烟气脱汞过程中活性炭喷射量的影响因素.pdf

书书书第５６卷第１１期化工学报Ｖｏｌ．５６Ｎｏ．１１２００５年１１月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（Ｃｈｉｎａ）Ｎｏｖｅｍｂｅｒ２００５檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭殐殐殐殐研究论文烟气脱汞过程中活性炭喷射量的影响因素胡长兴，周劲松，骆仲泱，高洪亮，王勤辉，岑可法（浙江大学能源清洁利用与环境工程教育部重点实验室，浙江杭州３１００２７）摘要在模拟燃煤烟气流动反应试验台上，对喷射吸附脱汞过程中影响活性炭喷射量的汞浓度、停留时间、温度、除尘设备等因素进行了试验研究．结果表明获得相同脱汞效率，在较低烟气汞浓度下活性炭的喷射量较大．停留时间对活性炭喷射量的影响最大，在较长停留时间下活性炭能够进行充分的吸附，相应的活性炭喷射量较少；在较短停留时间下受动力学限制，过多的活性炭喷射量不会引起脱汞效率相应增加．随着温度升高，活性炭的喷射量也随之增加；通过化学改性能提高活性炭在较高烟气温度下的吸附能力，从而减少喷射量．布袋除尘设备的使用能在较大程度上降低活性炭的喷射量．关键词活性炭；脱汞；喷射量；燃煤烟气中图分类号ＴＱ５３４．９文献标识码Ａ文章编号０４３８－１１５７（２００５）１１－２１７２－０６犉犪犮狋狅狉狊犪犳犳犲犮狋犻狀犵犪犿狅狌狀狋狅犳犪犮狋犻狏犪狋犲犱犮犪狉犫狅狀犻狀犼犲犮狋犻狅狀犳狅狉犳犾狌犲犵犪狊犿犲狉犮狌狉狔犮狅狀狋狉狅犾犎犝犆犺犪狀犵狓犻狀犵，犣犎犗犝犑犻狀狊狅狀犵，犔犝犗犣犺狅狀犵狔犪狀犵，犌犃犗犎狅狀犵犾犻犪狀犵，犠犃犖犌犙犻狀犺狌犻，犆犈犖犓犲犳犪（犆犾犲犪狀犈狀犲狉犵狔牔犈狀狏犻狉狅狀犿犲狀狋犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔狅犳犕犻狀犻狊狋狉狔狅犳犈犱狌犮犪狋犻狅狀，犣犺犲犼犻犪狀犵犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犎犪狀犵狕犺狅狌３１００２７，犣犺犲犼犻犪狀犵，犆犺犻狀犪）犃犫狊狋狉犪犮狋Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｍｅｒｃｕｒｙｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｒｅｓｉｄｅｎｃｅｔｉｍｅ，ｆｌｕｅｇａｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅｃｏｎｔｒｏｌｄｅｖｉｃｅｏｎｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｉｎｊｅｃｔｉｏｎｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｐｉｌｏｔ  ｓｃａｌｅｔｅｓｔｓ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔａｇｒｅａｔｅｒａｍｏｕｎｔｏｆａｃｔｉｖｅｃａｒｂｏｎｉｎｊｅｃｔｉｏｎｆｏｒｍｅｒｃｕｒｙｒｅｍｏｖａｌｗａｓｎｅｅｄｅｄａｔｌｏｗｅｒＨｇｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ．Ｒｅｓｉｄｅｎｃｅｔｉｍｅｗａｓｏｎｅｏｆｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｆａｃｔｏｒｓａｆｆｅｃｔｉｎｇｍｅｒｃｕｒｙｒｅｍｏｖａｌ．