燃煤机组烟气汞测试方法与控制技术.ppt

燃煤机组烟气汞测试方法与控制技术 报告人 盘思伟广东电网公司电力科学研究院环保所2012年8月 1 燃煤电厂脱汞问题的提出 2 脱汞技术简介 3 我们的工作 4 烟气汞的性质 化学转化与测试手段 报告内容 汞在中国的立法 最新火电厂大气污染物排放标准 gb13223 2011 汞在中国的立法 最新环境空气质量标准 gb3095 2012 附录a 汞在中国的立法 汞 医疗废物焚烧炉和城市垃圾焚烧炉20世纪90年代初 大幅削减 美国汞排放的立法 燃煤火力发电厂克林顿时期 2007年汞排放量比1999年削减90 布什时期 颁布 清洁空气汞法规 camr 2010年开始 年排放量由48吨降到38吨 21 2018年起降到15吨 年 69 奥巴马政府 2011年12月出台 汞和空气有毒物质标准 mats 新标准相当于将烟气里的汞排放控制到1 2 g nm3 汞减排约91 从煤到大气 美国汞排放的立法 汞在环境中的迁移 将损害健康造成的损失与脱汞费用进行对比 过量汞对健康的影响 水俣病神经系统心血管系统免疫系统 生殖系统 肝脏和肾脏 甲基汞 2004年修订 大型燃烧装置法 gfavo 规定汞及其化合的排放限值不得超过0 03mg m3 德国汞排放的立法 我国新标准与其相同 我国燃煤电厂汞排放形势 燃煤含汞量偏高平均0 15 0 20mg kg 华南 西南煤汞普遍很高煤炭氯含量低 烟气中零价汞所占比例高cl 500mg kg 华南高汞煤氯含量仅约200mg kg汞排放量大据测算 2007年火电汞产生量为205吨 2010年产生量为257吨 2015年和2020年分别为359吨和431吨局地汞污染相当严重 我国近年来汞排放情况 世界汞污染分布情况 我国汞排放情况 我国近年来汞排放情况 我国汞排放行业分布 我国汞排放情况 我国加强燃煤汞污染控制的迫切性 未来 绿色贸易 壁垒风险国际压力限汞是大势所趋 中国无从回避 2011年千叶会议提出了2020年全球全面禁汞的建议 国际汞公约谈判 尚无书面协议 到2015年 由于新标准的实施 脱硫和脱硝装置的安装和运行 汞排放量将由2010年的142吨削减到90吨 削减率为36 到2020年削减到108吨 削减率为24 我国燃煤电厂汞排放削减预期 1 燃煤电厂脱汞问题的提出 2 脱汞技术简介 3 我们的工作 4 烟气汞的性质 化学转化与测试手段 报告内容 1 单质汞 hg0 不溶 2 二价汞 hg2 hgcl2 可溶 3 颗粒态汞 hg p 吸附于颗粒物上的hg 烟气中汞的形态 烟气中汞的形态 烟气中汞形态转化 烟气中汞形态转化 煤粉 scr 电除尘 scr fgd 出灰 飞灰 烟囱 飞灰hg0hg2 hg p hg0 100 hg p 0 nh3 烟气汞的分析测试方法 在线测试方法 cems 安大略法 ohm epa30b法 epa29法及epa101a 汞分析 烟气汞的分析测试方法 在线测试方法 cems 对汞在线 实时分析与监测 原理 用装有烟尘过滤装置的采样探头将烟气抽取出来 经过加热管线 一路直接送至冷原子吸收 cvaa 或其他类型的检测器检测 测得hg0 另一路送至汞转换器 通过高温转化或催化转化将hg2 还原为hg0 再送至检测器测得总汞含量 两路读数之差即为hg2 优点 操作简单 能满足电厂气态汞浓度监测的需要 缺点 仪器贵重 较难维护 