燃煤电厂Hg-CEMS气态汞浓度比对监测评价 标准的探讨
燃煤电厂汞的排放控制要求与监测方法
V o.l1,N o.3 M ay,2011 环境工程技术学报 Journa l of Env iron m ental Eng i neer i ng T echno l ogy 第1卷,第3期 2011年5月 收稿日期:2011-02-17 基金项目:中国国电集团公司科研项目(Z200703) 作者简介:李辉(1985)),男,硕士,研究方向为燃煤电厂CO 2减排及汞监测技术,li hu i850627@1261co m 文章编号:1674-991X(2011)03-0226-06 燃煤电厂汞的排放控制要求与监测方法 李辉1,2,王强3,朱法华1,2 1.国电环境保护研究院,江苏南京210031 2.南京信息工程大学,江苏南京210044 3.南京国电环保设备有限公司,江苏南京210044 摘要:介绍了汞污染对环境、人体健康的影响与危害及燃煤电厂汞的产生和排放机理,对国内外燃煤电厂汞排放控制相关政策、排放标准进行了对比,重点介绍目前主要的烟气汞排放监测方法。其中较为成熟的烟气汞排放监测技术主要是美国国家环境保护局(U S EPA)制定的安大略法(OHM法),30A法(在线监测)和30B法(吸附采样分析法)。结合我国部分已开展燃煤电厂烟气汞监测项目的经验提出建议:参考发达国家经验,开发适合于我国燃煤电厂的汞检测标准方法及相应仪器设备,在掌握我国燃煤电厂汞排放情况的基础上制订减排目标及排放标准。 关键词:燃煤电厂;汞排放;政策与标准;监测方法 中图分类号:X51文献标识码:A DO I:1013969P.j issn.1674-991X.20111031037 The Control Requirem ents and M onitori ngM ethods forM ercury Em ission i n Coal-fired Po w er P l ants LIH u i1,2,WANG Q iang3,Z HU Fa-hua1,2 1.S tate P o w er Env i ron m enta l P ro tecti on R esearch Institute,N anji ng210031,Ch i na 2.N anji ng U n i ve rs i ty o f Infor m ati on Science and T echno l ogy,N an ji ng210044,China 3.N an ji ng G uodian Env iron m en tal P rotection Equi pment Co.L td,N anji ng210044,Ch i na Abst ract:The effect and har m o f m ercury to t h e env ironm ent and hum an hea lth,as w ell as the m echanis m o f m ercury generation and e m issi o n i n coa-l fired po w er plants,w ere i n tr oduced.The related po licy and standar ds i n China and i n deve l o ped countries w ere co m pared,and the m a i n m on itoring m ethods fo r m ercur y i n flue gas focused.The re lati v e l y m ature m onitori n g m ethods i n cluded Ontario H ydr o M ethod(OHM),30A M ethod and30B M ethod w hich w ere developed by US EPA.Co mb i n ed w ith the m on itori n g experiences i n Ch i n a,it w as suggested t h at t h e standar d m on itori n g m ethods and equ i p m ents shou l d be developed for m ercury e m issi o n i n coa-l fired po w er plants by referri n g to the experience of deve l o ped countries,and the reduction targets and e m i s sion standar ds be for m ulated based on the e m ission m on itoring data a ll over the coun try. K ey w ords:coa-l fired po w er plants;m ercury e m issi o n;po licy and standar ds;m on itoring m ethods 汞是一种重金属污染物,可通过呼吸、皮肤接触、饮食等方式进入人体,危害人体健康。汞对人体健康的危害与汞的化学形态、环境条件和侵入人体的途径、方式有关。金属汞蒸汽有高度的扩散性和较大的脂溶性,侵入呼吸道后可被肺泡完全吸收并经血液输送至全身,在器官内被氧化而对人体造成