Ａｌｏｎｇｅｒｒｅｓｉｄｅｎｃｅｔｉｍｅｗｏｕｌｄｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙｏｆａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎ．Ｏｎｔｈｅｏｔｈｅｒｈａｎｄ，ｉｎｃｒｅａｓｅｄｉｎｊｅｃｔｉｏｎｏｆａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｗｏｕｌｄｎｏｔｒｅｓｕｌｔｉｎｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｍｅｒｃｕｒｙｒｅｍｏｖａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｔａｓｈｏｒｔｒｅｓｉｄｅｎｃｅｔｉｍｅ．Ｆｌｕｅｇａｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｈａｄａｎｅｇａｔｉｖｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｍｅｒｃｕｒｙｒｅｍｏｖａｌ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｔｒｅａｔｅｄｗｉｔｈｃｈｅｍｉｃａｌａｇｅｎｔｓｈａｄａｇｏｏｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｔａｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｔｈｅｆａｂｒｉｃｆｉｌｔｅｒｗｏｕｌｄｂｅｖｅｒｙｈｅｌｐｆｕｌｆｏｒａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｍｅｒｃｕｒｙｒｅｍｏｖａｌａｎｄｃｏｕｌｄｄｅｃｒｅａｓｅｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｉｎｊｅｃｔｉｏｎ．犓犲狔狑狅狉犱狊ａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎ；ｍｅｒｃｕｒｙｃｏｎｔｒｏｌ；ａｍｏｕｎｔｏｆｉｎｊｅｃｔｉｏｎ；ｃｏａｌ  ｆｉｒｅｄｆｌｕｅｇａｓ２００４－１０－２７收到初稿，２００５－０１－１０收到修改稿．联系人周劲松．第一作者胡长兴（１９７９），男，博士研究生．基金项目国家自然科学基金项目（５９９０６０１０）；国家高技术研究发展计划项目（２００１ＡＡ５２９０４０）．引言燃煤锅炉作为造成环境汞污染的主要人为排放源（根据美国环保署的数据，大气环境中约３１％的汞来自于燃煤电厂的煤燃烧，居人为汞排放犚犲犮犲犻狏犲犱犱犪狋犲２００４－１０－２７．犆狅狉狉犲狊狆狅狀犱犻狀犵犪狌狋犺狅狉Ｐｒｏｆ．ＺＨＯＵＪｉｎｓｏｎｇ．犈－犿犪犻犾ｚｈｏｕｊｓ＠ｃｍｅｅ．ｚｊｕ．ｅｄｕ．ｃｎ犉狅狌狀犱犪狋犻狅狀犻狋犲犿ｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（５９９０６０１０）ａｎｄｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＨｉｇｈＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＰｒｏｇｒａｍｏｆＣｈｉｎａ（２００１ＡＡ５２９０４０）．源第一位［１］），已经在世界范围引起广泛关注．目前，世界少数发达国家（如美国、加拿大、澳大利亚等）已经开始制定限制汞等重金属痕量元素排放的标准．