能的影响不明显。
  为了提高活性炭的吸附效率,通常使用改性活性炭进行烟气脱汞。目前使用的活性炭可分为热力活性炭和化学活性炭两种。热力活性炭即为表面经过活化处理的碳,而化学活性炭因其表面含有I2 ,Cl2 ,S 等元素,在室温下都能发生物理和化学吸附,因而比热力活性炭有更高的捕集效率(95 %) ,但是热力活性炭随温度上升,汞的捕集率急剧下降,而化学活性炭则没有此现象[9],用化学方法将汇性炭表面渗入硫、氯 [10-11],增强了活性炭的活性,且由于硫或者氯与汞之间的反应能防止活性炭表面的汞再次蒸发逸出,可提高吸附效率。
  孙巍等[12]利用溴对活性炭进行处理.通过对吸附容量和吸附动力学的测试,研究了载溴活性炭对气体中的单质汞的去除行为.结果表明,载溴可使活性对单质汞的吸附量显著增加,并加快对单质汞的吸附速率。实验条件下,当载溴量为0.33%时,活性炭对汞的饱合吸附量可增加约80倍,吸附容量达0.2mg/g;相对吸附系数增加了约40 倍。溴负载量越高,吸附强化作用越显著。温度升高,载溴活性炭的吸附能力略有下降,烟气中的二氧化硫对单质汞的吸附速率略有抑制作用。
  Ghorishi SB等[11]用载氯的活性炭研究了活性炭表面函数对活性炭吸附单质汞和氧化汞的的影响,将商业用的活性炭(FGD)浸入稀释的HCl溶液中制备载氯的活性炭(Cl-FGD),烟气中含有Hg0的浓度为86ppb,气体和固体的接触时间为3~4秒,结果Hg0的去除率可以达到80~90%,而商业用的FGD仅仅有10~15%,此实验所用的炭汞比较低大约有1000~1500。在这种炭汞比下,用载氯的活性炭脱汞实验中,烟气成分和反应器的温度(100~200℃)对脱汞的影响较小,实验结果表明在最小的处理活性炭能够明显的增加活性炭的活性,利用工业应用。张鹏宇[13]对原始的活性炭颗粒用硫化钠、氯化锌浸泡进行活化处理, 研究了他们的汞吸附性能。结果表明: 活化处理后能有效提高活性炭的汞吸附性能, 而且, 用氯化锌处理的活性炭的汞吸附性能要好于硫化钠处理的.
  金峰 [14]系统的研究了经过硫、氯浸泡过的活性炭的脱汞性能,结果表明, 活性炭对汞的吸附取决于浸泡浓度、反应时间、实验温度、活性炭的特性等因素的影响,并指出汞的吸附机理比较特别,表明汞与C 的作用力并不是一般意义上的化学键, 而是介于化学键与范德华力之间;活性炭经过浸泡处理后, 浸泡物质固定在AC 表面,比炭先一步与汞接触,从而提供了在炭表面对汞进行的化学吸附(Hg + + Cl - = HgCl) 的场所。随着Cl - 含量的增加, 化学吸附速度也有了明显提高。美国匹兹堡大学环境工程系的Radisav D. Vidic[15] 通过实验指出,活性炭经硫、氯化物浸泡后对汞的吸附性能有极大提高, 最高效率达到95 %~98 %.
活性炭颗粒中的大孔作为Hg 蒸汽进入碳表面的入口,中孔作为传递通道,里面的微孔起吸附作用,是吸附的活性位。活性炭纤维(ACF) 与活性炭颗粒相比,其表面积大,具有独特的孔隙结构,即它的微孔居多,且直接分布在固体表面,因此污染物分子容易直接扩散到微孔中,大量微孔可以得到充分利用。华中科技大学的曾汉才[16]在一维煤粉燃烧试验台上进行了活性炭纤维脱除燃煤烟气中汞的试验研究活性炭纤维对汞有较好的吸附效果,其表面含氧、含氮官能团以及水分对汞的吸附,特别是对Hg0 的吸附氧化有促进作用.
