提高认识重视燃煤电厂汞排放的控制

《提高认识重视燃煤电厂汞排放的控制》由会员分享，可在线阅读，更多相关《提高认识重视燃煤电厂汞排放的控制（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、赵凤娟，袁果：提高认识重视燃煤电厂汞排放的控制 提高认识重视燃煤电厂汞排放的控制 华东电力试验研究院赵凤娟华东电力设计院袁果 为了满足国民经济发展和提高人民生活水平的需要，近年来我国的电力建设有了长足的发展。据统 计，目前全国电力装机容量已达到5 1 0G W 。其中，燃煤机组的装机容量占全国装机容量的7 4 ，发电量 占全国发电量的8 0 以上，年耗煤量达1 1 亿t 左右。由于煤被大量燃用，烟尘、S O 。和N O x 等大气污染 物的排放也越发严重。随着高效电除尘器、烟气脱硫、烟气脱硝、高烟囱排放等污染控制技术的采用，烟 尘、S O ：和N O x 的污染已得到有效的控制。过去不为人们察

2、觉的燃煤电厂汞污染问题逐渐露出水面。 据不完全统计，2 0 0 5 年1 , - 一1 1 月份用于发电的原煤就达8 62 5 8 9 8 万t 。如按照国外燃煤中汞的平 均含量0 2m g k g 1 计算，燃煤电厂的汞排放量达1 7 2 5t 。由此可见，每年的由燃煤所排放的汞是巨 大的。 为了控制汞的排放，世界各国都在积极努力，美国于2 0 0 3 年提出一项总统计划，名为“清洁天空计 划”，计划到2 0 1 8 年，将汞排放减少6 9 。2 0 0 5 年3 月美国环保署推出了洁净空气汞法( C A M R ) ，表明 美国首次规定了火电厂的汞排放，这也是世界上第一个规定汞排放的法规。

3、在美国，燃煤电厂已成为汞 的最大排放源，每年要向大气输送4 8t 汞，占到全美国汞排放量的4 0 以上。通过洁净空气汞法的实 施，美国环保署计划到2 0 1 0 年初，将火电厂的汞排放量的上限控制在3 8t ，到2 0 1 8 年初控制在1 5t 。那 么，汞排放会带来那些危害呢? l 汞排放的危害 由于汞在3 6 就开始蒸发，温度越高，蒸发越快。汞蒸气可以随着大气环流迁移到很远的地方，甚至 人迹罕见的北极。汞及其化合物很容易溶解在脂肪类物质中，沿着食物链( 更多的是沿着水生生物的食 物链) 逐级浓缩，最终造成水生生物体内汞的含量远远高于环境水体中的汞浓度，可高达2 0 万倍! 根据 联合国环

4、境规划署公布的数据显示，自工业革命以来，汞在全球大气、水和土壤中的含量已增加了三倍左 右，仅以煤为燃料的火力发电和焚烧垃圾每年向大气中排放的汞达15 0 0t ，占人类总排放量的7 0 ，其中 亚洲每年排放8 6 0t 据全球之首，其次为非洲，欧洲和北美洲随着燃煤烟气的排放，这些汞被扩散到空 气中，溶解于水中，由于汞比重大，往往沉积于河底。在甲基维生素B 1 2 存在下，经过厌氧细菌的作用，沉 积于河底的汞离子形成了甲基汞和二甲基汞，甲基汞能积聚在水生生物中，参加食物链，使汞在鱼体内富 集浓缩，达到极高浓度，最高可达2 0 万倍! 甲基汞进人人体后主要侵害神经系统，尤其是中枢神经系统。 甲基汞

5、还可通过胎盘屏障侵害胎儿，使新生儿发生先天性疾病。人类受汞污染伤害的途径有很多，但大 多数人是因为食用了被汞污染的鱼类和海洋哺乳动物。由于人类排放的汞随着大气和洋流四处流动，因 此全球的鱼类都可能受到了不同程度的污染。持久性、易迁移性和高度的生物富集性，使得汞成为目前 全球最引人关注的环境污染物之一。 2 汞排放的相关控制标准 我国火电厂大气污染物排放标准 ) ( G B l 3 2 2 3 2 0 0 3 ) 对烟气中S O x 、N O x 、粉尘等规定了排放标准，并 未对烟气中汞排放规定标准。表1 显示了我国现行的标准对污水、大气中汞及其化合物的最高允许排放 浓度。表2 为生活饮用水、地

6、下水的总H g 量标准。 表I污水，大气中汞及其化合物的最高允许排放浓度 新污染源大气现有污染源大气污水综合排放污水排人城市 城市污水处理厂黄浦江上游水源 排放对象处理水质排放保护区域污水 排放排放( 第一类污染物)下水道水质标准 ( - - 级处理)排放 汞及其化合物( 总汞量)0 0 1 2m g m 3 0 0 1 5r a g r a 30 0 5m g Lo 0 5m g L0 0 5m g L 0 0 0 1 由表l 和表2 可知，我国已羰右一套美于汞及化台物的控制指标，唯独缺少对燃煤电厂烟气中汞排放 的控制指标。 3 燃煤电厂汞排放控制技术的现状 对燃煤所排放的莱，扫前尚没有性能