美国环保署已于２００４年初提出燃煤电厂锅炉汞排放控制标准草案，将于２００７年底前完全执行该标准［２］．随着人们环境保护意识的提高和认识的深入，这种限定必将越来越严格，以煤为主要能源的中国也不会例外．据估算，１９９５年中国燃煤汞排放总量为３０２．９ｔ，其中向大气排放的汞量为２１３．８ｔ，排入灰渣及燃烧副产品中的汞为８９．１ｔ［３］．１９７８～１９９５年，我国燃煤工业累计向大气排放汞达２４９３．８ｔ，年平均增长速度为４．８％［３］．如果不进行有效控制，随着经济的发展汞排放量还将继续增长．因此必须积极开展燃煤汞污染控制相关研究，进一步探索合理的汞控制方法．活性炭喷射脱汞技术同现有的静电除尘或布袋除尘等设备联用能有效控制燃煤烟气汞排放．其主要是利用活性炭（其中飞灰也有一定吸附汞的能力）吸附烟气中的汞，使它们富集于活性炭（或飞灰）中成为颗粒汞，经除尘设备捕获分离达到烟气脱汞的目的．美国环保署曾对活性炭喷射技术成本作过估计，按目前的技术水平达到９０％的脱汞效率，每脱除１ｋｇ汞需花费ＵＳ＄１１０２３～６１７２８，而美国能源部估计为ＵＳ＄５５１１４～１５４３２０［４］．活性炭喷射量是关系烟气脱汞效率与经济性的关键因素，本文用炭汞比（Ｃ／Ｈｇ）表示．由于燃煤锅炉烟气中的汞浓度较低，一般在１０～１５μｇｍ－３左右［５］，要达到高的脱汞效率比较困难，必须选择合理的炭汞比保证脱汞效率和经济性．本文在模拟烟气流动反应试验台上对喷射吸附脱汞过程中影响活性炭喷射量的因素进行了研究．主要研究了汞浓度、停留时间、温度、除尘设备等吸附环境因素对活性炭喷射量的影响．１试验装置和方法模拟烟气流动反应试验台如图１所示．该试验台主要由模拟烟气发生系统、流动反应塔、活性炭喷射系统、除尘系统和数据测量采集系统５部分组成．模拟烟气发生系统由鼓风机、引风机、燃烧室、混合室、二氧化硫源及汞蒸气发生装置组成．鼓风机用于提供空气，引风机协助送风．空气分为两路一路进入燃烧室，另一路进入气体混合室．试验时，柴油经雾化后在燃烧室燃烧生成的烟气进入气体混合室与冷空气、二氧化硫及汞蒸气混合形Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｙｓｔｅｍ１Ｎ２；２ｍｅｒｃｕｒｙｇｅｎｅｒａｔｏｒ；３ｆｏｒｃｅｄｄｒａｆｔｆａｎ；４ｄｉｅｓｅｌｏｉｌ；５ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｃｈａｍｂｅｒ；６ｍｉｘｉｎｇｃｈａｍｂｅｒ；７ＳＯ２；８Ｈ２Ｏ；９ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄａｉｒ；１０ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄＮ２；１１ａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｆｌｕｉｄｉｚｅｄｂｅｄｆｅｅｄｅｒ；１２～１５ｓａｍｐｌｉｎｇｐｏｒｔ；１６ｆｌｏｗｒｅａｃｔｉｎｇｔｏｗｅｒ；１７ｆａｂｒｉｃｆｉｌｔｅｒ；１８ｉｎｄｕｃｅｄｄｒａｆｔｆａｎ成模拟烟气，烟气主要成分浓度见表１．模拟烟气中汞蒸气（在本次试验中使用的是单质汞Ｈｇ０）由ＳＣ  １５型数控超级恒温槽控温的汞渗透管提供．通过改变恒温槽温度和载气（氮气）流量来控制汞蒸气浓度．犜犪犫犾犲１犌犪狊犮狅犿狆狅狊犻狋犻狅狀狅犳狊犻犿狌犾犪狋犲犱犳犾狌犲犵犪狊ＧａｓｅｓＣｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎａｃｔｕａｌｆｌｕｅｇａｓ／％Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎｔｈｉｓｔｅｓｔ／％Ｏ２４１０４８ＣＯ２１０１６１０１４ＣＯ０．