燃烧后脱汞技术
燃烧后脱汞(烟气脱汞)可能是未来电厂汞污染控制的主要方式。随着除尘和烟气脱硫脱氮的各种污染控制设备的更加广泛应用,如何有效的与现有的污染控制设备结合,进而提高汞的脱除效率将成为研究重点。烟气脱汞主要方法有:
(1)静电除尘器。目前电厂以电除尘器为主,且除尘效果较好,一般可达99%以上。烟气中以颗粒态形式存在的固相汞在经过电除尘器时可以得到去除。但以颗粒态形式存在的汞占煤燃烧中汞排放的比例较低,且这部分汞大多存在于亚微米级颗粒中,而一般电除尘器对这部分粒径范围内的颗粒脱除效果较差,因此电除尘器的除汞能力有限。
(2)布袋除尘器。布袋除尘器能够脱除高比电阻粉尘和细粉尘,尤其在脱除细粉尘方面有其独特的效果。由于细颗粒上富集了大量的汞,因此布袋除尘器在脱除烟气中汞有很大的潜力。经过布袋除尘器后能去除约70%的汞,高于电除尘器的脱汞效率。但由于受烟气高温影响,同时袋式除尘器自身存在滤袋材质差、寿命短、压力损失大、运行费用高等局限性,限制了其使用。
(3)湿式除尘器和机械式除尘器。这两种除尘器除尘效果较低,对富集汞的细颗粒物的脱除效果很差,这直接导致了其除汞效率不高。尽管烟气在经过湿式除尘器时,部分氧化态汞可能溶于液体中,但因为溶解的Hg2+可能会还原成Hg0而重新进入烟气,该因素并没有大大提高湿式除尘器的汞脱除效率。
(4)脱硫设施。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。使用一些化学添加剂能够阻止这种情况发生。
(5)脱硝设施。有选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)是两种常用的脱硝工艺。目前电厂通过低氮燃烧一般能达到氮氧化物排放标准,因此脱硝工艺设备使用较少。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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