燃煤电厂溴化钙添加技术研究范文

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《动力工程学报》2014年第六期

1试验原理

现场试验在三河发电有限责任公司4号机组上进行，该机组为300MW亚临界燃煤机组，采用单炉膛∏型布置、四角切圆燃烧、自然循环、一次再热、固态排渣、汽包锅炉，配套环保设施有SCR脱硝装置、静电除尘器和石灰石－石膏WFGD．

1．1溴化钙添加及FGD协同脱汞技术原理利用氧化剂使烟气中的Hg0转化为Hg2＋，由于Hg2＋溶于水，当烟气中的汞以Hg2＋为主时，WFGD系统可利用浆液吸收烟气中的汞，从而起到脱汞的效果，通过废水和石膏将捕集的汞排出脱硫系统，从而达到减少汞向大气排放的目的．本次试验中喷入溴化钙会使大部分的Hg0转化为Hg2＋，溴在反应中起到氧化剂的作用，产生了溶于水的溴化汞．Hg2＋在脱硫系统溶液中可能发生的主要相关反。

1．2溴化钙添加及FGD协同脱汞试验在4号机组给煤机下落管给煤皮带上滴加不同溴煤比（加入煤中的溴化钙溶液中所含溴元素与入炉煤的质量比，mg／kg）的溴化钙饱和溶液，测定不同溴煤比情况下FGD的协同脱汞特性．

2试验结果与分析

2．1溴化钙对汞的氧化作用采用OH法在静电除尘器入口对烟气中汞的形态进行测量，结果示于图2．由图2可知，未添加溴化钙时，Hg2＋占总汞的质量分数为35％±6％；添加溴化钙后，Hg2＋占总汞的质量分数提高到85％～100％，平均为93％

2．2溴化钙及FGD对汞排放的协同脱除作用在燃煤中添加不同溴煤比的溴化钙，利用烟气汞在线监测系统和30B法对FGD后烟气中汞的质量浓度进行测定．

2．2．1溴煤比为20mg／kg当溴煤比为20mg／kg时，Hg在线监测系统测量结果和30B法测量结果分别示于图3和图4．由图3可见，添加溴化钙后，汞的平均排放质量浓度由未添加溴化钙时的4．73μg／m3下降为3．76μg／m3，下降了20．5％．由图4可见，烟气汞的平均排放质量浓度由未添加溴化钙时的6．20μg／m3下降至4．72μg／m3，下降了23．9％．

2．2．2溴煤比为50mg／kg当溴煤比为50mg／kg时，Hg在线监测系统测量结果和30B法测量结果分别见图5和图6．由图5可见，添加溴化钙后，汞的平均排放质量浓度由未添加溴化钙时的6．91μg／m3下降为4．65μg／m3，下降了32．7％，表明溴化钙添加量的增加有助于提高脱硫塔的协同脱汞能力．由图6可见，烟气汞的平均排放质量浓度由未添加溴化钙时的7．23μg／m3下降至5．12μg／m3，下降了29．2％．

2．2．3溴煤比为100mg／kg溴煤比为100mg／kg时，Hg在线监测系统测量结果和30B法测量结果分别见图7和图8．由图7可见，添加溴化钙后，汞的平均排放质量浓度由未添加溴化钙时的6．19μg／m3下降为2．87μg／m3，下降了53．6％，再次表明溴化钙添加量的增加有助于提高脱硫塔的协同脱汞能力．由图8可见，烟气汞的平均排放质量浓度由未添加溴化钙时的9．20μg／m3下降至3．13μg／m3，下降了66．0％．

2．2．4溴煤比为200mg／kg当溴煤比为200mg／kg时，Hg在线监测系统测量结果和30B法测量结果分别见图9和图10．由图9可见，添加溴化钙后，汞的平均排放质量浓度由未添加溴化钙时的10．00μg／m3下降为9．09μg／m3，下降了29．1％．由图10可知，烟气汞的平均排放质量浓度由未添加溴化钙时的7．27μg／m3下降至5．02μg／m3，下降了30．9％．试验结果显示，添加200mg／kg溴化钙的脱汞能力反而比添加100mg／kg溴化钙的脱汞能力低，可能是由于浆液中溴离子增加到一定程度后，打破了脱硫塔中溶液的汞平衡，使得部分Hg2＋挥发至烟气中，具体原因还需要进一步研究．2．3添加不同溴煤比的溴化钙时脱汞效率的比较在燃煤中分别添加溴煤比为20mg／kg、50mg／kg、100mg／kg和200mg／kg的溴化钙，利用30B法和Hg在线监测系统测定其协同脱汞效率，结果示于图11．由图11可知，在目前机组和脱硫塔运行工况下，添加溴煤比为50～100mg／kg的溴化钙可以实现相对有效和可靠的汞脱除．

3结论

（1）在煤中添加溴化钙溶液，对炉内元素汞的氧化效果显著．当溴煤比达到20mg／kg时，已经能使Hg2＋在气态总汞中的质量分数从35％显著提高到90％以上．（2）在试验期间的实际工况条件下，添加溴煤比为20mg／kg、50mg／kg、100mg／kg和200mg／kg的溴化钙，分别可使烟气中汞平均排放质量浓度下降约20％、30％、60％和30％．在三河发电有限责任公司目前的脱硫塔运行条件下，添加溴煤比为50～100mg／kg的溴化钙可以取得较高的脱汞效率，尤其以100mg／kg时脱汞效率最高．

作者：史晓宏温武斌薛志钢刘昕柴发合支国瑞任岩军马京华高炜单位：三河发电有限责任公司中国环境科学研究院，环境基准与风险评估国家重点实验室雅保化工（上海）有限公司北京分公司