布袋除塵器煙氣脫汞技術(shù)效果
近年來,關(guān)注SO2和NOx等污染物備受關(guān)注的同時,煤燃燒過程中產(chǎn)生的其它污染物也逐漸受到重視,如燃煤電站煤燃燒中產(chǎn)生的金屬元素對環(huán)境的影響。 環(huán)保局(EPA)定義了25種有毒大氣污染物,其中從燃煤排放的重金屬空氣污染物(HAP)主要有Hg、Cd、Pb、Cr和As等,大部分HAP在除塵器的工作溫度下是固體形式,因此現(xiàn)有除塵器能脫出這部分HAP,但是汞、砷和硒具有較高的揮發(fā)性,不易被除塵器捕獲,大部分隨煙氣排入大氣。
1994~1995年, 人為排放的汞的總量為159t,其中,89%是由于燃燒所致。從統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看,汞排放量 大的是電力行業(yè)??梢灶A(yù)見,防止燃煤汞污染是21世紀電力行業(yè) 重要的環(huán)保課題之一。
煙氣中的汞的存在形式主要包括氣相汞(氣相元素汞Hg和氣相二價汞Hg2+)和固相顆粒汞,氣相汞在小于400℃溫度下以HgCl2為主,大于600℃溫度以氣象元素汞Hg為主,400~600℃之間,二者共存;固相汞指的是與顆粒表面結(jié)合的那部分汞,它較容易被除塵器脫除。在Hg+和Hg2+這兩種離子態(tài)中,一價汞在煙氣和大氣中不穩(wěn)定,而二價汞比較穩(wěn)定,易溶于水,易被濕法洗滌系統(tǒng)所捕獲而脫除,并且,氧化狀態(tài)的汞蒸氣在煙氣中可以部分或全部被顆粒碳吸收,吸收的程度取決于煙氣的溫度,而吸收了汞的碳顆粒可以被除塵設(shè)備從煙氣中除去,所以排入大氣的二價汞Hg2+的量比較少;而元素汞Hg具有較高的蒸汽壓并難溶于水,是相對比較穩(wěn)定的形態(tài),難以被污染控制設(shè)備收集而直接排入大氣,所以控制元素汞Hg的排放只有通過添加吸收劑捕獲或者轉(zhuǎn)化為易去除的Hg2+形式。換句話說,提高元素汞Hg氧化成Hg2+的比例,可控制電廠汞的排放量。
目前,澳大利亞、德國等許多 已經(jīng)立法管理燃煤電廠汞排放,但排放限制值仍很高,幾乎不加控制就可以達到。不過,總體的趨勢是,汞的排放將越來越嚴格,在 和加拿大,新的法律即將付諸實施,要求電廠改造設(shè)備控制汞排放,其中 已明確,將立法要求燃煤電廠實現(xiàn)汞的排放控制。大量的數(shù)據(jù)表明,發(fā)達 汞的排放已基本控制,與此相對應(yīng)的是,目前發(fā)展中 對這一問題不夠重視。就我國而言,單獨新的汞控制工藝在經(jīng)濟上是不可行的,目前的工作應(yīng)從復(fù)合污染物控制入手,聯(lián)合脫除污染物技術(shù),在脫硫脫硝的同時脫除一部分汞(主要是氧化態(tài)的汞),這符合我國目前的國情。
由于起步較晚,大多脫汞技術(shù)還處在實驗室研究階段,脫汞工藝還不成熟。研究發(fā)現(xiàn),部分現(xiàn)有大氣污染物控制設(shè)備對脫汞有一些效果,如選擇性催化還原煙氣脫硝技術(shù)(SCR)用于尾氣脫硝處理,在燃用煙煤、無煙煤的電廠,可以使出口煙氣中的氧化汞的含量增加,對于燃煤電廠,除塵、脫硫、脫硝裝置同時運行對汞的脫除有 的效果。
目前研究出來的汞控制技術(shù)主要有以下幾種:
(1)吸附劑吸收法
脫汞技術(shù)的主要方向是元素態(tài)汞的脫除。對元素態(tài)汞,目前發(fā)展 快的技術(shù)就是添加吸收劑吸收或吸附氣態(tài)的元素態(tài)汞,使其得以沉降從而去除。目前所選用的吸收劑有活性炭、高嶺土、粘土、石灰石、氫氧化鈣、石灰、硫化鈉以及部分金屬,以前一直被看好的噴入活性炭顆粒技術(shù)(PAC)脫汞目前看來前景堪憂,雖然活性炭吸附劑在脫除汞方面有著很高的效率,但其價格昂貴,經(jīng)濟可行性不高,加之還存在很多技術(shù)難題,因而許多研究工作都圍繞尋找廉價 的替代物而展開。其中金屬吸收劑已進行大量的實驗研究。研究發(fā)現(xiàn),飛灰吸附作用可以用來除去煙氣中的汞,這將是廉價的吸附劑。
(2)濕法脫硫裝置(FGD)除汞
由于煙氣中的H擴化合物,大部分為HgCI2是可溶于水的,脫硫系統(tǒng)可通過溶解煙氣中的二價汞將其捕捉,剩余的煙氣中部分零價汞和部分二價汞在經(jīng)過除塵器((FF或ESP)時被除去。濕法脫硫裝置(WetFGD)可以將煙氣中80%-90%的H獷除去。但對于不溶于水
的氣象元素Hg捕捉效果不顯著。
(3)其它方法
有研究者利用金(或其它貴金屬)網(wǎng)吸附煙氣中的汞,然后從這些貴金屬中析出汞, 后的汞可以用于工業(yè)。另外,脈沖電暈等離子體這種也可以用于燃煤煙氣中汞排放的控制。