系统稳定性和可靠性有待提高 烟气汞的分析测试方法 安大略法 ohm 湿法 是epa推荐的美国标准方法 也是国际承认的标准测试方法 原理 从烟气中等速取样 取样管线维持在120 hg p 由前端的石英纤维滤筒捕获 hg2 由3个盛有1nkcl的吸收瓶收集 hg0由1个装有5 hno3 10 h2o2和3个装有4 kmno4 10 h2so4的吸收瓶收集 取样结束后 可用sncl2将hg2 还原成hg0再用cvaa分析测定 也可用硼氢化钾将hg2 还原成hg0再用冷原子荧光光谱法 cvaf 进行测定 优点 能有效采集和分析烟气中不同形态的汞 缺点 采样测试操作复杂 耗时长 对操作人员要求很高 烟气汞的分析测试方法 30b法 干法 原理 用填充有专用吸附材质 如活性炭等 的吸附管捕集烟气中的气态汞 之后再对固体样品进行分析 优点 操作简单 精度和准确度较高 也可实现分形态采样 缺点 成本高 主要运用于低烟尘环境 1 燃煤电厂脱汞问题的提出 2 脱汞技术简介 3 我们的工作 4 烟气汞的性质 化学转化与测试手段 报告内容 吸附脱汞技术 单质汞氧化气相氧化 催化氧化 scr 二价汞吸收与还原wfgd系统液相汞还原抑制沉淀法 络合法 氧化吸收技术 其他脱汞技术 活性炭 aci s br cl等改性相对成熟 成本高昂飞灰除尘系统钙基吸附剂及其他效率不够高 等离子脱汞技术光催化脱汞技术 烟气汞污染控制技术 现有烟气净化装置的除汞作用 烟气净化装置对汞排放的影响 除尘设备静电除尘器袋式除尘器脱硫设备干法或半干法湿法fgd脱硝方法或设备scrlnb low noxburner 典型除尘设备对不同形态汞的去除情况 湿法烟气脱硫系统对汞的捕集情况 欧盟建议 脱汞技术方案的选择 优先考虑高效除尘 烟气脱硫和脱硝协同控制的技术路线电 布袋除尘器 烟气脱硫装置 平均脱汞效率75 加上scr可达90 燃用褐煤时脱汞效率在30 70 协同控制未达标时炉内添加卤化物 卤化物氧化hg0形成hg2 喷入活性炭吸附剂 不同类型的活性炭对汞的去除结果 活性炭喷入技术 aci toxeco工艺 燃用褐煤或烟气中so3浓度高的电厂 脱汞效果不理想 新标准编制说明的评价 我国现有燃煤电厂大气汞控制的科研基础薄弱实际排放数据和普查资料缺乏对汞的控制技术也未完全掌握 国内研究现状 1 燃煤电厂脱汞问题的提出 2 脱汞技术简介 3 我们的工作 4 烟气汞的性质 化学转化与测试手段 报告内容 研究内容 汞氧化催化剂的开发 汞形态测试与迁移规律研究 飞灰改性研究 wfgd同步脱汞技术研究 e 除汞策略的制定 研究工作路线 汞形态测试与迁移规律研究 采样装置 安大略法 ohm 采样系统 采样装置 30b法采样系统 总汞测试管 价态汞测试管 分析仪器 固相分析系统 液相分析系统 实验室研究 吸附与催化实验系统 吸收实验系统 已开展的工作 制定研究方案 配备仪器设备 汞采样仪 汞分析仪 现场采样试验 已开展的工作 省内某电厂汞排放测试结果 初步判断 scr对脱汞非常有利 因为hg0会在scr系统中被氧化成hg2 进而被飞灰吸附和在脱硫系统中被高效吸收 已开展的工作 2机组汞平衡测试结果 输出 输入 81 70 130 汞平衡测试初步结论 该炉燃煤汞含量较低 且配备scr 因此烟气汞排放浓度不高fgd系统所用石灰石中汞含量较高该炉底渣中汞含量很低 飞灰对汞富集作用明显石膏对汞也有较强的富集作用