烟气汞检测与控制技术PPT学习教案

1、会计学1烟气汞检测与控制技术烟气汞检测与控制技术1燃煤燃煤电厂脱电厂脱汞汞问题的提出问题的提出2脱汞技术简介脱汞技术简介3我们的工作我们的工作4烟气汞的性质、化学转化与测试手烟气汞的性质、化学转化与测试手段段第1页/共48页汞及其化合物排放限值为0.03 mg/m3最新火电厂大气污染物排放标准（GB 13223-2011）从无到有从无到有第2页/共48页最新环境空气质量标准（GB 3095-2012）附录A从无到有从无到有汞的参考浓度限值为0.05 g/m3第3页/共48页汞汞汞、砷、硒、铅、碳第4页/共48页第5页/共48页“Job Killer”第6页/共48页第7页/共48页将损害健康造

2、成的损失与脱汞费用进行对比将损害健康造成的损失与脱汞费用进行对比 水俣病 神经系统 心血管系统 免疫系统，生殖系统，肝脏和肾脏甲基汞甲基汞第8页/共48页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0.03 mg/m3。 我国新标准与其相同第9页/共48页第10页/共48页世界汞污染分布情况世界汞污染分布情况我国汞排放情况我国汞排放情况第11页/共48页我国汞排放行业分布我国汞排放行业分布我国汞排放情况我国汞排放情况第12页/共48页第13页/共48页 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

3、率为36%，到2020年削减到108吨，削减率为24%。第14页/共48页1燃煤燃煤电厂脱电厂脱汞汞问题的提出问题的提出2脱汞技术简介脱汞技术简介3我们的工作我们的工作4烟气汞的性质、化学转化与测试手烟气汞的性质、化学转化与测试手段段第15页/共48页1单质汞（单质汞（Hg0）：）：不溶不溶2二价汞（二价汞（Hg2+）：）：HgCl2，可溶，可溶3颗粒态汞（颗粒态汞（Hg(P)）：）：吸附于颗粒物上的吸附于颗粒物上的Hg第16页/共48页第17页/共48页第18页/共48页煤粉SCR电除尘SCRFGD出灰飞灰烟囱 飞灰飞灰Hg0Hg2+Hg(P)Hg0100%Hg(P)0%NH3第19页/共4

4、8页|在线测试方法（CEMs）|安大略法（OHM）|EPA 30B法、EPA 29法及EPA 101A汞汞 分分析析第20页/共48页在线测试方法（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。第21页/共48页安大略法（OHM）：湿法，是EPA推荐的美

5、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1N KCl的吸收瓶收集，Hg0由1个装有5% HNO310%H2O2和3个装有4% KMnO410%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。第22页/共48页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

6、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。第23页/共48页1燃煤燃煤电厂脱电厂脱汞汞问题的提出问题的提出2脱汞技术简介脱汞技术简介3我们的工作我们的工作4烟气汞的性质、化学转化与测试手烟气汞的性质、化学转化与测试手段段第24页/共48页 （SCR） 与除尘脱硫脱硝相结合第25页/共48页第26页/共48页 Sites/PMCoal type/Burner Inlet( (mg/m3) )Outlet( (mg/m3) )HgT Red. %HgP Hg2+ Hg0 HgP Hg2+ Hg0 Brayton /

7、 CS-ESPBituminous/PC2.273.510.280.763.350.2427.60%Meramec/ CS-ESP Bituminous/PC7.531.260.400.001.510.7974.32%Montrose / CS-ESPSubbituminous/PC1.492.415.200.022.495.709.23%Newton / CS-ESPSubbituminous/PC0.081.659.260.001.997.748.23%Stanton/ CS-ESPLignite / PC0.080.1111.480.020.4411.6-3.57%Cliffside /

8、 HS-ESPBituminous / PC0.113.804.630.203.012.8127.12%Gaston/ HS-ESPBituminous / PC2.421.843.010.765.082.62-17.20%Cholla HS-ESPSubbituminous/ PC0.340.371.000.010.301.382.28%Sammis /FFBituminous / PC13.920.500.550.010.530.5792.46%Boswell /FF Subbituminous/ PC1.851.411.850.030.730.1682.60%第27页/共48页 Site

