燃煤电厂烟气汞及典型重金属排放和脱除机理研究

煤燃烧是汞及典型有毒重金属的主要排放源之一，这些典型的重金属具有极强的神经毒性，对人类健康造成了极大危害，对生态系统产生了重大影响。本项目基于燃煤烟气汞及重金属的生成与排放特点，重点做了以下研究工作： 通过低温等离子技术对碳基吸附剂进行修饰改性，在活性炭表面修饰特定的含氧官能团以及含氯官能团等，提高碳基吸附剂的活性、稳定性，从而降低活性炭吸附剂使用的成本；通过淀粉和卤素对矿物质吸附剂进行改性，提升了传统卤素改性矿物吸附剂的活性与稳定性，增强了单质汞的吸附与氧化；同样制备了溴化生物质灰等，得到高效经济的强化氧化吸附剂，并对其浸出特性进行了研究。 对商用SCR催化剂（V2O5基）协同脱汞过程进行了研究，重点研究了MoO3作为助剂的SCR催化剂的脱汞活性以及Mo在其中所起到的作用；另外，利用新方法对失活的SCR催化剂进行再生，并探究了再生催化剂的脱汞机理。 针对现有的钒基商业SCR催化剂的弊端提出了发展低温SCR催化剂的思路，制备了不同的含锰低温SCR催化剂，包括锰基钙钛矿型催化剂、锰掺杂铈锆固溶体催化剂、碳纳米管负载的锰钼催化剂等，探究了其活性与机理。另外针对性的设计了钒-铁-银-沸石催化吸附剂，该吸附剂在低温下性能较好，且可以实现NO和Hg0的协同脱除，并可以回收。 燃煤烟气组分是影响催化剂协同增强Hg氧化和NO还原的重要影响因素，重点研究了酸性气体如HCl、SO2、NO等的作用，并探究了其影响机理。除此之外研究了水蒸气、以及脱硝还原剂NH3的影响机理。 最后通过研究了富氧燃烧条件下，对有毒重金属和超细颗粒物生成与控制的机理，重点研究了SO2和水蒸气对As、Pb、Cr以及Cd的迁移转化、控制机理以及超细颗粒物的生成与控制的影响。

汞及典型有毒重金属具有极强的神经毒性，燃煤汞及重金属的排放对人类健康造成了极大危害，对生态系统产生了重大影响。本项目基于燃煤烟气汞及重金属的生成与排放特点，通过开展添加氧化剂/吸附剂对烟气中汞吸附、强化氧化的影响和脱除机理；商用SCR催化剂对烟气中汞氧化的机理；改性SCR催化剂制备及同时氧化烟气中的汞、还原NO的机制；复杂烟气条件下改性SCR催化剂协同增强Hg氧化和NO还原的机理；炉内添加吸附剂对有毒重金属和超细颗粒物生成与控制机理等方面的深层次基础研究，揭示氧化剂/吸附剂对烟气中汞吸附、强化氧化的影响和脱除机理，开发高效、价廉的改性商用SCR催化剂，构建比较完整的汞在SCR催化剂活性组分表面多相氧化的理论，实现汞氧化的同时还原NOx的双重目标，通过定量分析超细颗粒物中有毒重金属的种类及含量，构建炉内吸附剂对多气化元素的综合吸附模型，为燃煤烟气汞及重金属高效脱除奠定理论基础。

烧结烟气干法脱除方法及装置专利目的

《烧结烟气干法脱除方法及装置》的目的在于提供一种能对烧结烟气中多种酸性气体、重金属、二恶因等多组份进行脱除，并适合烧结机短时间内开停频繁的烧结烟气干法脱除方法及装置。

烧结烟气干法脱除方法及装置技术方案

《烧结烟气干法脱除方法及装置》烧结烟气干法脱除方法，包括以下步骤：

1）在高温烟气进入快速混合区时加入吸收剂，吸收剂在快速混合区与烟气预混合、预处理，脱除一部分SO₂、SO₃、重金属、二恶因、大部分的HCL、HF气体；

2）从快速混合区出来的烟气经加速区提速后进入循环流化反应区，在循环流化反应区前端喷水降温，并在循环流化反应区继续进行脱除剩余的SO₂、SO₃、重金属、二恶因成分；

3）被净化的烟气经反应塔出口烟道进入气固分离器，脱硫灰被气固分离器捕集下来，经循环流化斜槽进入快速混合区，净化后的烟气经引风机排入烟囱。

烟气在循环流化反应区的速度为4～10米/秒。

烟气在快速混合区的速度为12～20米/秒。

烟气在加速区的速度为33～60米/秒。

为保证反应塔内各反应区流速不变，可使净化后的烟气经无动力清洁烟气再循环烟道返回反应塔入口烟道。

一种用于烧结烟气干法脱除的装置，由循环流化反应区、气固分离器、循环流化斜槽、引风机和烟囱组成，循环流化反应区通过反应塔出口烟道与气固分离器连接，气固分离器通过烟道和引风机与烟囱连接，在气固分离器下方设置有循环流化斜槽，在循环流化反应区前端，设置有加速区，在加速区前端设置有快速混合区，快速混合区与反应塔入口烟道连接；在引风机的排风烟道上设置有清洁烟气再循环烟道，清洁烟气再循环烟道的另一端与反应塔入口烟道连接。

在循环流化反应区前端设置有独立的用于降温的水喷嘴。

烧结烟气干法脱除方法及装置改善效果

由于采用双级反应，能充分脱除多种酸性气体、重金属、二恶英等组分；又由于设置了清洁烟气再循环烟道，可以保证反应塔内各反应区，在工矿烟气量变化时的流速保持相对稳定，从而保证整个系统稳定运行。

《煤燃烧汞的排放及控制》内容简介：剧毒元素汞的危害已引起人们广泛重视，煤燃烧是大气中汞的重要来源，煤燃烧汞的排放和控制研究已经成为政府部门和科研部门越来越关注的热点。《煤燃烧汞的排放及控制》介绍了煤及其燃烧产物中汞的分析方法，论述了煤中汞的分布和形态转化，阐明了煤燃烧过程中汞的化学反应动力学机理，描述了燃煤电厂汞的排放行为，发展了一系列脱汞吸附剂，提出了燃煤飞灰与汞的相互作用机制，以期加深人们对燃煤汞排放控制的认识，为相关部门制定合理重金属汞排放标准和环保法规提供依据与理论基础。

燃煤烟气中的汞是随煤燃烧释放出来的有毒痕量元素, 它在烟气中的存在形式主要有: 元素汞, 氧化态汞和粒子态汞。其中, 以元素汞最难被脱除。由于汞的毒性及生物累积性, 在世界范围内, 对汞的大气排放限定日趋严格, 作为燃煤大国的中国也已意识到治理汞排放的重要性和紧迫性。在治理烟气汞排放的技术中, 多种污染物的综合防治技术日益受到青睐和重视, 原因是它能够充分利用现有的, 治理其它燃煤污染物的技术和设施, 达到同时降低汞和其它污染物排放的目的。但该技术要求烟气中的汞大部分以氧化态形式存在, 从而可以在除尘设备或脱硫装置中被除去。因而确立单质汞的氧化途径是关键。本课题拟通过对汞异相反应的探讨，完善汞的氧化机理研究，为实现多种污染物综合防治提供理论基础。本研究结果将提高人们对燃煤点源汞形态分布的认识；对推动国际上广受重视的电厂汞排放治理和我国相对薄弱的汞污染研究的开展和深入也具有一定意义。