烟气汞污染及控制.
烟气汞污染及控制 1 前言 汞是煤中最易挥发的重金属元素之一，大气中的汞可以通过呼吸作用随气体进入人体，也可以沿食物链通过消化系统被人体吸收，对人体的危害极大。随着世界各国对大气中汞污染问题的日益关注，燃煤烟气中排放的汞已成为目前我国迫切需要解决的一个重大环境问题。2003 年我国人为汞排放量为250 t，其中约有39%来源于煤的燃烧[1]。2005 年我国电站燃煤锅炉气态汞总排放量约为147 t，固态汞排放量约为47 t，总汞排放量约占世界燃煤汞排放量的10%左右[2]。因此如何有效地控制燃煤过程中汞的排放已经成为一个亟待解决的问题。 2 现有烟气脱汞技术与进展 2.1 利用现有污染控制设备脱除烟气中的汞 2.1.1 利用除尘设备除去烟气中的汞 目前电厂应用的除尘设备有静电除尘器（ESP）和布袋除尘器（FF），这些除尘设备在降低颗粒物排放的同时，能够在一定程度上减少汞的污染，去除率与烟气中汞的形态、除尘器类型等因素有关。相关研究表明，ESP 能除去烟气中小于20%的汞[3]。其对汞的吸附和脱除效果与飞灰中碳含量、颗粒粒径以及吸附于其表面的其他元素的物化特性等因素有关。和ESP 相比，FF 可以捕集几乎所有颗粒粒径大于0.1μm 的尘粒，所以其对烟气中汞的脱除效果更加良好。 ESP 和FF 能够有效脱除Hg(p)，但对Hg0和Hg 2的脱除率相对较
低，且脱除效果易受烟气特性的影响。因此仅仅依靠常规除尘设备来去除烟气中汞，还不能满足环境要求。目前，基于FF 或是ESP 的吸附剂喷入技术，能够有效地提高燃煤烟气中汞的脱除效率，是一种很有应用前景的脱汞方法，它主要是利用吸附剂的吸附性能，将烟气中的汞吸附在吸附剂上，然后被下游的除尘设备去除。基于FF 和ESP 的活性炭喷入技术去除烟气中汞有3 种方案[4]：（1）在除尘设备之前，直接向烟气中喷入活性炭；（2）在ESP 之后，对烟气进行喷淋冷却，然后喷入活性炭，用FF 收集吸附后的活性炭；（3）在空气预热器之后，对烟气进行喷淋冷却，然后在ESP 之前喷入活性炭。但此技术因投资费用较大且运行成本较高，电厂一般难以承受。 1.1.2 利用脱硫设备除去烟气中的汞 为了降低SO 2污染，新建电站都要安装脱硫设备，老的电站也在 逐步增加脱硫设备。这些脱硫设备在脱除硫的同时，也能够去除烟气中部分汞。L.Zhang 等[5]利用Ontario Hydro Method 方法，对中国6 家电厂的汞排放进行比较分析，发现湿法烟气脱硫（WFGD ）设备对Hg +2 的脱除效率可达78%，但仅能去除烟气中3.14%的Hg 0。WFGD 的汞脱除效率与汞的形态密切相关，而烟气中Hg +2所占比例变化很大，Hg +2含量越大，WFGD 设备的汞脱除效率越大。在WFGD 脱硫过程中，脱硫浆液pH 值、温度等对烟气中汞形态的转移也有影响作用，脱硫效率变化较大。鲍静静等[6]在脱硫剂中添加4O KMn 、Fenton 试剂、Na 2S 等 添加剂来提高WFGD 设备的脱汞效率，不同添加剂的效果有所不同，其中Na 2S 效果最为显著，主要原因是由于Na 2S 会分解产生S 0、S -2，
燃煤电厂的环境污染
3燃煤电厂的环境污染 3.1总括燃煤电厂的情况 燃煤电厂是能源消耗大户，具有用量大、产污量多、排污集中且影响范围大的 特点，使得燃煤电厂已成为许多地区最主要的污染源。它所涉及的环境污染物，有 生产过程中的水、气、声、渣等常规污染物；燃煤贮存、灰渣运输等过程中的无组 织排放的污染物；以及主体工程、原料输送工程占地、水源使用等方面的生态影响 和社会影响等。可以讲,一个大型电厂是一个与社会、经济、环境紧密相关的系统工 程。因此，针对燃煤电厂工程特点和污染特征，透过对影响区域内的大气、水、声、 土壤等方面调查和监测，分析电厂通过采取环保措施后环境质量状况，各项污染物 的治理情况，对其在近期和长期对自然、生态和社会环境的影响的工作显得尤为重 要。 3.2污染问题和与其他电厂的对比的方面 3.2.1烟尘排放 燃煤电厂锅炉的粉尘控制也得到了足够的重视，特别是现代化大型火电厂的静电除尘装备比较完善，大部分电厂的除尘效率已达到98%-99%，全国获此装备基本实现了烟尘达标排放。尽管火电装机容量迅速增加，但烟尘排放总量呈现下降的趋势，基本上做到了增容不增污。但现有的装备的静电除尘设备难以除去燃煤排烟中超细、超轻并易分散的粉尘。 3.2.2二氧化硫排放 2002年电力行业二氧化硫排放量为666×10 8 t，占全国工业部 门二氧化硫排放量的34.6%。目前，我国火电厂烟气中二氧化硫的排放浓度和总量 普遍超出目前的国家排放标准，火电厂二氧化硫排放尚未得到有效控制。“九五” 期间，二氧化硫排放量随装机容量的增长呈上升趋势，已成为我国电力行业实现可持续发展的制约因素。为实现对二氧化硫排放总量的控制，我国今后几年至少要新装1500×104 KW的脱硫设备。由此可见，控制二氧化硫排放的形势十分严峻。氧化硫排放量的减少主要是通过关停小火电机组和换烧低硫煤来实现。二 3.2.3氮氧化物排放 2000年全国火电机组氮氧化物排放量约为469×104t,占全国工业部门氮氧化物排放量的46.1%。火电厂烟气中氮氧化物的排放浓度和总量普遍超出目前的国家排放标准，我国燃煤
燃煤电站汞排放及其控制技术研究进展
