[发明专利]同时具有脱硫脱汞作用的湿法复合添加剂及其应用方法

说明书

技术领域

本发明属于石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺技术领域，特别涉及一种同时具有脱硫脱汞作用的湿法复合添加剂及其应用方法。

背景技术

汞是一个全球性的污染物。它通过大气传播，流动性非常强，在沉降之后，进一步转化为甲基汞，从而对人类健康和环境造成危害。在人类活动中，化石燃料燃烧是汞排放的最大来源。据统计，美国目前燃煤电厂每年排放的汞达到48t，占人类活动排放汞总量的三分之一；而在我国，据统计，1995～2003年全国燃煤电厂汞年排放量以5.9%的平均速度递增，2003年燃煤电厂排放的汞已超过100t。所以采取措施控制燃煤产生的汞成为各国关注的焦点。汞污染被认为是世界上最重要的环境问题之一，对人类健康和生态系统构成严重威胁，正在全球范围引起越来越多的关注。2009年2月份，联合国环境规划署执行理事会就建立一个具有约束力的机制达成一致。由于中国向环境中排放的汞量相当可观，国务院高度重视汞污染防治工作。2009年下发的《国务院办公厅转发环境保护部等部门关于加强重金属污染防治工作指导意见的通知》中将汞污染防治列为工作重点。即将报请国务院批准的《重金属污染综合防治规划》和正在编制的《“十二五”重点区域大气污染联防联控规划》中，都对燃煤电厂大气汞排放控制工作作了安排。在2011年7月颁布的《火电厂大气污染物排放标准》中，也对燃煤锅炉汞排放进行了限定，排放限值为：0.03mg/m³，自2015年1月1日起执行。

目前所研究的脱汞的方法主要集中在两个方面，一是吸附剂喷射技术（Sorbent Injection），利用吸附剂将烟气中的汞吸附在吸附剂上，再通过除尘等设备收集吸附剂，如采用向烟气中喷入活性炭粉体、飞灰粉体和钙基类化合物粉体等，实现脱汞的目的；另一方面是利用现有的空气污染控制装置（主要包括除尘器、脱硝装置及脱硫装置）为基础的同时脱汞方法（Cobenefit Mercury Removal）。吸附剂喷射技术虽具有较高的脱汞效率，但其成本很高，吸附剂后续处理难，若处理不当易造成二次污染。利用现有污染控制装置脱汞的方法在这一方面具有相对较大的优势。在中国，由于烟气脱硫脱硝技术起步较晚，很多电厂都只有湿法脱硫装置，没有为脱汞装置预留空间。同时，中国的燃煤电厂中，采用石灰石石膏湿法脱硫的机组占到90%左右，因此，在现有的湿法脱硫装置中实现同时脱汞具有重要的实用价值和理论意义。

现场测试数据表明对于安装电除尘器（ESP）和湿法烟气脱硫系统（WFGD）的电厂（这也是我国电厂安装的典型的空气污染控制装置），根据燃煤种类的不同，对汞的脱除效率在0%～74%的范围内。脱除效率不高的主要原因是燃煤产生的烟气中气态汞主要以2种形态存在，即单质汞Hg⁰和氧化态汞（一般为Hg²⁺）。Hg²⁺易溶于水，在WFGD系统中，无论是用石灰或石灰石作为吸收剂，都可将烟气中80%～95%的Hg²⁺除去。但对于不溶于水的Hg⁰，捕捉效果不显著。对我国电厂锅炉的汞排放特性的调查研究表明，烟气中单质汞在20-90%之间，如此巨大的波动造成WFGD脱除Hg的不确定性。在汞污染控制方面，我国与绝大多数欧盟国家的燃煤电厂汞污染控制方式相同，并未采取针对汞的单项脱除技术，而是依靠现有燃煤电厂广泛应用的除尘器、脱硫设备以及正在快速发展的烟气脱硝设备来降低燃煤电厂的汞排放。而我国部分燃煤电厂烟气中气相单质态汞比例高达90%，单纯依靠现有大气污染控制设备无法达到汞排放控制目的。因此，利用现有空气污染控制装置脱汞的主要策略就是采取措施，将烟气中单质汞氧化为水溶性氧化态汞，然后通过WFGD吸收。