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美国燃煤电厂汞排放控制新技术试验

时间:2017-11-15 15:48:39  来源:  作者:

[摘要]:美国“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。另外,能源部计划长期大规模地对富有发展前景的排汞控制技术进行试验,尤其在燃烧褐煤和装有较小型静电除尘器的燃煤电厂展开试验,收集有关清除汞的效果和成本的重要数据,并分析对电厂运行的潜在影响。

[关键词]:燃煤电厂;排汞控制;吸附剂

美国燃煤电厂根据美国“清洁天空计划”到2018年将汞排放减少69的要求,开始重点解决排汞控制问题,能源部为此选择了8项新的排汞控制技术试验项目进行投资。美国电科院(EPRI)的排汞专利控制技术作为试验项目的一部分,在6个项目中进行试验。此外,能源部计划长期大规模地对富有发展前景的排汞控制技术进行试验,尤其在燃烧褐煤和装有较小型静电除尘器的燃煤电厂展开试验。

试验技术的基本原理是采用活性炭喷入法控制排汞,该技术已经有10多年的历史。在静电除尘器的纤维过滤器集尘器前将活性炭喷入烟气,或者在静电除尘器后面加装一个小型纤维过滤器。

EPRI2000年对该技术进行了全面试验,目的在于评估在静电除尘器前喷入活性炭控制排汞的性能。煤燃烧时会产生气态单质汞和氧化汞。单质汞不溶解于水,因此不会滞留在烟气脱硫系统的湿式洗涤器中。而氧化汞则溶解于水,并且可以收集在湿式洗涤器内,但是汞有时积聚并不彻底。对于没有安装湿式洗涤器或者需要降低汞排放水平的电厂,可以将粉状活性炭喷入烟气,在烟气中充当吸附剂,将气态汞吸附到活性炭的表面,然后由电厂的静电除尘器收集。

试验在商业燃煤电厂进行,收集有关排汞控制效果和成本的重要数据,并分析对电厂运行的潜在影响。

上述8项新试验的具体内容是:

(1)吸附剂喷入控制汞技术:结合电厂现有的污染控制设备,采用喷入吸附剂的办法,消除燃煤烟气中的汞。

(2)调制硅酸盐控制汞:该项试验在75MW机组上进行,采用一种新型的非碳吸附剂——调制硅酸盐,可以达到较高的清除汞效果,同时避免对飞灰的影响。

(3)采用吸附剂喷入法控制小型静电除尘器中的汞:在小收集区静电除尘器前喷入吸附剂,再通过湿式洗涤器处理。由于60以上的电厂都采用静电除尘器,静电除尘器的收集区域小,因此,该试验旨在评估长期的排汞控制性能和副产品的质量。

(4)湿式烟气脱硫系统前汞氧化催化剂试验:该试验规模较大,涉及蜂窝式催化剂系统,已经证明对单质汞氧化很有效,因而在湿式氧化钙或石灰石烟气脱硫系统中可以去除汞。

(5)电厂汞控制评估:URS集团公司试验了EPRI的汞控制吸收工艺技术,控制燃煤电厂的汞排放。该技术是将可以再生的固定结构吸附剂置入煤的烟气流中,达到清除汞的目的,由于吸附剂在捕捉和隔离汞并进行处理的同时定期再生,因而汞不会夹裹在煤燃烧所产生的副产品中。

(6)提高褐煤燃烧系统汞控制排放中碳的吸附性:试验的重点在于提高燃烧低级褐煤电厂中捕捉汞的活性炭的效能。褐煤因含氯量低,含钙量高,燃烧后会产生较多的单质汞,比较难以清除,可采用喷入氯基添加剂和使用经化学处理的吸附剂2种方法。

(7)静电除尘器前汞氧化处理:该试验目的在于评估使用氯基添加剂提高汞的氧化效果。通过试验测量现有静电除尘器和烟气脱硫装置中汞的氧化程度及汞的清除率,核定与此相关的成本,调研把空气污染控制装置作为控制多种污染物装置使用的可能性,并定量评价因控制排汞而对检修造成的影响。

(8)电厂用新型汞吸附剂现场试验计划:该计划目的是试验一种新型的吸附剂。

通过第1阶段大规模的运行机组排汞控制试验,排汞控制已经迈出了能够确定活性炭喷入法排汞控制效果的关键性一步,经过进一步的开发,希望这种活性炭喷入法在控制现有燃煤锅炉排汞方面能够发挥重要的作用。该技术成本相对较低,改造时停机时间短甚至无需停机,适合于各种燃煤及运行条件。

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