００１０．０１０．００２０．００４ＮＯ０．０１０．１０．００８０．０１４ＳＯ２０．０１０．２０．０１０．０１５ＮｏｔｅＴａｂｌｅ１ｓｈｏｗｓｍａｉｎｇａｓｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｂｕｔｎｏｔａｌｌ．流动反应塔上设有压力、温度、汞浓度等参数的测孔及取样孔．模拟烟气从底部进入塔体，喷加雾化水控制反应阶段烟气温度．实验中烟气控温范围为８０～１２０ ℃，相应的烟气中的水蒸气含量为０．０８～０．１７．活性炭用标定的流化床喷射给料系统通过压缩氮气吹入塔体．塔体中的烟气和活性炭在向上流动的过程中会形成很强的内部湍流，使固体颗粒在反应塔内的停留时间延长，从而增加烟气与吸附剂的接触时间使脱汞过程得到改善，提高活性炭的利用率．试验中所用的活性炭为上海活性炭厂提供的ＺｎＣｌ２糖炭，其物性参数见表２．在本次试验中采用的除尘器为布袋除尘器．测量和数据采集系统主要对烟气流速、流量、温度和汞浓度等参数进行测定．试验中烟气入口、塔体中部、尾部及布袋除尘器后的汞浓度用ＱＭ２０１荧光测汞仪在线测量．３７１２第１１期胡长兴等烟气脱汞过程中活性炭喷射量的影响因素犜犪犫犾犲２犘犪狉犪犿犲狋犲狉狊狅犳犪犮狋犻狏犪狋犲犱犮犪狉犫狅狀Ｓｐｅｃｉｆｉｃｓｕｒｆａｃｅａｒｅａ／ｍ２ｇ－１Ｂｕｌｋｓｐｅｃｉｆｉｃｍａｓｓ／ｇｍｌ－１Ｐｏｒｅｖｏｌｕｍｅ／ｍｌｇ－１Ｍｉｃｒｏｐｏｒｅｖｏｌｕｍｅ／ｍｌｇ－１Ｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅ／ｍｍＰｏｒｏｓｉｔｙ１８５００．３５１．０５０．５９０．０９０．６７２结果与讨论目前，已有学者从理论模型的角度研究喷射脱汞技术中活性炭的喷射量问题，如Ｒｏｓｔａｍ  Ａｂａｄｉ等［６］以质量平衡为基础建立了活性炭在管道流中的炭汞比选择模型（Ｃ／Ｈｇ）ｍｉｎ＝８３３．３ ρｃ犱２ｐｌｎ［Ｈｇ］ｉｎ［Ｈｇ］ｏｕｔ狋犇Ｈｇ［Ｈｇ］ｉｎ（１）由于实际活性炭喷射吸附脱汞过程相当复杂，模型并不能反映实际情况，存在不足和误差．本文从实际吸附环境出发，主要研究活性炭喷射烟气脱汞过程中烟道环境因素，如汞浓度、停留时间、温度、除尘设备等对活性炭喷射量的影响．２  １汞浓度对活性炭喷射量的影响通过不同汞浓度对活性炭喷射量影响研究，发现在不同初始汞浓度下要达到相同的脱汞效率［定义如式（２）］，低汞浓度时需要的炭汞比较大，如图２所示．犈＝［Ｈｇ］ｉｎ－［Ｈｇ］ｏｕｔ［Ｈｇ］ｉｎ１００％（２）Ｆｉｇ．２ＥｆｆｅｃｔｏｆＨｇｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｎＣ／Ｈｇｎｅｅｄｅｄｆｏｒ７０％ｒｅｍｏｖａｌａｔ１２０℃ 从吸附机理看，被吸附物质的浓度越大需要的吸附剂也就相应越多．研究表明［７］，活性炭对汞浓度为１０μｇｍ－３烟气进行固定床吸附，其平衡吸附容量约为２００μｇｇ－１，即炭汞比为５０００．说明活性炭喷射烟气脱汞过程中导致高炭汞比的原因不是活性炭本身对汞的吸附容量问题．另外要发生吸附作用，被吸附物质必须在吸附剂的作用范围内．活性炭喷射吸附汞是一种非均相气固反应行为，只有汞与活性炭表面间距离足够近形成相互吸附作用力才能完成吸附行为．受表面反应动力学限制，浓度越低汞在烟气中的扩散能力越差，很难满足发生吸附的要求．Ｌｉｖｅｎｇｏｏｄ等［８］推测由于汞浓度的增加而增大了吸附的推进力从而提高了活性炭的利用率，以至于获得同样的脱汞效率在较高浓度下炭汞比较低，喷射量较少．