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汞是一种剧毒、高挥发性物质,燃煤电厂煤中汞燃烧后通过多种形式排放到环境中,对生物体、大气、土壤和水环境产生污染,汞进入生物体后会长时间累积很难被排出。研究以江苏省燃煤电厂为研究对象,通过现场采样和样品分析相结合,实测了煤和烟气中汞含量,从煤源、燃烧方式、废气处理设施开展研究,同时计算了2015年江苏省燃煤电厂汞排放情况,对分阶段改造后烟气中汞排放量进行了预测。主要研究结果如下:(1)江苏省装机容量300 MW以上的燃煤电厂为45家,共128台机组,其中单机容量300 MW以上机组113台,300 MW的机组有54台,所占比例为42.2%;600 MW的机组有40台,所占比例为31.2%;1000 MW的机组有19台,所占比例为14.8%。300 MW以上燃煤电厂烟气中汞排放总量为7.46吨,其中300 MW的机组年排放量为1.32吨,占总量的17.7%;600 MW年排放量为1.92吨,占总量的25.7%;单机容量为1000 MW以上机组的数量所在比例并不是很高,但汞的年排放量却最高,为3.76吨,占总排放量的50.4%。江苏省范围内,300 MW以上机组在各区域数量分布存在明显差异,苏南区域数量最多,苏中区域数量最少。苏南区域范围内汞的年排放量为3.76吨,苏中区域范围内汞的年排放量为1.87吨,苏北区域范围内汞的年排放量为1.84吨。从各设区市燃煤电厂汞排放量来看,苏州市、徐州市和镇江市燃煤电厂汞排放量排在前三位。(2)燃煤电厂入炉煤中汞含量数值为0.0640.298 mg·kg-1,平均数值为0.154mg·kg-1。烟气中汞含量数值为0.1814.70μg·m-3,数值远低于国家标准中的汞排放限值。采用煤粉炉燃烧时,烟气中汞含量数值为0.75514.70μg·m-3,循环流化床燃烧时,汞含量数值为0.180.25μg·m-3;在煤粉炉燃烧方式下,低硫分煤对应的汞含量数值为1.9614.70μg·m-3,中硫分煤对应的汞含量数值为0.7556.79μg·m-3;在采用ESP+WFGD废气处理设施时,山东、安徽、山西、印尼、内蒙古和江苏煤源的烟气中汞含量数值为14.7、5.15、1.26、3.35、4.15、6.79μg·m-3;在采用SCR+ESP+WFGD废气处理设施时,内蒙古和山西煤源的烟气中汞含量数值为1.12、3.04μg·m-3;在采用CFB+ESP废气处理设施时,江苏煤源的烟气中汞含量数值为0.21μg·m-3。采用煤粉炉燃烧时,烟气中气态汞所占比例为76.493.6%,颗粒态汞所占比例为6.423.6%;山东、印尼、安徽、山西、内蒙古煤源,烟气中颗粒态所占比例分别为:6.4%、12.2%、36.5%、21.3%、23.6%;配置ESP+WFGD和SCR+ESP+WFGD废气处理设施,气态汞比例为69.7%和82.5%,颗粒态汞比例为30.3%和17.5%。(3)汞在飞灰、炉渣、脱硫石膏、脱硫煤泥废水和烟气中的排放量分别为:78.51 g/h、0.1994 g/h、67.44 g/h、0.5002 g/h、29.758 g/h,所占比例为:46.2%、0.19%、37.4%、0.25%、16.9%。飞灰中汞含量为0.1770.241 mg·kg-1,占燃煤固态产物汞总量的44.5%,当烟气中汞排放浓度低于0.36 mg·m-3时,飞灰中汞不会超过危险废物标准限值。炉渣中汞含量0.07860μg·kg-1,炉渣中汞含量占燃煤电厂固态产物汞含量的0.11%,富集程度最少。脱硫石膏中汞含量3471455μg·kg-1,脱硫石膏中汞的浸出最大浓度推算值,略微低于标准限值要求。(4)选择性催化还原脱硝装置主要影响燃烧烟气中气态单质汞的比例含量,对烟气中汞的总量基本没有控制效果。静电除尘器对烟气中气态汞、颗粒态汞和总汞的脱除效率分别为3.6418.9%、49.080.2%、27.869.6%。湿法脱硫设施对烟气中气态汞、颗粒态汞、总汞的脱除效率分别为32.084.3%、64.395.9%、19.082.9%。发电机组负荷与汞排放呈负指数关系,烟气中汞排放情况随着燃煤电厂发电机组容量的变大反而减小。(5)拟采用三个阶段(10年、5年、5年)对江苏省现有电厂进行废气处理设施改造,不同阶段建设和排放情况为:采用CFG+ESP方式时,三个阶段分别可减少汞排放1.44吨、3吨、2.94吨;苏南、苏中和苏北区域可减少汞排放3.72吨、1.85吨、1.82吨;常州市汞的年排放量最低为0.001吨。采用PC+SCR+ESP+WFGD方式时,三个阶段分别可减少汞排放3.23吨、1.41吨、2.08吨;苏南、苏中和苏北区域可减少汞排放3.39吨、1.78吨、1.66吨;常州市所用时间最短。采用PC+ESP+WFGD方式时,三个阶段分别可减少汞排放5.28吨、0.83吨、1.03吨;苏南、苏中和苏北区域可减少汞排放3.64吨、1.75吨、1.74吨;淮安市范围内汞的年排放量最低为0.02吨。