300MW燃煤电厂汞排放特性试验研究

摘要

燃煤电厂汞排放作为人为汞排放的主要来源，其造成的汞污染对生态环境造成了直接和潜在的严重危害。燃煤电厂汞排放控制成为当前燃煤污染物防治领域的前沿课题之一。本文在前人研究的基础上，对一座300MW燃煤电厂进行了汞排放现场测试，研究了静电除尘器和湿法脱硫装置单独脱汞和联合脱汞的特性，获得了该燃煤电厂烟气中汞形态浓度分布和转化规律，为我国燃煤电站汞的减排和脱除提供了参考数据。
　　 本文采用国际上通用的燃煤电厂汞形态浓度取样的OHM标准方法，对一座300MW燃煤电厂静电除尘器(ESP)和湿法脱硫装置（WFGD）前后烟气进行了等速取样，使用美国Leeman Labs HydraAA全自动汞分析仪检测烟气中汞形态浓度。采集了固体样品，包括入炉煤、底渣、ESP电场灰，脱硫剂石灰石、脱硫产物石膏等，使用意大利Milestone DMA80全自动汞分析仪检测固体样品的汞浓度。计算得到了锅炉系统的汞质量平衡，获得了ESP和WFGD前后烟气的汞形态浓度和分布规律，分析讨论了影响烟气汞形态转化的各种影响因素。研究结果表明:
　　 (1)汞以气态单质汞Hg0(g)，气态氧化汞Hg2+(g)和颗粒汞Hg(p)存在于烟气中，其中气态单质汞Hg0(g)和气态氧化汞Hg2+(g)占到总汞量的95％，煤渣中的汞含量很低可忽略不计。
　　 (2) ESP对颗粒态汞Hg(p)的脱除效率达到95％以上，但是对气态单质汞Hg0(g)和气态氧化汞Hg2+(g)脱除率不高。ESP对气态汞的脱除效果取决于于飞灰含碳量、粒径分布、表面物质成分等。ESP对烟气总汞HgT的脱除效率12.77％-17.38％。
　　 (3)WFGD对气态氧化汞Hg2+(g)的脱除率很高达到了79.93％-90.53％;由于部分气态氧化汞Hg2+(g)在WFGD中被还原成了气态单质汞Hg0(g)，使得WFGD出口Hg0(g)含量反而上升。WFGD对烟气总汞HgT的脱除效率9.68％-29.36％。
　　 (4)现有污染控制设备ESP+WFGD可以脱除绝大部分的颗粒汞Hg(p)和大部分气态氧化汞Hg2+(g)，但是由于WFGD的还原效果使得气态单质汞Hg0(g)的最终排放量反而上升，烟气总汞HgT的脱除效率在25.38％-38.38％。该燃煤电厂锅炉的现有污染控制设备在进行除尘和脱硫的同时，对烟气总汞有一定的脱除效果。

目录

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摘要

第一章 绪论

§1．1 课题研究背景

§1．1．1 汞的特性及危害

§1．1．2 汞污染的来源

§1．2 燃煤汞排放国内外研究动态

§1．2．1 煤中汞存在方式及含量

§1．2．2 煤燃烧过程中汞的形态转化

§1．2．3 烟气成份对汞形态的影响

§1．2．4 脱汞技术研究进展

§1．3 汞形态测量的方法

§1．3．1 烟气中汞形态测量方法

§1．3．2 固体样品中汞张渡测量

§1．3．3 汞检测方法原理

§1．4 本文研究内容

参考文献

第二章 汞测试装置及分析方法

§2．1 燃煤锅炉汞平衡测试与分析

§2．1．1 汞测试装置与方法

§2．1．2 OHM分析操作步骤

§2．1．3 Hydra AA汞分析仪

§2．1．4 汞浓度计算

§2．2 固体样品汞浓度分析

§2．2．1 分析仪器及工作原理

§2．2．2 测试过程

§2．3 飞灰粒径分析和煤样元素分析

§2．4 汞现场测试流动分析实验室

§2．5 本章小结

参考文献

第三章 300MW燃煤锅炉汞测试试验研究

§3．1 300MW煤粉锅炉汞现场测试系统

§3．2 汞平衡测试结果与分析

§3．2．1 煤样分析数据及电厂运行参数

§3．2．2 固体和烟气中汞浓度

§3．2．3 汞质量平衡

§3．3 燃煤锅炉烟气中汞浓度和形态分布

§3．3．1 ESP前后烟气汞形态浓度

§3．3．2 ESP前后烟气汞形态分布

§3．3．3 WFGD前后烟气汞形态浓度

§3．3．4 WFGD前后汞形态分布

§3．4 ESP和WFGD的脱汞效率及汞排放因子

§3．4．1 ESP对汞的脱除效率

§3．4．2 WFGD对汞的脱除效率

§3．4．3 ESP和WFGD联合脱汞效率

§3．4．4 汞排放因子

§3．5 本章小结

参考文献

第四章 全文总结与展望

§4．1 全文总结

§4．2 不足之处和展望

作者简介，攻读硕士期间的学术成果

致谢