活性炭吸附剂在脱除重金属尤其是汞方面有着很高的效率,但其价格昂贵,据美国EPA和DOE估算结果表明:燃煤电站选择活性炭喷入方式,每脱除一镑汞需耗资$14200-70000;如采用活性炭吸附床,每脱除一镑汞需耗资$17400-386000。因而许多研究工作又围绕寻找廉价高效的替代物展开。
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 楼主| 发表于 2013-8-15 14:08:42 | 显示全部楼层
  1.2飞灰
  通过飞灰吸收、吸附作用可以除去烟气中的汞。
Butz[17]研究了锅炉中飞灰脱汞的性能。试验表明因为煤种的不同,飞灰表面汞的脱出率可以达到0-90%不等。飞灰含炭量和表面无机催化剂可以提高脱汞率,导致了一些低炭的飞灰却仍然表现很好的脱汞性能。飞灰扑捉汞的能力随着烟气温度的降低而增大,当温度低于400℃时;随着飞灰和烟气的接触时间增长相对有所增大温度对脱汞的影响教大,当温度大于700℃时,单质汞快速被释放出。Huggins[18]指出汞的吸附还依赖于煤的等级,在烟煤飞灰中HgCl2去除率较高,并且在亚烟煤中单质汞的去除率较高。单质汞的去除与炭中较高的无机硫含量有关,HgCl2与此无关。
  Laumb[19]研究汞的捕捉也与烟气中的S和Cl有关,但是与氧无关。当烟气中出现水分和NO2时,在残炭表面可以观察到较少的硫酸盐,表明残炭表面的汞可以使亚硫酸盐转化为硫酸盐;改变HCl的浓度,并不能够影响硫酸的聚集,因为HCl比H2SO4有较高的挥发性能。Shashkov等[20]人证实了由HgO(s)-SO2(g)-O2(g)-H2O之间的反应可生成硫酸汞,则在烟气中,当温度降低到硫酸露点以下时,硫酸会冷凝得到飞灰表面,将汞吸收,除此之外,飞灰颗粒表面的含硫物质也可能形成活性吸附区域,生成HgS 。
  王启超等「21]人和朱珍锦等人「22]的研究认为飞灰对汞的吸附与飞灰粒径大小有关,即飞灰中汞的含量随着粒径的减小而增大,飞灰颗粒越细则汞含量越高。汞在飞灰中呈表面富集状态,原因为飞灰粒径,越小,其比表面积越大,且在炉内悬浮时间越长,因而汞在细小灰粒上的相对沉积量越大。王立刚等[23]在残炭汞吸附模拟试验的基础上, 采用分形理论, 研究了飞灰残炭物理结构的分形特征及其对残炭汞吸附反应的影响, 残炭的比表面积与残炭及其炉前煤的分形维数大致呈正相关关系,汞的吸附量不仅同其比表面积相关, 而且与分形维数有关。
  王立刚等[24]在实验室模拟研究了燃煤飞灰颗粒组分对燃煤烟道气中气相Hg 的吸附脱除特性。试验结果表明,Hg 吸附量随飞灰烧失量的增长而增大,飞灰中不同类型介质的气相Hg 吸附特性差异显著,其中未燃尽炭的Hg 吸附性能最强,吸附剂BET 比表面积与其Hg 吸附量呈正相关关系. 载气气相Hg 浓度与Hg 吸附量成非线性正相关关系,即Hg 浓度为5 ×10 - 7时的Hg 吸附量只有5 ×10 - 6的1/ 2,但是有些科学家认为大幅度增加飞灰的含碳量,并不能相应提高飞灰吸附汞的能力。再者高含碳量的飞灰电阻率低,这样会降低ESP的除尘效率。华中科技大学的郭欣[25]研究了飞灰与汞之间的反应机理,通过实验证明了飞灰中残炭表面的含氧官能团 C=O利于 Hg 的氧化和化学吸附。但同时 Hg 与 C 的作用力并不是一般意义上的化学键,而是介于化学键与范德华力之间,所以很难用化学反应来描述其吸附机理。而美国Radian实验室认为飞灰首先吸附Hg0,当达到动态平衡时,和烟气中的气态成分(主要是SO2,HCl和NOx)之间发生复杂的反应,把烟气中的部分HgO氧化为Hg2+,而Hg2+可以溶解到WFGD浆液中。