燃煤电站汞排放及其控制技术研究进展 摘要本文讨论了汞在煤中的赋存状态并且概述了近年来国内外电厂煤燃烧过程中汞的形态分布以及迁移转化规律研究的最新成果。在此基础上，分析了影响燃煤烟气中汞存在形态的主要因素，并讨论了当前国内外研究进展及工业上控制汞排放的主要技术。 关键词燃煤电厂汞烟气形态转化排放控制 Study on the control technique and the law of transport for mercury resulting from combustion of coal in power plant Abstrct: This paper reported mercury occurrence in coal and mercury speciation and emissions from coal-fired power stations. Based on the above study, the factors which effect the mercury speciation in the flue gas have been discussed and the control technology of metcury emissions have also been summarized. Keywords: coal-fired power station; mercury; flue gas; state transfromation; control technology 汞是一种可在生物体内和食物链过程中不断累积的有毒物质，又是一种全球性循环元素[1]。尽管自然界本身也排放出汞，但主要的汞污染物还是由于人类活动而产生的。相关研究表明，化石燃料燃烧所排放出的汞约占人类活动排放出汞的70-85%[2]。由于汞在大气中的停留周期很长，毒性较大，因而汞的排放控制研究已成为国际上研究的热点，美国、澳大利亚等发达国家已制定了有关燃煤电站控制汞排放的标准。我国煤中汞的平均含量为0. 15 mg/ kg，由于燃煤占一次能源消耗的75%左右，消耗量巨大，煤燃烧排放汞的总量巨大[3]，由此引起的汞排放污染也开始受到重视，虽然我国政府目前还未出台相关标准，但控制汞排放可谓迫在眉睫，制定相应标准也是大势所趋。燃煤过程中汞的形态分布直接影响到烟气中汞的毒性及其控制，同时也影响到汞在大气环境中的迁徙以及对汞危害性进行的评估。本文着重介绍燃煤电站中汞的形态转化及其控制技术的研究进展。 1 汞在煤中的存在形态 煤中汞的存在形式也是影响汞排放的一个重要因素,尽管有学者提出煤中存在与有机煤岩组分结合的有机汞化合物,但主要还是以与无机物结合形式存在[4]。对于煤中汞的存在形式,许多学者都进行了研究。Finkelman 在煤中发现了含汞的硫化物和硒化物, Cahill和Shiley发现煤中的方铅矿含汞,Dvornikov还提出煤中的汞主要以辰砂、金属汞和有机汞化合物的形式存在[5]。煤在地质化学中被归为亲硫元素,因而,煤中的汞主要存在于黄铁矿(FeS2)和朱砂(HgS)中[4]。文献[5]的研究证实了煤中大多数汞以固溶物形式分布于黄铁矿中,特别是后期成因的黄铁矿。 刘晶等人[6]用连续化学浸提法测定了3种煤中的汞形态,发现其中可交换态汞占总汞量的0.9 %～2.4 % ,硫化物结合态汞占总量的40.1 %～78.3 % ,有机结合态汞占0.3 %～1.5 %,残渣态汞占17. 8 %～57. 9 %。同时还发现汞在密度较大的煤中质量浓度较大,而密度较大的煤中矿物质的质量浓度较大,这表明汞主要
燃煤烟气中单质汞的净化脱除
燃煤烟气中单质汞的净化脱除 王建英,贺克雕,马丽萍 (昆明理工大学环境科学与工程学院,云南昆明650093) 摘要:总结了燃煤烟气中汞污染控制的技术原理、技术特点、研究现状及进展情况,对比了 烟气中较难脱除的单质汞(H g O )污染控制技术的优缺点,概述了烟气中单质汞脱除方法,展望了蛭石黏土类矿物对燃煤烟气中汞的吸附脱除方面的应用潜力,提出了对燃煤烟气中单质汞吸附净化的研究思路。关键词:汞;燃煤烟气;脱除中图分类号:X701文献标识码:A 文章编号:1006-8759(2007)03-0005-03 REMOVAL OF E L EMENTAL MERCUR Y FR OM COAL COMBUSTIO N FL UE GAS W ANGJian -y in g ,HE K e -diao ,M A Li -p in g (Facult y o f Envir onmental Science and En g nieerin g ,K unmin g Univ er sit y o f Science and T echnolo gy ,K unmin g 650093,China ) Abstract :In this p a p er ,the p rinci p le ,technolo g ical characteristic ,p resent condition and the p ro g ress of m ercur y from flue -g as combustion w ere summ arized.T he research m ethods and technical devel 2o p m ent H g rem