7、稳定且可用性环境影响及成本都已知豹莱排教控制技术。现 行国际上燃煤大气排汞所采用的技术，第一步是洗煤，洗去潆中汞3 0 - - , 4 1 。第= 步是燃煤耀气除尘， 这一步能除莱1 5 1 8 ，第三步是脱硫，利用脱硫脱硝技术，附加一定设备，能去除3 0 3 5 左右的汞。 目前，我国的洗煤北例太低，丑占s 。因此，应大力提高洗堞的比例，这方西应有政策扶持。第一步是洗 煤技术，涉及煤炭产般；而第二步和第三步倍恰是我们可以充分乖用豹。理怒的汞控制技术应泼楚，撮据 电厂循环和燃料改变，以成本最低和对设备改造最小为前提，满足法规标准的要求。为此，美国电科院 ( E P R I ) 在美国毙源部的支

8、助下，扦震了一系判汞控制技术现场试验项目。 ( 1 ) 采在烟气中存在的彤式 r 燃烧过程中，煤所古的汞在锅炉的高潞区被挥发出来，以蒸汽形式进入烟气中随着烟气温度的降 低，会发生一系列复杂的反应，使单质曲汞转变为汞离子H 矿+ 或者汞的化台物。在电除尘器进疆处，汞 是以单质汞( 元素态乘) ，汞离予( 氧化态汞) 和汞化台物( 颗粒态汞) 三者的混台物存在于烟气中。其中单 质汞和汞的化合物会被吸附在飞灰的表面，而离子态米H 9 2 + 则存在于烟气之中。 一般来说瀵l 烟煤锅炉烟气中气态汞主要是H 矿十，i f | i 燃次烟煤和揭攥锅炉烟气中气态莱主要是单 质汞 ( 2 ) 用降尘设备控制烟

9、气中的汞排放 燃煤电厂的标准除尘设备，如图l 斜线郁分辑示，具有去除烟气汞的基本能力。这些设备的有效牲 在很大程度上取决于烟气的化学特性尤其是烟气经过这些设备耐汞的化学存在形态( 元素态莱、氧化态 汞或颗粒态汞) 。静电除尘器( E S P ) 和布袋除尘器( F F ) 可捕获吸附在颗粒物上的由燃烧释放出来的部分 汞。洗涤器，如烟气脱琉( F G D ) 系统和喷雾干燥系统，在去除：氧化硫( 鼢) 的弱时还可以去除氧纯态 汞。增加一些控制技术，圈l 中涂黑部分，可进一步提高这些设备的汞去除性能。 舔栩熬 9 L 啼 媒净他技术 o + 输送鼠机 混台器 圄l火电厂燕排放控制技术的多种方案圈2

10、 烟气中喷注活性碳原则性系毵囝 莱去除效率在很大程度上依赣于燃煤煤种，现有 的除尘设备和S O z 排放的 厦备通常对氧化态含量较高的烟气具有银好的去除性能 燃烧前的煤净化也可以去除烟煤中的部分汞，如煤加热予法工艺可在煤燃烧前击除高达7 0 的煤 中汞。 ( 3 ) 利用脱硫脱硝设备控制采排放 湿式F G D ( 烟气脱硫) 系统进口处烟气中的汞主要有z 种存在形态：元索汞( H g O ) 和氧化汞。通常认 为氧化汞主要以H g C I ：形式存在。H 酽几乎不溶于承但H g C I 。的求溶性非常好。一量氧化莱在溶液中 一5 8 邂鼠娟+ 袁 幕：提高认谖堂视燃媒电厂汞撵薮鳇控链 发生溶解

11、和电离，汞离子H g 件就可与洗涤器中的液相组分发生反应。因此，H g C l 。很容易在湿式F G D 系统中被吸收，两元索汞剥辗难被暇收。为削减N O x 样敦两安装的S C R 反应器可促进氧化态汞的形成。 眷S C R 催化剂将元索态汞转化为可溶性的氧化态莱后可被澄式洗撩器捕获。融布科克与威尔克斯 ( B 8 L w ) 公司利用电厂现有的污染控制设备削减汞排放的技术，在仅增加低投资成本的情况下，利用湿式 F G D ( 烟气脱硫) 系缝群脱除烟气中9 5 “l ；l 上的氧 l ：震，薤时对系统运行或S O , 去豫性能影响程小甚至投 有影响 ( 4 ) 吸收荆喷射技术 1 ) 除尘

