【摘要】：燃煤電廠是主要的汞排放源之一,對人體健康以及生態(tài)環(huán)境有很大的危害。為了滿足超低排放的要求,部分電廠在濕法脫硫裝置后安裝濕式靜電除塵器(WESP)控制顆粒物排放。而目前關于WESP協同脫汞的研究較少,汞在WESP中脫除的機理尚不明確�；诖�,本文通過實驗研究了WESP中汞的遷移及轉化規(guī)律。根據WESP工作原理,搭建了模擬WESP實驗臺架,并對實驗臺架的可靠性進行了驗證,對電場、煙氣組分、水膜在WESP中對汞脫除的影響進行了研究。電場中的電暈風對Hg~0脫除有一定促進作用,但這種作用很微弱且僅約為1%。O_2電離產生的·O以及O_3在促進Hg~0氧化過程中起到重要作用,均可以與Hg~0反應生成HgO,且·O的影響更大。SO_2、NO、CO_2均主要通過抑制O_2產生·O自由基,從而抑制Hg~0脫除。水蒸氣與O_2競爭自由電子抑制·O的生成,從而抑制Hg~0脫除。水膜主要通過裹挾作用促進脫除煙氣中的Hg~0,且水膜流速、溫度、pH值對水膜脫除煙氣中的Hg~0沒有明顯影響。通過向水膜中添加NaClO_2的方法強化WESP脫汞,并分別研究了水膜特性、煙氣組分對Hg~0脫除的影響。增加NaClO_2濃度可以提高水膜中ClO_2~-的濃度,進而促進Hg~0脫除。pH值對Hg~0脫除影響較大,在酸性環(huán)境中由于亞氯酸鈉體系的氧化還原電位更高,且氫離子濃度更高,有利于對Hg~0的脫除。水膜溫度對Hg~0脫除的影響不大,增加水膜流速有利于Hg~0脫除。當煙氣中含有CO_2、SO_2、NO時,向水膜中添加NaClO_2均可以促進汞在WESP中的脫除。CO_2濃度變化對水膜脫汞影響不大。SO_2可以促進水膜脫汞,當SO_2濃度較低時增加SO_2濃度可以促進Hg~0脫除,而當SO_2濃度較高時促進作用會減弱。NO可以促進水膜脫汞。通過分析水膜中添加NaClO_2后WESP的汞脫除過程并簡化條件,利用雙膜理論得到了Hg~0與水膜間的總傳質系數(AK_(OG))的計算方程,并根據實驗結果計算得到了總傳質系數為863 g/h。利用質量平衡對汞脫除過程進行分析,并建立了利用總傳質系數、煙氣流量、水膜流量計算WESP中Hg~0脫除率的計算模型。利用計算模型對實際脫汞過程進行分析,結果表明計算模型對估算WESP汞脫除率有一定意義。
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X773
【圖文】：

圖 1-1 汞循環(huán)路徑[2, 3]是一種有毒重金屬元素，具有揮發(fā)性、遷移性、生物累積性等特點。汞通人體后，主要損害人體神經和腎臟系統，同時對生殖、免疫、呼吸和消化生毒性影響。汞對人體神經系統有很強的毒性，即使受害者暴露在汞濃中，仍然會產生精神和行為異常，例如感知異常、智力發(fā)育遲緩、聽覺和癥[4]。此，有必要控制汞排放，進而減少汞污染對人體的危害。汞污染現狀及相關法規(guī)前為止，我國已有部分地區(qū)受到汞污染的影響，人體健康受到威脅。在，中國東北松花江流域就曾發(fā)生過嚴重的汞污染事件[5, 6]，調查發(fā)現松花甲基汞中毒的特征，少數漁民可以被判定為慢性甲基汞中毒。王靜等[7]通包頭市新光小學受煙煤污染嚴重，汞污染問題也比較突出。而在全國范

在日益嚴格的環(huán)保壓力下，對燃煤電廠提出了 超低排放 的技術要求。在 超低排放 改造技術方案中，主要有 3 種改造方式：1、以低低溫電除塵器為核心的技術路線；2、以濕式電除塵器為核心的技術路線；3、以電袋除塵器為核心的技術路線[48]。在3 種改造方式中，以濕式電除塵器為核心的技術路線對于微細顆粒物的控制效果最好，可以將顆粒物排放濃度降低到 5mg/m3以下，且對于 WFGD 出口石膏雨、酸霧和細微顆粒的脫除效果較好。以濕式電除塵器為核心的技術路線如圖 1-2 所示[48]。在爐膛內采用低氮燃燒技術，使用 SCR 技術脫除 NOX，使用干式電除塵器脫除以大顆粒為主的大部分顆粒物，使用WFGD 脫除煙氣中的 SOX，濕式電除塵器脫除細微顆粒物等，從而滿足超低排放的要求。此種技術路線以濕式電除塵器為核心，且有研究表明[49]，濕式電除塵器對燃煤煙氣中的汞有一定脫除作用。1.3 現有 WESP 及相關的脫汞研究

濕式電除塵器主要分為立式和臥式兩種，在電廠中應用較多的是臥式濕式電除塵器，其主要由濕式電除塵器本體、陰陽極放電極、噴淋系統、灰水處理循環(huán)系統、電控系統等組成[60]。濕式電除塵器的除塵過程大致可以分為 7 個階段：1、煙氣通過多孔板變成均勻的煙氣進入到 WESP 內部；2、利用電控系統在陰陽極上加電，在陰極放電極和陽極極板之間形成電場，且陰極放電極芒刺附近開始形成電暈，由陰極向煙氣中釋放高能電子；3、煙氣從 WESP 入口進入電場放電區(qū)域后，煙氣中的粉塵捕獲陰極放電極放電產生的電子而荷電；4、帶有電荷的粉塵顆粒在陰陽極間電場力的作用下從煙氣中分離，并向陽極收塵極板運動；5、荷電的顆粒逐漸附著在陽極收塵極板表面上；6、利用噴淋系統將沖洗水噴入煙氣中在極板表面形成均勻水膜，或利用溢流系統使沖洗水通過溢流的方式在極板表面形成均勻水膜，將附著在陽極板表面的灰塵沖刷到灰斗中并排出；7、從灰斗中流出的沖洗水進入排水池，由循環(huán)泵打入過濾器中，澄清水作為循環(huán)水重新進入濕式電除塵系統中進行噴淋，過濾后的廢水作為脫硫工藝水或者直接排放到廢水處理系統中[61]。

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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本文編號：2778697