oval w ere also introduced ,advanta g e and disadvanta g e of the technical for re 2 m ovin g sin g le q ualit y m ercur y (H g O )w ere com p ared ,which w as the m ost difficult com p onent to be rem oved from fuel g as.T hen the p ros p ect of m ercur y (H g O )adsorbed on cla y such as verm iculite w as p ut forw ard.T his m a y becom e a new m ethod for m ercur y p ollution control of coal combustion g as.K e y w ords :m ercur y ;coal combustion flue g as ;rem oval 图1 燃煤汞排放的迁移过程 0引言 汞是煤中一种痕量元素,在煤燃烧过程中会排入大气,对环境、人体产生极大的危害。有关汞对环境及人体的影响有相当多的文献记载[1～3]。汞经由燃煤过程的迁移、转化己成为它在生物圈内循环的一个重要途径[4](如图1所示)。 造成汞环境污染的来源主要是天然释放和人为两个方面。其中,每年燃煤汞的排放占人类活动汞排放的较大部分。以美国为例[5],美国每年汞的排放量占全世界向大气排放汞总量的3%,大约 收稿日期:2007-01-04 基金项目:云南省教育厅科学基金资助项目。 第一作者简介;王建英(1979-),女,河南商丘人,昆明理工大学硕士生,主要研究方向:大气污染控制工程。 综述与专论 能源环境保护 Ener gy Environmental Protection V ol.21,N o.3Jun.,2007 第21卷第3期2007年6 月
燃煤电厂烟气汞排放控制研究现状及进展
燃煤电厂烟气汞排放控制研究现状及进展 1燃煤电厂汞的排放 煤作为一次能源的主要利用方式是燃烧，其燃烧产物会对环境造成严重的破坏。全世界发电用煤量巨大，燃煤电厂是导致空气污染的最大污染源之一。在煤燃烧造成的污染物中，除SO2、NO X和CO2外，还有各种形态的汞排放。汞是煤中的一种有毒的重金属痕量元素，具有剧毒性、高挥发性、生物体内沉积性和迟滞性长等特点。全球每年排放到大气中的汞总量约为5000吨，其中4000吨是人为的结果，而燃煤过程的汞排放量占30%以上。由于我国一次性能源以煤炭为主，原煤中汞的含量变化范围在0.1~5.5mg/kg，煤中汞的平均含量为0.22mg/kg，是世界范围内煤中平均汞含量的1.69倍。根据相关报道,预计2010年中国电煤总需求量为16亿t,以煤炭含汞量为0. 22mg/kg，电厂平均脱汞效率为30%计, 2010年燃煤电厂汞排放量约为246. 4 t。因此燃煤所造成的环境汞污染形势不容乐观，对其排放控制不容忽视。 2 烟气中汞的存在形式及其影响因素 2.1 汞的存在形式 烟气中汞的存在形式主要包括3种：单质汞(Hg0)、化合态汞(Hg+和Hg2+)和颗粒态汞。其中单质汞(Hg0)是烟气中汞的主要存在形式。烟气中汞的存在形态对汞的脱除有重要影响。不同形态汞的物理、化学性质差异较大，如化合态汞易溶于水，并且易被烟气中的颗粒物吸附，因此易被湿法脱硫设备或除尘设备脱除。颗粒态汞也易被除尘器脱除。相反单质汞挥发性高、水溶性低，除尘或脱硫设备很难捕获，几乎全部释放到大气中，且在大气中的平均停留时间长达半年至两年，极易在大气中通过长距离大气输送形成广泛的汞污染，是最难控制的形态，也是燃煤烟气脱汞的难点。 2.2 影响汞存在形态的主要因素 2.2.1 燃煤种类的影响 燃烧所用煤种不同，烟气中汞的形态分布也不同。烟煤燃烧时，烟气中Hg2+含量较高，Hg0含量偏低；而褐煤在燃烧时，烟气中Hg0的含量却较高。褐煤燃烧所产生烟气中Hg0含量最高，亚烟煤次之，烟煤最低，如图1。 2.2.2 燃烧方式以及添加剂的影响 与司炉和链条炉相比，煤粉炉中煤粉与空气接触更加充分，燃烧效率较高，形成的烟气中气态汞含量相对较高，而留在底渣中的汞相对较少。在燃烧过程中，向炉膛内加入一定量
国外汞污染控制政策概况
国外汞污染控制政策概况 汞是一种对人体有害的重金属，它不会在自然环境中降解。汞可以被环境中的微生物转化为甲基汞，甲基汞又通过大鱼吃小鱼的过程延食物链逐层富集，危害人类健康。汞的危害极高，尤其是对正在发育中的大脑。汞对神经系统的损害是不可逆的。汞具有长距离迁移性，这使得汞污染成为全球性问题。研究表明，80%的汞是以蒸气的形式向大气排放的。煤的燃烧、采矿、冶炼等活动都会向大气中排放汞。它能在大气层中飘浮成千上万公里，然后进入土壤和水系。 2010年6月7日至11日，包括中国在内的一百四十多个国家的政府代表齐聚瑞典首都斯德哥尔摩，就如何控制汞污染进行政府间谈判。会议期间，各国代表就公约限汞条款发表了意见，包括汞的供应、需求、贸易、含汞产品及生产过程中的汞排放、含汞废弃物及污染场地、汞的安全储存、小型金矿开采和汞的大气排放等等。 目前世界绝大多数都开始就控制汞污染的问题而努力着，都以下特点。 一、立法 通过立法加强对汞排放和汞污染的控制很多国家都通过了管理和控制汞排放、限制汞使用和暴露的立法。一般来说，对污染物进行控制的国家立法由一个以上的法律或者“伞状”法律体系组成，由特定的管理部门来执行。由于汞污染的特点，很少有能够覆盖整个包括汞在内的化学品管理的单个法律，通常是包括几个分开的立法，由分开的部门来执行。针对汞排放，很多国家已经通过立法来规定不同类型工业源和设备向大气、水和土壤/ 地下水的最大汞允许排放量。 美国 美国汞污染控制涉及多个法案。其中的《清洁水法案》在排放许可系统的基础上确定不同行业基于技术标准的汞排放量，各产业部门据此被分配给一个特定的汞排放量。 1996年的美国国家一级饮用水规程（NPDWRs或一级标准），是法定强制性的标准，它适用于公用给水系统。一级标准限制了那些有害公众健康的及已知的