9、s/PM/FGDCoal rank Inlet( (mg/m3) )Outlet( (mg/m3) )HgT Red. %HgP Hg2+ Hg0 HgP Hg2+ Hg0 Bruce/PS/wet FGD Bituminous0.428.941.790.051.957.7612.39%Boswell4/PS/wet FGDSubbituminous1.950.652.560.170.385.66-21.91%Lewis/PS/wet FGD ND Lignite1.4112.1310.090.020.4514.8232.77%Cayuga/CS-ESP/wet FGD Bituminous0

10、.006.842.680.000.242.8363.8%Bridger/CS-ESP/wet FGDSubbituminous0.182.16.120.060.266.369.7%Monticello/CS-ESP/wet FGDND Lignite0.1420.728.250.244.7326.0236.4%Charles HS-ESP/wet FGDBituminous2.553.622.090.061.873.3635.6%San Juan HS-ESP/wet FGDSubbituminous0.044.874.560.060.385.5336.8%Clover/FF/wet FGDB

11、ituminous-1.091.240.040.270.2436.8%第28页/共48页欧盟建议：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3070%。 协同控制未达标时p炉内添加卤化物：卤化物氧化Hg0形成Hg2+p喷入活性炭吸附剂第29页/共48页第30页/共48页影响飞灰品质影响飞灰品质吸附剂占粉煤灰中的比例取决于喷射率和燃煤的灰分含量，一般在0.1%到3%左右。 第31页/共48页脱汞成本约为810万美元/千克。 燃用褐煤或烟气中燃用褐煤或烟气中SO3浓度高浓度高的电厂，脱汞效果不理想

12、的电厂，脱汞效果不理想第32页/共48页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第33页/共48页1燃煤燃煤电厂脱电厂脱汞汞问题的提出问题的提出2脱汞技术简介脱汞技术简介3我们的工作我们的工作4烟气汞的性质、化学转化与测试手烟气汞的性质、化学转化与测试手段段第34页/共48页汞氧化催化剂的汞氧化催化剂的开发开发汞形态测试与汞形态测试与迁移规律研究迁移规律研究飞灰改性研究飞灰改性研究WFGD同步脱同步脱汞技术研究汞技术研究除汞策略除汞策略的制定的制定第35页/共48页第36页/共48页第37页/共48页安大略法（安大略法（

13、OHM）采样系统）采样系统第38页/共48页30B法采样系统法采样系统总汞测试管总汞测试管价态汞测试管价态汞测试管第39页/共48页固相分析系统固相分析系统液相分析系统液相分析系统第40页/共48页吸附与催化实验系统吸附与催化实验系统吸收实验系统吸收实验系统第41页/共48页第42页/共48页机组机组系统配置系统配置汞量汞量(ng) 采样体积采样体积(L)浓度浓度(g/Nm3) 平均浓度平均浓度(g/Nm3)#1机机600 MW, ESP+FGD+GGH1631.7219.2632.8034.92707.1621.8432.383591.7614.0542.124611.3616.6636.6

14、95机机600 MW, SCR+ESP+FGD15.6016.010.350.33525.4317.170.3234.9415.230.3246.1417.480.352机机600 MW, SCR+ESP+FGD+GGH16.1420.760.300.26722.8812.140.246机机1000 MW, SCR+ESP+FGD16.1517.250.360.36625.7715.360.38省内某电厂汞排放测试结果省内某电厂汞排放测试结果初步判断：初步判断：SCR对脱汞非常有利，因为对脱汞非常有利，因为Hg0会在会在SCR系统中被氧化成系统中被氧化成Hg2+，进而被飞灰吸附和在脱硫系统中被高效吸收，进而被飞灰吸附和在脱硫系统中被高效吸收第43页/共48页平均浓度平均浓度(ng/g) 用量或排量用量或排量(t/h)Hg量量(g/h)输入或输出输入或输出(g/h)入炉煤入炉煤23.302405.597.02石灰石石灰石238.5761.43飞灰飞灰146.27233.365.69灰渣灰渣25.905.760.15石膏石膏187.2310.82.02脱硫废水脱硫废水2.261.90.0043烟气烟气0.0752.0310.152机组汞平衡测试结果机组汞平衡测试结果输出输出/输入输入=81%（70130%）第44页/共48页汞平衡测试初步结论：该炉燃煤