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《動力工程學報》2014年第六期

1試驗原理

現場試驗在三河發電有限責任公司4號機組上進行，該機組為300MW亞臨界燃煤機組，采用單爐膛∏型布置、四角切圓燃燒、自然循環、一次再熱、固態排渣、汽包鍋爐，配套環保設施有SCR脫硝裝置、靜電除塵器和石灰石－石膏WFGD．

1．1溴化鈣添加及FGD協同脫汞技術原理利用氧化劑使煙氣中的Hg0轉化為Hg2＋，由于Hg2＋溶于水，當煙氣中的汞以Hg2＋為主時，WFGD系統可利用漿液吸收煙氣中的汞，從而起到脫汞的效果，通過廢水和石膏將捕集的汞排出脫硫系統，從而達到減少汞向大氣排放的目的．本次試驗中噴入溴化鈣會使大部分的Hg0轉化為Hg2＋，溴在反應中起到氧化劑的作用，產生了溶于水的溴化汞．Hg2＋在脫硫系統溶液中可能發生的主要相關反。

1．2溴化鈣添加及FGD協同脫汞試驗在4號機組給煤機下落管給煤皮帶上滴加不同溴煤比（加入煤中的溴化鈣溶液中所含溴元素與入爐煤的質量比，mg／kg）的溴化鈣飽和溶液，測定不同溴煤比情況下FGD的協同脫汞特性．

2試驗結果與分析

2．1溴化鈣對汞的氧化作用采用OH法在靜電除塵器入口對煙氣中汞的形態進行測量，結果示于圖2．由圖2可知，未添加溴化鈣時，Hg2＋占總汞的質量分數為35％±6％；添加溴化鈣后，Hg2＋占總汞的質量分數提高到85％～100％，平均為93％

2．2溴化鈣及FGD對汞排放的協同脫除作用在燃煤中添加不同溴煤比的溴化鈣，利用煙氣汞在線監測系統和30B法對FGD后煙氣中汞的質量濃度進行測定．

2．2．1溴煤比為20mg／kg當溴煤比為20mg／kg時，Hg在線監測系統測量結果和30B法測量結果分別示于圖3和圖4．由圖3可見，添加溴化鈣后，汞的平均排放質量濃度由未添加溴化鈣時的4．73μg／m3下降為3．76μg／m3，下降了20．5％．由圖4可見，煙氣汞的平均排放質量濃度由未添加溴化鈣時的6．20μg／m3下降至4．72μg／m3，下降了23．9％．

2．2．2溴煤比為50mg／kg當溴煤比為50mg／kg時，Hg在線監測系統測量結果和30B法測量結果分別見圖5和圖6．由圖5可見，添加溴化鈣后，汞的平均排放質量濃度由未添加溴化鈣時的6．91μg／m3下降為4．65μg／m3，下降了32．7％，表明溴化鈣添加量的增加有助于提高脫硫塔的協同脫汞能力．由圖6可見，煙氣汞的平均排放質量濃度由未添加溴化鈣時的7．23μg／m3下降至5．12μg／m3，下降了29．2％．

2．2．3溴煤比為100mg／kg溴煤比為100mg／kg時，Hg在線監測系統測量結果和30B法測量結果分別見圖7和圖8．由圖7可見，添加溴化鈣后，汞的平均排放質量濃度由未添加溴化鈣時的6．19μg／m3下降為2．87μg／m3，下降了53．6％，再次表明溴化鈣添加量的增加有助于提高脫硫塔的協同脫汞能力．由圖8可見，煙氣汞的平均排放質量濃度由未添加溴化鈣時的9．20μg／m3下降至3．13μg／m3，下降了66．0％．

2．2．4溴煤比為200mg／kg當溴煤比為200mg／kg時，Hg在線監測系統測量結果和30B法測量結果分別見圖9和圖10．由圖9可見，添加溴化鈣后，汞的平均排放質量濃度由未添加溴化鈣時的10．00μg／m3下降為9．09μg／m3，下降了29．1％．由圖10可知，煙氣汞的平均排放質量濃度由未添加溴化鈣時的7．27μg／m3下降至5．02μg／m3，下降了30．9％．試驗結果顯示，添加200mg／kg溴化鈣的脫汞能力反而比添加100mg／kg溴化鈣的脫汞能力低，可能是由于漿液中溴離子增加到一定程度后，打破了脫硫塔中溶液的汞平衡，使得部分Hg2＋揮發至煙氣中，具體原因還需要進一步研究．2．3添加不同溴煤比的溴化鈣時脫汞效率的比較在燃煤中分別添加溴煤比為20mg／kg、50mg／kg、100mg／kg和200mg／kg的溴化鈣，利用30B法和Hg在線監測系統測定其協同脫汞效率，結果示于圖11．由圖11可知，在目前機組和脫硫塔運行工況下，添加溴煤比為50～100mg／kg的溴化鈣可以實現相對有效和可靠的汞脫除．

3結論

（1）在煤中添加溴化鈣溶液，對爐內元素汞的氧化效果顯著．當溴煤比達到20mg／kg時，已經能使Hg2＋在氣態總汞中的質量分數從35％顯著提高到90％以上．（2）在試驗期間的實際工況條件下，添加溴煤比為20mg／kg、50mg／kg、100mg／kg和200mg／kg的溴化鈣，分別可使煙氣中汞平均排放質量濃度下降約20％、30％、60％和30％．在三河發電有限責任公司目前的脫硫塔運行條件下，添加溴煤比為50～100mg／kg的溴化鈣可以取得較高的脫汞效率，尤其以100mg／kg時脫汞效率最高．

作者：史曉宏溫武斌薛志鋼劉昕柴發合支國瑞任巖軍馬京華高煒單位：三河發電有限責任公司中國環境科學研究院，環境基準與風險評估國家重點實驗室雅保化工（上海）有限公司北京分公司