燃煤电厂中汞的排放与控制的研究
燃煤电厂中汞的排放与控制的研究 摘要：本文对煤中微量元素汞的含量以及燃煤烟气中汞的排放情况进行了论述，综述了重金属汞在煤中的存在形态及在燃煤电站中的转化过程，并重点介绍了燃煤烟气中重金属汞的控制方法的最新研究进展，分析了燃煤电厂在汞的控制方面存在的主要问题，并结合我国国情提出了相关建议。 关键词：燃煤电厂；烟气；汞；排放；控制 Keywords: coal-fired power plant; flue gas; mercury; emission; control 0引言 汞对已知的任何生物没有作用，人们很久以前就认识到汞是一种有毒的物质，且属于毒性最强的元素之一。汞污染对生态环境的影响虽然比较缓慢，但进入生态环境的汞会产生长期的危害，特别是有机汞污染环境后，对人类造成严重威胁。 自然界中汞有三种价态，零阶汞Hg0，一价汞Hg+和二价汞Hg2+。零阶汞易挥发，且难溶于水，是大气环境中相对比较稳定的形态，在大气中的停留时间很长，平均可达1年左右，可以在大气中被长距离地输运而形成大范围的汞污染。造成汞环境污染的来源主要是天然释放和人为两方面。从局部污染来看：人为来源是相当重要的。以美国为例[1]，美国每年汞的排放量占全世界向大气排放汞总量的3%，大约150t左右，其中占33%、份额最大的当属燃煤电站，约50t，垃圾焚烧炉年排放汞量约占20%，医疗垃圾焚烧约占10%。对于燃煤过程，汞主要是以气态形式排放。汞的电离势高，高电离势决定了汞易变为原子的特性，因而汞易迁移，难富集，利用一般的污染物控制装置无法有效捕捉而排入大气。由于全球煤炭消耗量巨大，汞经由燃煤过程的迁移、转化已成为它在生物圈内循环的一个重要途径。本文在参阅大量文献的基础上，从煤中汞的存在形态谈起，论述了燃煤电站中汞的形态转化过程，简要论述目前学术界对燃煤电站中汞的排放形式及其控制方法，并对该领域的研究提出了一些看法。 1 煤中汞的含量及燃煤烟气中汞的排放情况 1.1 煤中汞的含量 我国是一个燃煤大国，能源消耗主要以煤炭为主，因而由燃煤造成的汞污
汞污染防治技术及脱汞技术
汞污染防治技术及脱汞技术 1燃烧前汞污染控制技术 燃烧前汞污染控制主要包括洗煤技术和煤低温热解技术? 1.1洗煤技术 煤中的汞与黄铁矿有密切的关系，利用磁分离法去除黄铁矿，同时也可以除去与黄铁矿结合在一起的汞。另外，化学方法、微生物方法等也可以将汞从原煤中分离? 1.2煤低温热解技术 由于汞的高挥发性，在煤加热的过程中，汞会由于受热而挥发出来? 2燃烧中汞污染控制技术 燃烧中控制是通过改变优化燃烧和在炉膛中喷入添加剂氧化吸附等方式，结合后续设施加以控制。通过改进燃烧方式，在降低NOx的同时，抑制一部分汞的排放,流化床燃烧方式在降低NOx排放的同时可以降低烟气中汞及其他微量重金属的排放。主要包括：循环流化床技术?低氮燃烧技术?炉膛喷吸附剂技术?添加氧化剂技术? 3燃烧后汞污染控制技术 燃烧后控制主要包括:协同控制技术?单项脱汞技术?多污染物控制技术? 3.1协同控制技术 燃煤电厂现有的脱硝装置?除尘器和脱硫装置等烟气处理设施对烟气中的汞具有一定的去除作用。烟气脱硝装置可以促进烟气中零价态的汞氧化为Hg2+，以颗粒态形式存在的汞在经过电除尘器?电袋复合除尘或袋式除尘器时可以被去除，Hg2+易于溶于湿法脱硫浆液中而被去除。湿式电除尘器?烟气循环流化床脱硫等烟气治理设施对汞及其化合物均有一定的脱除效果。 3.2单项脱汞技术 单项脱汞技术是基于现有设施改进的单项控汞技术，如改性SCR催化剂汞氧化技术?除尘器前喷射吸附剂(如活性炭?改性飞灰?其他多孔材料等)?脱硫塔内添加稳定剂?脱硫废水中加络合(鳌合)剂等技术，实现更高的汞控制效果。 3.3多污染物控制技术 多污染物控制技术是通过专门的多污染物控制技术，例如：等离子?臭氧?活性焦?有机胺?双氧水等，以及对应的脱除设施实现汞?硫?氮等多污染物联合脱除。
燃煤电厂的环境污染