  Ghorishi 等 [26] and Lee 等[27]等人,在模拟烟气中研究了飞灰中(Al2O3), silica (SiO2), ferric oxide (Fe2O3), cupric oxide (CuO), and calcium oxide (CaO) 的影响,CuO and Fe2O3 等可以促进单质汞的氧化;当烟气中出现HCl的,SiO2 和Al2O3的影响不大。在上述氧化物之中加入CaO引起汞氧化率大幅度的缩减,很可能是因为CaO反应掉了大部分的HCl; Ca(OH)2对于HgCl2的吸收很有用,但是不能吸收单质汞,表明各种钙并不具有催化活性。Galbreath等人[28]提出基于酸的HgC12(g)与富含碱颗粒之间的反应是吸收HgC12[g]的重要机理,而颗粒的多孔形态及表面积是控制吸收HgC12(g)的主要因素。有研究表明飞灰中的CaO(s)和Ca(OH)2(s)能有效地吸收HgC12(g)和HgCl(g)。
  有研究者利用循环流化床(CFB)[29]来进行汞吸附和控制颗粒排放。CFB增加了颗粒的停留时间(大量飞灰在CFB中停留4s),充分利用小颗粒对Hg的吸附能力,同时增强了小颗粒的凝聚作用,有助于减少小颗粒的排放。
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 楼主| 发表于 2013-8-15 14:09:07 | 显示全部楼层
  1.3钙基吸附剂
  钙基类物质容易获取,而且价格低廉,同时又是脱除烟气中SO2的有效脱硫剂,如果能够在除汞方面取得一定突破,那么将会在多种污染物联合脱除方面有很大意义。
王泉海[30]采用化学热力平衡分析方法研究了煤燃烧过程中CaO元素汞的形态及分布的影响。在一个大气压下。273.15~1 273.15 K温度范围里,预测结果表明CaO(S)对汞元素在烟气中的行为特性的影响不大。推断CaO(S)主要是通过减少灰粒表面积或改变飞灰矿物学和形态学特性影响烟气中汞元素分布特性。
  美国EPA己经采用钙基类物质(CaO, Ca(OH)2, CaCO3, CaSO4·2H2O)研究烟气汞的脱除,发现钙基类物质的脱除效率与燃煤或废弃物燃烧的烟气中汞存在的化学形式有很大关系,研究结果表明,钙基类物质如Ca(OH)2对HgCl2的吸附效率可达到85%,碱性吸附剂如CaO同样也可以很好地吸附HgCl2,但是对于单质汞的吸附效率却很低。Stouffer [31]等人发现,吸附温度为93 0C,当Ca/Hg比为5× 103-1.0×105: 1(质量比)时,Ca(OH)2对HgCl2的吸附效率很高,在55%~85%范围内。但对单质汞(Hg 0 ),即使Ca/Hg比高达3.0×105: 1(质量比),也只有10%~20%的Hg0可以被除去。因此如何提高如何加强钙基类物质对单质汞的脱除能力,成为比较迫切需要解决的问题。Ghorishi[32]在模拟烟气体中研究了三种不同的钙基吸附剂来吸附单质汞和HgCl2。模拟烟气中的SO2对单质汞和HgCl2的吸附有很大的影响,当烟气中存在SO2时,尽管由于SO2和钙基之间发生化学反应使孔表面积减少,但是吸附Hg0 的能力增强。一方面SO2和钙基吸附剂化学反应的产物有利用吸附汞,另一面两种污染物在钙基吸收剂吸附不存在活性点的竞争。因此增加钙基吸附剂的活性点可以提高脱汞性.Ghorishi[33]也试图通过增加氧化剂来提高钙基础吸收剂的脱汞性能,改善石灰(CaO )和硅酸盐物质(CaSiO3)的吸附性能,结果发现改性后吸附效率有所增加。在研究HCl对钙基吸附剂的影响时发现,由于氯原子和Hg0相互作用,带有结晶水的CaSO4 (CaSO4·2H20, CaSO4·1/2H2O)对Hg0的吸附作用大大增强了。
