燃煤鍋爐煙氣汞的處理工藝研究
摘要：隨著社會的不斷發展和進步，電力需求和供應與日俱增，使燃煤鍋爐煙氣汞的處理研究變得越來越重要。本文主要以燃煤鍋爐煙氣汞的處理工藝為論點，希望為相關專業人員提供些許幫助。
關鍵詞：燃煤鍋爐；煙氣汞；處理工藝
要想保證燃煤鍋爐煙氣汞處理工藝良好的應用效果，要應用先進的技術和監測方法，同時還要處理好燃煤殘留物中汞的二次污染問題，降低環境污染程度，維護人體健康。
1 合理應用脫汞技術
1.1 煤處理
一般來說，傳統洗煤、選煤以及使用鎂添加劑等是去除汞的煤處理技術構成，對于以往傳統洗煤來說，可以降低煤中的灰分和硫含量，但是也可以降低煤中的汞含量，進而落實好汞減排措施。
1.1.1 洗煤技術
一般來說，煤中的汞和黃鐵礦之間的關系是尤為緊密的，通過磁分離法去除黃鐵礦，可將與黃鐵礦結合在一起的汞去除掉。而且對于化學法和微生物法來說，也可以將汞在原煤中分離。根據相關研究可以了解到，以往傳統的洗煤技術可以將煤中將近40%的汞去除掉，然而，如果應用先進的化學物理洗煤技術，對于去除原煤中的汞更是具有極大的幫助，去除率大概為65%。
1.1.2 煤添加劑
鹵素添加劑可氧化金屬汞，為下游設施捕獲汞奠定堅實的基礎。通過添加鹵素化合物，比如氯鹽、氯化氫以及氯化氨等，通過使用含低氯的次煙煤，可以滿足燃煤鍋爐煙氣除汞這一需求。這些添加劑可以噴在煤上，也可以直接注入鍋爐。但需要注意的是，在燃燒之前將氯化氫注入鍋爐，會大大增加鍋爐的腐蝕程度。而要想對腐蝕程度進行有效控制，可以在催化還原工藝中添加氯化氫。此外，在煤的熱處理技術應用中，汞的揮發性比較高，在煤加熱過程中，汞會在受熱的情況下揮發出來。根據結果顯示，在400℃的情況下，脫汞率最高可達80%。
1.2 合理應用吸附劑噴射法
現階段，效果良好的脫汞方法就是吸附劑噴射。其中，較為成熟的吸附劑之一就是活性炭粉末。在使用吸附劑活性炭噴射技術過程中，要在空氣預熱器和除塵器之間噴入粉末狀活性炭，不斷提高煙氣中吸附劑的混合效率，并延長吸附劑的停留時間。活性炭粉末吸附汞的過程結束后，活性炭會與飛灰一起被除塵器脫除。
2 利用現有煙氣處理設備協同脫汞
2.1 案例分析
以某企業為例，該企業的15t/h的鏈條爐煙氣量為20000m3/h，采用“干式靜電除塵+濕法同步脫硫脫硝+濕式靜電除塵”技術路線，以此來治理鍋爐煙氣中的污染物。在脫汞機理方面，對于煙氣中的顆粒態汞，主要吸附在飛灰上，在除塵清灰過程中，靜電除塵或布袋除塵器可以去除掉這部分顆粒汞。對于煙氣中的Hg2+，其大多以HgCl2的形態存在，HgCl2易溶于水。而在濕式脫硫塔中，要通過鈣基類物質來脫硫。采用鈣基類物質對單質汞的脫硫效率進行研究，可以看出，Ca和CaO在吸附Hg2+方面具有極大的作用。此外，根據了解發現，干式靜電除塵采樣口排放速率為7.8×10-6kg/h，脫硫處理后采樣口排放速度為7.1×10-6kg/h。由于處理前后煙氣流量有著顯著的區別，處理效率大都需要計算前后變化的排放速率得出。脫硫、濕法靜電工藝處理效率分別為9%、52.1%。
該企業在去除掉煙氣中的汞過程中，還對除塵器和脫硝裝置等進行了大量應用。
靜電除塵器。現階段，通過靜電除塵器，可以將煙氣中固相汞去除掉，除塵效果比較顯著。然而這種汞主要以顆粒態形式存在，且在燃煤中汞排放的比例也不高。一般電除塵器自身工藝具有一定的制約性，脫除效果并不是十分顯著，所以電除塵器的除汞能力有待提升。
第二，脫硝設施。電廠以往原有老機組大都缺少脫硝設施。現階段，國家對火電廠污染物控制的要求越來越嚴格，基本所有燃煤鍋爐都已配置脫硝裝置。一般來說，在脫硝工藝中，較為常見的就是SCR、SNCR等，脫硝工藝對于加強煙氣中汞的氧化具有極大的作用，進而增加煙氣脫硝對汞的去除率，在脫硝裝置不斷應用過程中，脫硝設施去除煙氣中的汞的作用將會越來越顯著。
2.2 利用煙氣處理設備，滿足協同脫汞要求
2.2.1 選擇性催化還原煙氣脫硝技術脫汞
燃煤鍋爐中排放的NOX，是造成大氣污染的主要污染物之一，具有較高的危險性。SCR是現階段重要的脫硝工藝之一，其關鍵所在就是整體式塊狀催化劑。對于SCR脫硝工藝，主要是借助催化氧化Hg0，這對于提高Hg2+在煙氣氣態汞中占有的比例具有極大的作用，進而可以為下游的煙氣WFGD對汞的吸收創造有利條件。根據相關實驗可以發現，SCR催化劑對汞的氧化率比較高，最高可達80%左右。某電站試驗測試發現，煙氣通過SCR反應器以后，Hg0所占份額下降到2%~12%。還有相關試驗表明：燃用高氯煙煤通過SCR后顆粒態汞顯著增加，而燃用低氯煙煤的變化則不顯著。在SCR過程中，汞的化學反應與煤中的Cl含量、SCR運行溫度等因素之間的關聯性比較高。
2.2.2 濕法靜電除塵工藝
濕法靜電除塵工藝對汞的處理效率比較高，濕法靜電除塵裝置的采樣口汞的濃度為0.0042mg/m3，這與國家燃煤鍋爐大氣污染物的排放標準是相符合的，所以可以使用原有的煙氣凈化裝置，借助技術整合，可以實現對汞排放的有效控制，將其保持在合理的排放標準之中。
2.3 金屬和金屬氧化物吸附脫汞
一般來說，Pd、Pt、Au、Ir等貴金屬元素對汞的吸附能力比較強，吸附劑可以通過提高溫度來發揮作用，而捕獲的汞可以實現回收利用，不會出現二次污染現象。Pd/Al2O3與Pt/Al2O3等的吸附活性比較強，而且兩者的脫汞效率往往隨負載量的增加而增加。經過檢測發現，Hg在升溫以后會揮發，可以捕獲進行回收利用。
一般來說，Fe2O3、MnO2等是金屬氧化物脫汞吸附劑，當有H2S氣體存在時，可以大大提高氧化鐵吸附劑的脫汞效率。H2S在氧化鐵表面可以被催化氧化為S，而S與Hg0反應生成HgS，從而將Hg0脫除。
3 結束語
總之，加強燃煤鍋爐煙氣汞的處理工藝是極其重要的，可以滿足燃煤鍋爐的排放要求，其應用和脫硫效果極其顯著，進而實現電廠綜合效益的最大化目標。
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