3 燃煤电厂的环境污染 3.1 总括燃煤电厂的情况 燃煤电厂是能源消耗大户，具有用量大、产污量多、排污集中且影响范围大的 特点，使得燃煤电厂已成为许多地区最主要的污染源。它所涉及的环境污染物，有 生产过程中的水、气、声、渣等常规污染物；燃煤贮存、灰渣运输等过程中的无组 织排放的污染物；以及主体工程、原料输送工程占地、水源使用等方面的生态影响 和社会影响等。可以讲,一个大型电厂是一个与社会、经济、环境紧密相关的系统工 程。因此，针对燃煤电厂工程特点和污染特征，透过对影响区域内的大气、水、声、 土壤等方面调查和监测，分析电厂通过采取环保措施后环境质量状况，各项污染物 的治理情况，对其在近期和长期对自然、生态和社会环境的影响的工作显得尤为重 要。 3.2 污染问题和与其他电厂的对比的方面 3.2.1烟尘排放 燃煤电厂锅炉的粉尘控制也得到了足够的重视，特别是现代化大型火电厂的静电除尘装备比较完善，大部分电厂的除尘效率已达到 98%-99%，全国获此装备基本实现了烟尘达标排放。尽管火电装机容量迅速增加，但烟尘排放总量呈现下降的趋势，基本上做到了增容不增污。但现有的装备的静电除尘设备难以除去燃煤排烟中超细、超轻并易分散的粉尘。 3.2.2二氧化硫排放 2002 年电力行业二氧化硫排放量为 666×10 8 t，占全国工业部 门二氧化硫排放量的 34.6%。目前，我国火电厂烟气中二氧化硫的排放浓度和总量 普遍超出目前的国家排放标准，火电厂二氧化硫排放尚未得到有效控制。“九五” 期间，二氧化硫排放量随装机容量的增长呈上升趋势，已成为我国电力行业实现可持续发展 的制约因素。为实现对二氧化硫排放总量的控制，我国今后几年至少要新装 1500×104 KW 的脱硫设备。由此可见，控制二氧化硫排放的形势十分严峻。氧化硫排放量的减少主要是通过关停小火电机组和换烧低硫煤来实现。二 3.2.3氮氧化物排放 2000 年全国火电机组氮氧化物排放量约为 469×104t,占全国工业部门氮氧化物排放量的
美国EPA Method 30B吸附管法燃煤汞监测技术解析
美国EPA Method 30B吸附管法烟气汞分析技术解析 -燃煤电厂烟气汞监测 关键词：燃煤电厂，烟气，汞监测，塞曼效应，30B吸附管法 对烟气中汞的监测主要是采用3种方法,即安大略法(OHM)、30A连续在线监测方法和30 B吸附观法法，3种方法都是用冷蒸汽原子吸收光谱法(CVAAS)分析测定样品中的汞浓度。在对燃煤电厂汞排放进行监控的初期,可以参考现有相关标准，选择操作方便、成本适中、精度较高的30B方法. 30B烟道气汞采样检测系统符合美国活性炭吸附管法US EPA Method 30B烟道气检测方法，该方法先吸附采样，再解吸进行浓度分析，也可测得烟气中排放总 气态汞的浓度和分类汞的浓度，即（Hg0+Hg2+），测量结果比30A法准确。 通过联用热分解技术，应用活性碳管吸附技术（Method30B & APPENDIX K方法）监测燃煤发电厂,废气燃放排放的汞。US EPA有效样品的热分解是引用的空气清净法的附录K、75部分方法。以塞曼效应原子吸收技术用来直接检测汞含量而无需样品前处理。该方法不需任何化学试剂或者气体，并且不产生任何化学废弃物。除了碳吸附管的分析，我们的分析仪还能够直接检测应用“Ontario Hydro”方法处理的灰烬、煤炭和液体样品等。非常适用于燃煤电厂汞减排中各种环节的监测和测试。 汞分析仪应用先进的塞曼原子吸收技术(ZAAS HFM),无需任何化学处理和金汞富集再生等步骤，可直接自动对固体，液体样品和气体样品中汞含量进行高精度测定， 并可以应用控制软件进行有效数据采集和处理。该仪器可连续监测大气和空气中的汞含量，OSH监测，实行室外和室内污染定位、排放汞源鉴定测量，天然碳氢化合物和工业废气中汞监测。分析仪及其附件可以构成一个系统，这使分析仪可以方便的测定废水，自然水和废水，土壤，食品和饲料，生物样品，石油及其加工产品中的汞含量。 30B技术参数和配套方案 30B烟道气汞采样检测系统符合美国活性炭吸附管法US EPA Method 30B烟道气检测方法，该方法先吸附采样，再解吸进行浓度分析，也可测得烟气中排放总
燃煤电厂的环保现状报告
燃煤电厂的环保现状报告 燃煤电厂的环境问题近年来备受关注，环保部专门组织编写了《燃煤火电企业环境守法导则》、《燃煤电厂污染防治最佳可行技术指南（试行）》等专门文件，从燃煤火电行业的环境准入条件、试生产阶段环境守法、运行阶段生产守法等阶段，对燃煤电厂的环境管理工作进行了全面的指导。随着《环保法》的修订与被称为“史上最严标准”的《火电厂大气污染物排放标准》的施行，燃煤电厂所面临的环保要求更严，环保压力更大。本报告将从燃煤电厂产生的废水、废气、固体废物及噪音四个方面分别对其主要产污环节、当前法律规定与污染治理现状进行分析。 图1 燃煤火电机组主要产污环节
一、燃煤电厂的主要产污环节 燃煤电厂对于环境的影响主要表现在污染物的排放上，如图1所示，燃煤火电机组在生产过程中主要产污环节有五个： （1）煤在锅炉燃烧过程中产生的烟气，经脱硝、除尘和脱硫后由烟囱排入大气，烟气中主要污染成分包括SO2、NO X、烟尘、汞等； （2）生产系统中的各项工业废水，如锅炉补给水处理系统的酸碱废水、煤场和输煤系统冲洗水、含油废水、脱硫废水、锅炉酸洗废水、地面冲洗水、循环冷却水等，以及厂区的生活污水。如采用湿灰场，还包括冲灰水等。主要污染因子有pH、SS、石油类、COD、BOD5等。电厂水冷却系统如采用直流冷却方式，其污染还包括温排水可能造成的热污染等； （3）燃煤产生的灰、渣以及脱硫系统产生的废弃物在贮存、运输过程中产生的灰水外排、渗漏及扬尘等影响，其中污染物主要包括粉煤灰、脱硫渣、催化剂等； （4）设备运行过程中产生的机械设备类运行噪声和电器设备类磁震噪声，噪声源主要分布在汽机房、锅炉房、磨煤机、脱硫设备、各类泵房、风机等部位，此外，采用带冷却塔的循环冷却方式时，还会产生冷却塔噪声； （5）无组织排放源造成的扬尘污染等，主要包括煤场、灰场以及装卸过程中的扬尘等。 