美國燃煤電廠汞排放控制新技術(shù)試驗
美國燃煤電廠根據(jù)美國總統(tǒng)“清潔天空計劃”到2018年將汞排放減少69的要求,開始重點解決排汞控制問題,能源部為此選擇了8項新的排汞控制技術(shù)試驗項目進(jìn)行投資。美國電科院(EPRI)的排汞專利控制技術(shù)作為試驗項目的一部分,在6個項目中進(jìn)行試驗。此外,能源部計劃長期大規(guī)模地對富有發(fā)展前景的排汞控制技術(shù)進(jìn)行試驗,尤其在燃燒褐煤和裝有較小型靜電除塵器的燃煤電廠展開試驗。
試驗技術(shù)的基本原理是采用活性炭噴入法控制排汞,該技術(shù)已經(jīng)有10多年的歷史。在靜電除塵器的纖維過濾器集塵器前將活性炭噴入煙氣,或者在靜電除塵器后面加裝一個小型纖維過濾器。
EPRI2000年對該技術(shù)進(jìn)行了全面試驗,目的在于評估在靜電除塵器前噴入活性炭控制排汞的性能。煤燃燒時會產(chǎn)生氣態(tài)單質(zhì)汞和氧化汞。單質(zhì)汞不溶解于水,因此不會滯留在煙氣脫硫系統(tǒng)的濕式洗滌器中。而氧化汞則溶解于水,并且可以收集在濕式洗滌器內(nèi),但是汞有時積聚并不徹底。對于沒有安裝濕式洗滌器或者需要降低汞排放水平的電廠,可以將粉狀活性炭噴入煙氣,在煙氣中充當(dāng)吸附劑,將氣態(tài)汞吸附到活性炭的表面,然后由電廠的靜電除塵器收集。
試驗在商業(yè)燃煤電廠進(jìn)行,收集有關(guān)排汞控制效果和成本的重要數(shù)據(jù),并分析對電廠運行的潛在影響。
上述8項新試驗的具體內(nèi)容是:
(1)吸附劑噴入控制汞技術(shù):結(jié)合電廠現(xiàn)有的污染控制設(shè)備,采用噴入吸附劑的辦法,消除燃煤煙氣中的汞。
(2)調(diào)制硅酸鹽控制汞:該項試驗在75MW機(jī)組上進(jìn)行,采用一種新型的非碳吸附劑——調(diào)制硅酸鹽,可以達(dá)到較高的清除汞效果,同時避免對飛灰的影響。
(3)采用吸附劑噴入法控制小型靜電除塵器中的汞:在小收集區(qū)靜電除塵器前噴入吸附劑,再通過濕式洗滌器處理。由于60以上的電廠都采用靜電除塵器,靜電除塵器的收集區(qū)域小,因此,該試驗旨在評估長期的排汞控制性能和副產(chǎn)品的質(zhì)量。
(4)濕式煙氣脫硫系統(tǒng)前汞氧化催化劑試驗:該試驗規(guī)模較大,涉及蜂窩式催化劑系統(tǒng),已經(jīng)證明對單質(zhì)汞氧化很有效,因而在濕式氧化鈣或石灰石煙氣脫硫系統(tǒng)中可以去除汞。
(5)電廠汞控制評估:URS集團(tuán)公司試驗了EPRI的汞控制吸收工藝技術(shù),控制燃煤電廠的汞排放。該技術(shù)是將可以再生的固定結(jié)構(gòu)吸附劑置入煤的煙氣流中,達(dá)到清除汞的目的,由于吸附劑在捕捉和隔離汞并進(jìn)行處理的同時定期再生,因而汞不會夾裹在煤燃燒所產(chǎn)生的副產(chǎn)品中。
(6)提高褐煤燃燒系統(tǒng)汞控制排放中碳的吸附性:試驗的重點在于提高燃燒低級褐煤電廠中捕捉汞的活性炭的效能。褐煤因含氯量低,含鈣量高,燃燒后會產(chǎn)生較多的單質(zhì)汞,比較難以清除,可采用噴入氯基添加劑和使用經(jīng)化學(xué)處理的吸附劑2種方法。
(7)靜電除塵器前汞氧化處理:該試驗?zāi)康脑谟谠u估使用氯基添加劑提高汞的氧化效果。通過試驗測量現(xiàn)有靜電除塵器和煙氣脫硫裝置中汞的氧化程度及汞的清除率,核定與此相關(guān)的成本,調(diào)研把空氣污染控制裝置作為控制多種污染物裝置使用的可能性,并定量評價因控制排汞而對檢修造成的影響。
(8)電廠用新型汞吸附劑現(xiàn)場試驗計劃:該計劃目的是試驗一種新型的吸附劑。
通過第1階段大規(guī)模的運行機(jī)組排汞控制試驗,排汞控制已經(jīng)邁出了能夠確定活性炭噴入法排汞控制效果的關(guān)鍵性一步,經(jīng)過進(jìn)一步的開發(fā),希望這種活性炭噴入法在控制現(xiàn)有燃煤鍋爐排汞方面能夠發(fā)揮重要的作用。該技術(shù)成本相對較低,改造時停機(jī)時間短甚至無需停機(jī),適合于各種燃煤及運行條件。

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