[01404324]燃煤烟气多种污染物减排关键技术

本项目“燃煤烟气多种污染物减排关键技术”是课题组长期从事的研究,在国家自然科学基金、上海市科委重点科技攻关、上海市浦江人才计划、上海市曙光人才计划、教育部留学回国人员科研基金等项目支持下,进行了燃煤烟气SO2、NOx、Hg等污染物生成与迁移特性的研究,形成包括吸附、光催化-液相吸收等在内的一系列成果,在企业进行了技术示范。关键技术包括： 1)通过NaBr化学改性,Br元素分布到木质活性炭表面活性点位,将烟气中单质汞氧化为二价汞,使活性炭对烟气汞的吸附效率达89.1%,大大提升对烟气汞的脱除效果。对烟气汞吸附效果最好的毛豆杆的制备优化条件为50%活化剂浓度,活化时间1.5小时,活化温度600℃。KMnO4改性过程中,一方面KMnO4的强氧化性将Hg0氧化成更易于脱除的Hg2+,另一方面KMnO4改变了Ca（OH）2的表面性质,同时,MnO2可以和Hg0生成Hg2MnO2,易于被吸附,使得改性后的Ca（OH）2对烟气汞脱除效率由14.50%提高到80%以上。 2)光催化结合液相吸收,溶液选用KMnO4（0.005mol/L）-H2SO4（0.1mol/L）溶液,在SO2浓度为400-1400ppm时光催化氧化结合液相吸收脱硫脱除效率分别为89.9%-98.8%,随着SO2浓度的下降,光催化结合液相吸收的效率曾上升趋势。在SO2/NOx/Hg浓度分别为400ppm/200ppm/12.5μg/m3,实验反应时间为1h,最终光催化氧化结合液相吸收对SO2/NOx/Hg的脱除效率分别为97.78%,40.12%,60.02%。光催化结合液相吸收对SO2/NOX/Hg的联合脱除具有良好效果。 3)对光催化剂的可控制备原理和方法进行了深入系统研究,开发了一系列掺杂型铋基、钛基光催化剂,拓展了光催化剂应用范围,使其在可见光条件下仍具有非常好的光催化性能,对烟气汞的脱除效率达到90%以上,对光催化过程中的电子跃迁、复合、迁移等光催化机理进行了深入分析,推动了光催化脱除污染物领域的学科和技术发展。 4)开发了CO2减排控制试验平台,在酸性气体膜吸收法工艺试验装置上,通过膜吸收法脱除烟气中CO2的试验室模拟试验研究,当采用一定浓度的MEA吸收液脱除模拟烟气中CO2时,提高吸收液流量,可提高CO2的脱除率,而烟气流量的提高和进口烟气中CO2的浓度的增加会导致脱除率的降低。 5)构建了应用于电厂现场的吸附剂喷射系统,应用自行开发的吸附剂在静电除尘器入口段进行喷射,采用两种喷射量进行了对比,随着工况不同,对烟气汞的吸附效率分别达到在70.7% - 79.6% ,和84.5%- 86.8%,对SO2和NOx具有良好的脱除效率。 本项目探索了燃煤烟气多种污染物生成与转化机理、形态分布和迁移特性等,建立了燃煤烟气污染物（SO2、NOx和Hg）减排控制系统、多种污染物联合脱除系统,以及CO2减排控制试验平台;开发了改性碳基吸附剂、吸附剂喷射装置,铋基、钛基光催化剂、掺杂型铋基、钛基光催化剂,平板型光催化反应器等试剂和烟气污染物脱除方法,形成吸附、光催化-液相吸收等燃煤烟气多种污染物联合脱除的关键技术与方法,获得国家发明专利10项,新申请发明专利7项,发表高水平学术论文10余篇,所开发的脱汞效率达到89.1%,并具有脱硫、脱硝的能力,在350MW燃煤电站上进行了联合脱汞、脱硫、脱硝的技术示范,成果具有良好的应用及推广前景,为燃煤电站环保设备的更新换代提供科学依据,为减缓全球变暖起到促进作用。这些技术与平台为燃煤电站节省环保设备投资与运行费用,并为其它地区的电站运行与污染物控制提供示范作用。