布袋除尘器烟气脱汞技术效果
近年来,关注SO2和NOx等污染物备受关注的同时,煤燃烧过程中产生的其它污染物也逐渐受到重视,如燃煤电站煤燃烧中产生的金属元素对环境的影响。 环保局(EPA)定义了25种有毒大气污染物,其中从燃煤排放的重金属空气污染物(HAP)主要有Hg、Cd、Pb、Cr和As等,大部分HAP在除尘器的工作温度下是固体形式,因此现有除尘器能脱出这部分HAP,但是汞、砷和硒具有较高的挥发性,不易被除尘器捕获,大部分随烟气排入大气。
1994~1995年, 人为排放的汞的总量为159t,其中,89%是由于燃烧所致。从统计数据来看,汞排放量 大的是电力行业。可以预见,防止燃煤汞污染是21世纪电力行业 重要的环保课题之一。
烟气中的汞的存在形式主要包括气相汞(气相元素汞Hg和气相二价汞Hg2+)和固相颗粒汞,气相汞在小于400℃温度下以HgCl2为主,大于600℃温度以气象元素汞Hg为主,400~600℃之间,二者共存;固相汞指的是与颗粒表面结合的那部分汞,它较容易被除尘器脱除。在Hg+和Hg2+这两种离子态中,一价汞在烟气和大气中不稳定,而二价汞比较稳定,易溶于水,易被湿法洗涤系统所捕获而脱除,并且,氧化状态的汞蒸气在烟气中可以部分或全部被颗粒碳吸收,吸收的程度取决于烟气的温度,而吸收了汞的碳颗粒可以被除尘设备从烟气中除去,所以排入大气的二价汞Hg2+的量比较少;而元素汞Hg具有较高的蒸汽压并难溶于水,是相对比较稳定的形态,难以被污染控制设备收集而直接排入大气,所以控制元素汞Hg的排放只有通过添加吸收剂捕获或者转化为易去除的Hg2+形式。换句话说,提高元素汞Hg氧化成Hg2+的比例,可控制电厂汞的排放量。
目前,澳大利亚、德国等许多 已经立法管理燃煤电厂汞排放,但排放限制值仍很高,几乎不加控制就可以达到。不过,总体的趋势是,汞的排放将越来越严格,在 和加拿大,新的法律即将付诸实施,要求电厂改造设备控制汞排放,其中 已明确,将立法要求燃煤电厂实现汞的排放控制。大量的数据表明,发达 汞的排放已基本控制,与此相对应的是,目前发展中 对这一问题不够重视。就我国而言,单独新的汞控制工艺在经济上是不可行的,目前的工作应从复合污染物控制入手,联合脱除污染物技术,在脱硫脱硝的同时脱除一部分汞(主要是氧化态的汞),这符合我国目前的国情。
由于起步较晚,大多脱汞技术还处在实验室研究阶段,脱汞工艺还不成熟。研究发现,部分现有大气污染物控制设备对脱汞有一些效果,如选择性催化还原烟气脱硝技术(SCR)用于尾气脱硝处理,在燃用烟煤、无烟煤的电厂,可以使出口烟气中的氧化汞的含量增加,对于燃煤电厂,除尘、脱硫、脱硝装置同时运行对汞的脱除有 的效果。
目前研究出来的汞控制技术主要有以下几种:
(1)吸附剂吸收法
脱汞技术的主要方向是元素态汞的脱除。对元素态汞,目前发展 快的技术就是添加吸收剂吸收或吸附气态的元素态汞,使其得以沉降从而去除。目前所选用的吸收剂有活性炭、高岭土、粘土、石灰石、氢氧化钙、石灰、硫化钠以及部分金属,以前一直被看好的喷入活性炭颗粒技术(PAC)脱汞目前看来前景堪忧,虽然活性炭吸附剂在脱除汞方面有着很高的效率,但其价格昂贵,经济可行性不高,加之还存在很多技术难题,因而许多研究工作都围绕寻找廉价 的替代物而展开。其中金属吸收剂已进行大量的实验研究。研究发现,飞灰吸附作用可以用来除去烟气中的汞,这将是廉价的吸附剂。
(2)湿法脱硫装置(FGD)除汞
由于烟气中的H扩化合物,大部分为HgCI2是可溶于水的,脱硫系统可通过溶解烟气中的二价汞将其捕捉,剩余的烟气中部分零价汞和部分二价汞在经过除尘器((FF或ESP)时被除去。湿法脱硫装置(WetFGD)可以将烟气中80%-90%的H犷除去。但对于不溶于水
的气象元素Hg捕捉效果不显著。
(3)其它方法
有研究者利用金(或其它贵金属)网吸附烟气中的汞,然后从这些贵金属中析出汞, 后的汞可以用于工业。另外,脉冲电晕等离子体这种也可以用于燃煤烟气中汞排放的控制。