  Sagrario Mendioroz [34]等人通过以海泡石作吸附剂进行了研究,指出海泡石是一种含纤维状的硅酸镁水合物,有大量的组织和结构特性,且在自然界中易得。流化海泡石(以硫为衬底) 构成具有整体式结构的吸附剂因其具有大的外表面积和低的压降而使吸附能力得到了提高。
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 楼主| 发表于 2013-8-15 14:09:24 | 显示全部楼层
  1.4其他可以用的吸附剂
  美国PSI(Physical Science Inc.)曾尝试用沸石材料作为工业锅炉控制汞排放的吸附剂,Lee等[35]也用沸石对汞的吸附进行了研究。在燃煤烟气中加入己知含量的零汞(Hg0)进行实验,结果表明:沸石在高温和低温下都可以吸附Hg0和Hg2+。沸石材料这种新型吸附剂仍在研究之中。
  也有众多研究者[36-38]用TiO2吸附剂来捕捉汞。在实验室模拟试验中,将TiO2喷入到高温燃烧器中,产生大量TiO2凝聚团,凝取团的大表面积可氧化并吸附汞蒸气,然后通过除尘装置被除去。但由于其松散的结构和反应效率低,对汞的捕捉效果不明显。再加以低强度的紫外光照射,Hg在TiO2表面氧化为Hg 2+并与TiO2结合为一体,显示出很好的除汞能力。
  其他吸附剂如贵金属[39-41]、金属氧化物或硫化物[42]也被人用于对汞的吸附。贵金属和汞能形成化合物,称为汞齐。在烟气温度下能贵金属重复吸附大量的汞及其化合物,而在热处理温度远高于烟气温度下又能脱除汞。金属化合物吸附汞并生成双金属化合物。
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 楼主| 发表于 2013-8-15 14:09:49 | 显示全部楼层
2.WFGD脱汞
  利用脱硫装置(FGD)可以达到一定的除汞目的。
  通过对安装WFGD的东部六种燃烟煤锅炉进行烟气测试,CONSOL指出烟气通过WFGD后汞的平均去除率为7~57%,所用的系统中Hg2+的去除率可以达到80~95%,大规模实地试验中发现,燃烧烟煤的锅炉有很高的脱汞效率,而燃烧亚烟煤炭和褐煤有相似的趋势,仅仅有部分Hg2+被捕捉,然而因为燃烧低品质的煤的烟气中由于Hg2+的产生量很小,总汞的去除率较低大约5%~40%,当烟气通过WFGD时Hg0的浓度由5%增加到40%,汞的物种的变化对WFGD脱汞率起到重要的作用。由于煤中的氯元素含量、烟气温度以及烟气停留时间等因素的影响,不同条件下,烟气中各种形态的汞含量也大不相同[43]。烟气中的飞灰、HCl和NOx能够影响Hg0转化为 Hg2+的转化率,同时也影响着FGD的除汞能力[44]。如果利用催化剂使烟气中的Hg0转化为Hg2+.,当烟气中以Hg2+形式存在的汞占主要水平时,WFGD的除汞效率就会大大提高[45]。 实际燃煤烟气中总汞的主要以Hg0存在,WFGD对不溶性的Hg0去除率几乎为0,故研究如何提高烟气中的Hg0转化为Hg2+的转化率,是利用WFGD脱汞的重点。
  吸收法脱除烟气中的元素态汞主要是利用强氧化剂将Hg0氧化成Hg 2+,从而溶解在吸收液中。许多研究机构在研究如何通过改进FGD的处理过程,以增加FGD对汞的脱除效率。Vogg[46]等人实验研究了汞的湿法洗涤去除,指出氯化汞能够很方便有效地从气相中被冷凝脱除,但去除元素汞却很困难。同时也观察到二价汞可能被二氧化硫还原从而造成汞损失。可以通过增加氯含量、强酸溶液、降低温度或增加氧化剂,如氯化铁来改善汞的去除效率。