一、燃煤电厂水污染防治法律规定与现状 1、燃煤电厂水污染防治法律规定 对于燃煤电厂的污水排放，新《环保法》第四十二条、四十三条和《水污染防治法》第二十三条、二十四条都分别对水污染排放监测和排污费进行了规定，《排污费征收使用管理条例》对排污收费对象、责任等作出了明确规定；此外，《中国节水技术政策大纲》3.9.1明确规定：“大力发展和推广火力发电、钢铁、电石等工业干式除灰与干式输灰（渣）、高浓度灰渣输送、冲灰水回收利用等节水技术和设备以及冶炼厂干法收尘净化技术。”污水排放标准则应当符合《污水综合排放标准》（GB8978-1996）和《地表水环境质量标准》（GB3838-2002），此外，依据新《环保法》第四十四条，还应当遵守分解落实到本单位的重点污染物排放总量控制指标。 2、燃煤电厂水污染防治现状 为防治水污染，燃煤电厂在工艺过程中可以采用循环冷却水系统节水技术、气力除灰和干除渣节水技术、空冷系统节水技术、城市污水回用技术等，能大幅度减少鲜水取用量，是解决电厂水资源紧缺、防止环境污染的重要途径。对于废水，燃煤电厂废水种类多、水质差异大，一般采用分类处理的方式，通过混凝澄清、气浮、过滤、石灰处理、超滤处理、反渗透等废水处理工艺，对废水进行回收利用和达标排放。当前大部分燃煤电厂通过上述处理，能够达到污水排放的标准，甚至部分电厂已经能够实现“废水零排放”1。 二、燃煤电厂大气污染防治法律规定与现状 1、燃煤电厂大气污染防治法律规定 大气污染是燃煤电厂较为突出的污染问题，与其相关的法律规定也较为完善。《大气污染防治法》对大气污染防治作出了基本规定，要求向大气排放污染物必须达到排放标准，按照大气污染物排放总量和许可证的排放条件排放污染物，缴纳排污费等。《关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量的指导意见》、《国务院关于印发“十二五”节能减排综合性工作方案的通知》等文件中也都对燃煤电厂进行了规定。《燃煤发电机组环保电价及环保设 1参考《大唐张家口发电厂完成重大技改项目生产废水实现零排放》 https://www.sodocs.net/doc/7b2806941.html,/n1180/n1226/n2410/n314349/14589057.html
浅析燃煤电厂烟气汞的排放及控制
浅析燃煤电厂烟气汞的排放及控制 发表时间：2016-09-02T16:57:11.053Z 来源：《基层建设》2015年7期作者：黄志远 [导读] 摘要：排放到环境中的汞会对人类健康和环境造成明显的伤害。 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 510663 摘要：排放到环境中的汞会对人类健康和环境造成明显的伤害。汞进入人体后，可能会造成脑组织的损害，当环境中汞的浓度达到一定的范围时，会造成汞中毒。因此，要对燃煤机组的汞污染进行控制，各国也在针对燃煤机组汞污染的控制进行相关的研究。 关键词：燃煤电厂；烟气汞；排放；控制 一、燃煤电厂烟气汞的排放 赋存在燃煤中的汞经过燃煤电厂的锅炉机组后，开始在炉内高温下，几乎所有的汞会转变为零价汞进入高温的烟气，经过各污染控制设备和其他设施的过程中，由于温度、烟气成分及飞灰等的影响，汞会发生复杂的物理化学变化而转化为不同的形态，最终表现为三种形态：颗粒态汞、氧化态汞以及元素态汞。一般颗粒态汞易于被除尘器收集，氧化态汞易溶于水，易于被WFGD脱除；而元素态汞挥发性高、不溶于水，不溶于酸，很难被除尘器去除。因此，汞的排放形态直接影响汞的脱除效率。 二、燃煤电厂烟气汞形态转化的影响因素 1．在燃煤电厂中，不同形态的汞的含量及比例受到多种因素的综合作用，主要包括煤种、锅炉的燃烧方式及燃烧温度、烟气气氛以及烟气中的HCl和飞灰等。燃煤电厂烟气中的汞含量及形态与燃煤锅炉燃烧的煤种密切相关。研究表明，烟煤燃烧产生的烟气中的汞是以氧化态为主的，亚烟煤燃烧后，烟气中的二价汞含量与零价汞含量相当，褐煤燃烧后烟气中以零价汞为主。 2.锅炉燃烧温度影响汞的形态，在炉膛温度较高时，烟气中零价汞含量较大，大多数的二价汞形成的氧化物不稳定，会发生分解生成单质汞。当烟气温度降低于750K时，烟气中汞元素的主要形态是二价汞。 3.锅炉的燃烧方式不同，会影响煤的燃烧情况，从而影响汞的形态分布，例如，在相同的条件下，循环流化床产生的烟气中的二价汞的比例较大，这与循环流化床的低燃烧温度有关。从燃煤电厂的测试结果发现，使用循环流化床的锅炉排放的烟气飞灰中富集的汞含量较高，这可能是因为循环流化床的燃烧温度较低，形成的飞灰含有较高含量的未燃尽碳，吸附了更多的零价汞。 4.烟气气氛会影响零价汞的氧化作用，由于烟气成分的复杂性，烟气中可能含有促进烟气中的零价汞氧化的物质存在，氧化性的烟气气氛有利于二价汞的形成，相反，还原性的气氛造成了烟气中汞以零价汞为主的结果。 三、燃煤电厂烟气中汞污染控制技术 1．燃烧前脱汞 该方法主要措施是洗煤技术，就是通过一定的物理清洗技术将密度比煤大的含汞化合物分离出来。洗煤技术是在汞的源头上进行汞控制的方法，研究表明，洗煤过程至少能够脱除51%的汞，目前发达国家的原煤入洗率为40%～100%，远高于中国。浮选法也是一种燃烧前脱汞技术，浮选法是将有机浮选及加入粉煤浆液，使得无机的Hg作为浮选废渣而脱除的。 2．燃烧中脱汞 煤燃烧后二价汞的排放浓度与卤素含量有关，因此可以在煤燃烧过程中添加含卤化合物来提高烟气中的二价汞比例，由于二价汞易于去除，因此该法是以中国间接的汞污染控制方法。