12、设备薪的暖收荆喷射技术 将一种非常细的粉末状吸收剂喷射( 喷注) 在除尘设备之前的烟气中让吸收剂吸收烟气中的汞并和 飞灰一起被除尘设备收集。典型的吸收剂为恬性炭这是一种最简单和最成熟的控制燃煤锅炉汞排放 的有效方法。由于具有以下优点，活性炭喷射技术尤其适合现露燃堞锅炉( 仪装有电豫尘器，羰未装浸法 烟气脱硫系统和选择性催化还原( S C R ) 脱硝装置的火电厂) 的汞排放控制：投贷成本低( 9 0 ) ，其次是低温电除尘器十淀式烟气脱硫系统 ( 7 5 。 4 汞排放控制技术对灰渣综合 利用的影响 无论是利角现有的大气污染治 理装置除汞，还是向烟气中喷注活性 碳除汞，去除的汞都转入电除尘器所

13、 收集的飞灰中，或者澄法烟气脱硫系 统的脱硫石膏中，这是否会对灰渣综 合利用耜脱硫石膏的萃习用带来影响 呢? 为此，美国国家能源技术试验室 表3 琏有的j ：气污染治璃装置的平均际秉效果 燃矮煤种 大气污橐治理形式大气污橐治理装置的组台 l 燕煤攻妇蠼褥崖 低温电除尘嚣3 630 腺生高温电昧坐嚣96 布袋脒尘器 9 07 2 喷霉千瀑嚣羝温电躲尘器 3 5 棘尘+ 疃雾干燥器赜筹干澡嚣+ 布袭陈毒器9 82 4O 喷雾干燥器+ 布袋除坐器+ s c R 9 8 豫尘+ 温式搬气腻碱 低温电龄尘器+ F G D 7 52 94 4 高温电籍生器+ F G D 4 92 9 系统( F G D

14、) 布袋除尘器+ F G D9 8 ( N E T L ) 出资并共同参与对燃烧不同煤种和采用不同污染治理措施的1 4 座电厂所产生的各种不同副产 物进行评价。研究表唠，在灰渣摊景或乖j 豫避程种会霄少量汞释放出来，举刊l “的总汞含量通过浸出从 飞灰中被抽提出来获渣浸出液中汞的浓度要比美国环保署( E P A ) 规定的饮用承标准低得多。汞的释放 趣与飞灰中的古碳量有关，飞灰禽碳量越高，汞的释放量就越少。 S 几点建议 ( I ) 提高认识，充分意识到汞排放的危害性，提高人们防范汞危害的意识。加强各方面宦传教育，普 及知识。 ( 2 ) 鉴于我国电力工业的结拘仍以燃煤火力发电为主，年燃堞量达

15、n 亿t ，我们应重视燃煤电厂的汞 排故问题。首先要摸清不同煤种的汞含量，重点调查燃代表性煤种火电厂烟气中汞的排放浓度，掌握金 一5 9 圭冀軎基銎曩票掌霎2 0 0 6 年学术年会论文集( 电站化学嚣保奇娄会) 国燃煤电r 汞的排放情况。 ( 3 ) 开展对燃煤汞排放的研究，尤其燕汞控制技术在具体电厂烟气环境控制中的应用的进一步研究。 为燃煤汞排敞标准的制定提供科学依据。我圈虽然已有较完蒋酌汞及化合物的控制指标，但缺少总量控 制目标。臆结含现有的控制指标，建立汞的总量控制标准 ( 垂) 充分利用目藏燃煤电厂正在进行豹烟气税琉脱硝工稷，在选择脱硫脱硝技术黠，拢先选择能舞时 鼗汞豹F G D 或

16、S e 最。 ( 5 ) 现有的大气蒋染治理装置，包括高效电除尘器、湿法烟气脱硫装韪和选择性僵化还原( 文讯) 脱硝装 嚣，除了具备其特有的除尘、脱硫和脱硝性能外，还具有除汞的效果，这也为新建燃煤电厂和老电厂安装高敷 电除尘器( 或布袋除尘器) 、湿法烟气脱琉装置和选择性催化还愿( S C R ) 脱磷装置提供了有力的支持。 ( 6 ) 瓣电除尘器飞灰巍聪礁石膏中的汞含量开展调查，研究灰渣和脱硫眷膏程耀的环壤影响。 大型直流换流站三种外冷水 处理工艺的运行特征分析 华东电力试验研究院 陈 震陆墙乎戴晨椿陈洪涛 在密闭式循环冷却水系统中，用热交换器对冷却水进行再冷却的水称为外冷却水，它通常由天然水 ( 地下东) 经过适当的处理嚣翻褥，大型换流站中井冷却承的怍糟是道遗热交换器来冷却鬻磷除盐水( 冷 却可控硅后的闭路除盐循环水) 来降低内循环水的水温。外冷却系统一般配有三个蒸发冷却塔，分剐有 三台风扇。每个系统有一个冷却单元为冗余，即需