Kobayashi等[47]用H2O2或者KMnO4溶液吸收汞,并采用HCl做催化剂,取得了较高的脱汞效率。德国一家公司的一项名为MercOx技术已经商业化了[48],将35%的过氧化氢水溶液喷入烟气中,元素汞被过氧化氢氧化成Hg2+并滞留在溶液中。平行反应,水喷入将SO2转化硫酸,结果所有污染物都转入溶液中。溶解的汞可以通过离子交换去除,通过中和沉淀为石膏来调节酸度。Zhao L. L.等[49]研究了Hg 2+作催化剂的情况下,用K2Cr2O7或者H2O2吸收烟气中的元素态汞,结果表明,HNO3的存在大大增强了吸收效率,H2SO4的存在起了一定的正效应,而HCl的存在对吸收有抑制作用;同时,MnSO4对吸收有促进作用,而NaCl, MgSO4, FeC13, CaC12等对吸收有抑制作用。
  美国国家实验室认为FGD在烟气的综合治理方面(脱除SO2, NO和Hg)有很大的发展潜力,他们在这方面进行了广泛的研究。利用强氧化性且具有相对较高蒸气压的添加剂加入到烟气中,几乎所有的单质汞都与之发生反应,形成易溶于水的汞化合物,但是在向烟气中加入SO2后,发现添加剂消耗量增加很多。Argonne国家实验室的Livengood等人[50, 51]分别用几种卤素类物质作为添加剂在小型试验台上进行了试验,试验结果表明,由于I2和Hg0之间快速发生气态反应,碘溶液即使在很低含量时(日本研究者利用液体鳌合剂和次氯酸钠注入到石灰浆液洗涤塔中,获得90%的脱除效率[52]。添加含氯物质如NaCl通过改变入口汞的形态,从而提高了汞的去除率[53]。美国Argonne国家实验室[54,55]采用以氯酸为主要物质NOxSORB(17.8%氯酸HCIO3和22.3%氯酸NaC1O3的混合物,Olin公司生产)作为单质汞的新型氧化剂,烟气主要成分为1000ppmSO2和200ppmNO Hg0含量为33ug/m3,将NOXSORB喷入到149 0C的烟气中(NOXSORB含量为4%),测试结果表明大约24min之内100%的气态Hg0被氧化为Hg2+,全部被去除;同时烟气中NO的含量也接近于零,因而认为NOxSORB使NO对单质汞的脱除也有促进作用。
  另外,烟气中的二价氧化态汞溶于浆液后,水溶性的硫酸根、硫酸氢根离子和金属离子对于汞离子有还原作用,使一小部分被还原为元素态的汞。进而导致在FGD 出口元素态的汞有所升高,但这种氧化态汞的还原作用并不是在所有情况下都发生。少于8 %的二价氧化态汞被还原成元素态汞,从而造成在FGD 出口烟气中300~600 ng/m3的元素汞的增加。虽然这种还原转化的汞量并不多,这种还原放效应仍被视为将来WFGD 作为多污染控制装置的潜在障碍[56]。20世纪90年代末,B&W公司在强化FGD系统,汞去除性能的研究中发现,在某些条件下最初在湿式FGD系统被捕集的氧化汞又以元素汞的形态排出。这可能式由于一旦氧化汞在溶液中溶解和电离,Hg2+就可以和洗涤浆液中其他的溶解组分发生发应。这些组分主要包括硫化物、铁、锰、镍、钴、锡等2价金属离子。该公司的专利技术利用湿式FGD系统强化汞控制中,喷射H2S需要系统产生并输送气体,与烟气中的汞成为HgS沉淀后将大部分汞隔离成不可溶的固体物质。另外,H2S和Hg也有可能在气相中发生反应,生成HgS蒸汽并在液相中吸收沉淀。 该假设已被B&W公司通过在湿式FGD系统前向烟气中喷射H2S的试验所证实。示范项目表明,在仅增加较低投资成本的情况下,利用湿式FGD(烟气脱硫)系统可脱除烟气中95%以上的氧化汞,同时对系统运行或SO2去除性能影响很小甚至没有影响.