有人对使用低氯褐煤的烟气汞含量进行中试测试结果表明，向燃煤中添加0.5 mg/g的氯化钙时，排放的烟气中二价汞比例上升50%，零价汞的浓度明显下降。但烟气中卤化物浓度增大后锅炉设备腐蚀速度可能加快。 3．燃烧后脱汞 燃烧后脱汞就是指烟气脱汞，是燃煤电厂的煤经锅炉燃烧之后，对排放的烟气所采取的脱汞措施。基于烟气成分及烟气条件的复杂性，汞在烟气中会以颗粒态汞、氧化态汞以及元素态汞等形式存在，除尘设备能够有效地控制元素态汞，因此烟气中的汞主要以颗粒态汞、氧化态汞的形式存在，美国国家能源部等组织对美国各燃煤电站烟气汞的测试结果表明，不同电站对颗粒态汞和氧化态汞两种形态的汞排放量差别较大，颗粒态汞和氧化态汞在烟气中的含量比例范围分别为6%～60%和40%～94%，而比较难以处理的是颗粒态汞。燃煤电厂的烟气净化设备如除尘器和WFGD能够部分脱除汞，除此之外，还有吸附法、液相氧化吸收法能够进行脱汞，针对零价汞的难于去除特性，还提出了零价汞的催化氧化法等。 （1）吸附法脱汞 吸附法脱汞是向燃煤电厂的ESP或FF的上游喷入活性炭等具有强吸附特性的物质，将烟气中的汞吸附于这些物质表面从而达到有效除汞的目的。用于吸附汞的物质有很多，包括活性炭、飞灰、钙基吸附剂以及新型吸附剂等。 活性炭吸附剂是当前研究的重点之一，活性炭吸附烟气中的汞在垃圾焚烧炉中应用效果很好，国外活性炭也有燃煤电厂采用活性炭吸附脱除烟气中的汞。活性炭对汞的吸附能力受烟气成分、烟气温度和接触时间等影响。普通活性炭吸附容量不大，且接触时间较短，因此对零价汞的吸附作用较差。为提高吸附效率，开始研究改性活性炭进行烟气脱汞，即在活性炭表面注入硫、氯或碘，增加活性炭的吸附性。目前国外已经开发了载溴活性炭吸附剂并进行了现场测试，结果达到了实际应用水平。尽管利用活性炭脱汞效率较高，但投资成本较高，因此活性炭吸附剂用于燃煤电厂烟气脱汞受到了经济上的限制。 与活性炭相比，飞灰易于获得，同时价格低廉，受到人们广泛关注。研究表明，燃煤产生的飞灰可以吸附一部分的气态汞，飞灰的吸附性能与温度、飞灰本 身的特性以及烟气的成分有关，有研究者提出，飞灰中的金属氧化物促进零价汞的催化氧化。 和飞灰类似，钙基类的物质也较容易获得，且是有效的脱硫剂，能够去除烟气中的SO2。因此考虑钙基类物质对烟气汞的脱除研究，美国EPA对此做了相关研究，结果表明，钙基类吸附剂能够有效地吸附烟气中的二价汞，对零价汞的吸附效率较低。同时，有研究者进行钙基吸附剂的模拟实验，结果表明，烟气中的SO2对汞的去除有促进作用。 （2）液相氧化吸收法 由于零价汞与二价汞在水中溶解度的不同，可以在溶液中加入强氧化性的物质，使得不溶于水的零价汞首先被氧化剂氧化为二价汞而被液体吸收。美国的Argonne 国家实验室研究表明：在烟气中不含SO2时，可以采用碘、氯或高氯酸溶液进行零价汞的液相氧化吸收，但
EPA—30A、30B方法在燃煤电厂汞监测中的应用
EPA—30A、30B方法在燃煤电厂汞监测中的应用 本介绍了文我国汞监测技术现状和美国EPA的30A 法和30B 法，在此基础上应用对应方法的设备在上海市某燃煤电厂的废气进行了比对监测，对所得道的数据分析两种方法实际运用的效果初步研究。 标签：燃煤电厂废气汞监测 1背景介绍 燃煤电厂汞排放控制及其危害： 1.1燃煤电厂汞的排放及大气中的汞污染 汞在生态系统中属于非生命必需、高毒的微量重金属元素，是具有持久性、生物累积性和生物扩大作用的有毒污染物，毒害作用表现在阻碍人和动物的正常代谢机能，特别是甲基汞，通过生物体表、呼吸道或经口腔通过肠道吸收，在大脑感觉区、运动区蓄积，造成对神经系统的损害[1，3]，是国际组织及各国政府优先控制的环境污染物，而燃煤电厂是大气中全球汞排放的最大的源[1]。虽然全球原煤中汞的含量仅在0.012～33 mg/kg 范围内，但是由于煤的大量燃烧，全世界每年从燃煤中逸出的汞总量达到3000 t 以上[2]。特别在中国，燃煤释放的汞已成为中国汞污染的主要来源，因此对中国燃煤汞的研究具有重要的理论和现实意义[4]。 1.2燃煤电厂汞的存在形式及污染控制 汞的取样方法与其在烟气中的存在形式有密切关系，不同形态的汞的物理和化学性质差异较大。基于目前的分析手段，将燃煤过程中汞的存在形式分为 3 种：（1）气态零价汞，又称气态元素汞或气态单质汞，表示为HgO，其化学性质不活泼，并且难溶于水;（2）气态二价汞，又称“气态氧化汞”，以HgCl2为主，表示为Hg2+，具有水溶性;（3）颗粒吸附汞（不区分价态），表示为Hgp，因其与颗粒物结合，故常利用过滤法或扩散管法将其分离[5]。 目前燃煤电厂汞监测方法主要为EPA 的Ontario-Hydro 手动监测方法（OH 法）[6] ，具有高灵敏度（<0.5μg /m3 ），是现阶段唯一的标准方法。连续排放监测（CEMS、SCEM）方法也逐渐被开发并使用，汞的连续排放监测是一项相对较新的技术，目前只在几个欧洲国家和美国应用。 控制汞排放力度最大的新努力是环境保护部和国家质量监督检验检疫总局于2011年7月29日发布的新《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）中，首次包括了燃煤锅炉烟气中汞及其化合物的排放标准。确定的排放限值为0.03 mg/m3，该标准于2015年1月1日起实施。这表明中国对汞排放的管理有了新的突破，应对态度更加积极，燃煤汞污染的控制已经提上了行动日程，今后