  另外的一个非常有效的去汞方式为在烟气未达到WFGD前将单质汞催化氧化。美国Radian实验室测试了含有铁的,含钯催化剂的脱汞性能[57,58]。149℃时。含有铁的催化剂可以将烟气中的气态Hg0几乎全部转化为Hg2+,另外含钯类物质也是一种较好的催化氧化剂。
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 楼主| 发表于 2013-8-15 14:10:06 | 显示全部楼层
3 .SCR催化氧化汞
  早期在欧洲的现场测试结果表明,为削减NOX排放而安装的SCR反应器可促进氧化态汞的形成。最近在美国开展的现场试验研究也发现经过SCR反应器后烟气中氧化汞的浓度增加。实验室规模的SCR催化剂研究进一步证实了SCR系统可氧化元素汞的作用。特别是这些研究还发现,烟气中氯化氢(HC1),氨(NH3)及催化剂的空间速度对汞氧化有很大影响。通常情况下,NH3的存在阻止元素汞的氧化。提高烟气中HC1的含量和降低SCR催化剂空间速度对汞的氧化都有促进作用。Lee[59]等合作者试验研究表明,汞在SCR催化剂上的吸附和氧化与烟气中的HCl的浓度有关。当HCl和单质汞进入SCR反应器,有汞的氧化副反应发生,当模拟烟气中没有HCl时,单质汞只吸附在催化剂表面,当烟气体中有8ppmHCl时 ,95%的单质汞被氧化,但是汞的吸附量并没有明显的增加。同时发现NH3的存在导致了吸附在SCR汞的释放。在实验室中Hocquel[60]在模拟烟气中研究了催化剂成分对单质汞的吸附和氧化。在低浓度的HCl烟气中,WO3 and MoO3减少了烟气中HgCl2的生成;当温度在130oC 和 410oC之间时, V2O5明显的可以氧化单质汞,且增加烟温氧化性增强,烟气中的氧对单质汞的氧化没有大的影响.SCR催化剂不吸附HgCl2。在给定的含有一定浓度的HCl 烟气体中,催化剂中V2O5含量则单质汞的氧化率成正比。烟气中的SO2并没有影响。
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 楼主| 发表于 2013-8-15 14:10:21 | 显示全部楼层
4 结论
  利用现有的设备进行脱汞,不仅可以达到去汞的目的,而且可以节约了电厂投资,给电厂带来了经济效益,主要技术如下:
  (1)基于FF和ESP的吸附剂喷入技术是当前最有前景的一项脱汞技术。在FF或者ESP前喷入活性炭或者改性后活性炭可以有效的控制烟气汞的排放,但是由于活性炭的价格昂贵,在应用方面有待于进一步的研究。一些学者用价格低廉的飞灰和钙基吸附剂来替代活性炭,但是对Hg0吸附能力有限,且吸附机理不清楚,与工业应用距离尚远。
  (2)脱硫设施温度相对较低,有利于Hg0的氧化和Hg2+的吸收,是目前汞去除最有效的净化设备。特别是在湿法脱硫系统中,由于Hg2+易溶于水,容易与石灰石或石灰吸收剂反应,能去除约90%的Hg2+。Hg2+所占比例是影响脱硫设施对汞去除率的主要因素,因此提高烟气中Hg2+的比例,将直接影响脱硫设施对汞的去除效果。在湿法脱硫系统中,洗涤液有时会使氧化态汞通过还原反应还原成元素汞,造成汞的二次污染.
  (3)随着NOX标准的严格,燃煤电厂开始运行SCR烟气脱硝技术。脱硝工艺能够加强汞的氧化而增加将来烟气脱硫(FGD)对汞的去除率,在该工艺除汞具有很大的潜在空间。
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 楼主| 发表于 2013-8-15 14:11:12 | 显示全部楼层
参考文献
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