由于燃煤烟气中的汞浓度较低，脱除起来十分困难．为了控制炭汞比降低汞脱除成本，针对燃煤锅炉烟气中的汞浓度较低的特点，应尽可能通过加强湍流、循环使用活性炭等手段增强烟气中汞与活性炭的接触机会，增大活性炭的利用率，降低炭汞比，减少喷射量．２  ２停留时间对活性炭喷射量的影响在其他条件相同情况下研究了不同停留时间（停留时间是指从用于脱汞的活性炭进入烟道与烟气接触到活性炭被捕捉与烟道分离的这段时间）对活性炭喷射量的影响．试验结果如图３所示．Ｆｉｇ．３ＥｆｆｅｃｔｏｆＣ／ＨｇｏｎＨｇｒｅｍｏｖａｌａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｅｓｉｄｅｎｃｅｔｉｍｅ从结果看，在相同脱汞效率下停留时间越长炭汞比越小，即在长停留时间下活性炭的喷射量较少．燃煤烟气脱汞过程是活性炭在流动状态下与烟气中的汞相互接触，进行吸附反应的过程．活性炭与汞的相互接触时间直接影响着活性炭对汞的吸附能力，而停留时间在一定程度上决定着吸附反应的接触时间，是影响活性炭吸附能力的一个关键因素．停留时间增加，意味着汞与活性炭接触而发生吸附作用机会增多，汞有足够的时间扩散到活性炭各孔内部，从而活性炭吸附汞越充分，相同脱汞效率下所用的活性炭也就越少．因此燃煤烟气脱汞过４７１２化工学报第５６卷程中可通过延长活性炭在烟道中的停留时间，来减少活性炭的喷射量．通常情况下，停留时间是一个不易调节的参数．对于一些现存的燃煤锅炉，如采用燃煤烟气活性炭喷射技术脱汞，因受其烟道长度限制，停留时间一定．那么是否可以通过增加炭汞比的办法来获得高的脱汞效率呢从式（１）来看，并未对时间做出限定．本文在研究中发现，在一定停留时间下过多地增加炭汞比并不能相应提高脱汞效率．由图３可知，不同停留时间下，脱汞效率随炭汞比增加的变化趋势是不同的．停留时间越短，曲线越平坦，相同炭汞比下的脱汞效率也较低．在一定停留时间下，当炭汞比超过一定数值后脱汞效率的增加变得缓慢甚至停滞．由图３可知，在１．８３ｓ的停留时间下，单一的增加炭汞比其脱汞效率也很难超过３０％．原因在于活性炭是一种多孔物质，受吸附阻力的影响，汞在多孔物质内扩散到吸附位需要一定的时间．如果停留时间较短，则有可能导致汞在多孔物质内扩散吸附不完全，从而限制了脱汞效率的提高．因此在停留时间一定的情况下，当炭汞比超过一定数值后，继续增加活性炭喷射量并不能带来脱汞效率的相应增加．２  ３温度对活性炭喷射量的影响温度是影响物理吸附和化学吸附的关键参数，它可以改变吸附力的性质．由试验结果看，见图４，相同脱汞效率下随着温度升高炭汞比也相应的增加，表明汞的吸附能力降低，符合物理吸附的特征．物理吸附具有可逆性，在汞的吸附和脱附动态平衡中，随着温度的升高对脱附更加有利［９］．因此较高温度下活性炭的吸附能力降低，导致在相同脱汞效率下活性炭的喷射量增加．Ｆｉｇ．４ＥｆｆｅｃｔｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎＣ／Ｈｇｎｅｅｄｅｄｆｏｒ７０％ｒｅｍｏｖａｌｏｆ１３μｇｍ－３Ｈｇｇａｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ在烟气脱汞技术中，通常采用喷水冷却烟气的方法控制烟温来提高活性炭的吸附能力．但是受到酸露点的影响，烟温不可能太低，要通过进一步降低温度来提高活性炭的吸附能力有一定难度．研究表明，通过化学改性等手段使活性炭在吸附过程中加强化学吸附的能力，能有效地消除温度对活性炭吸附不利的影响．如图５所示，即使在较低的汞浓度（有关汞浓度对活性炭利用率的影响见２．１节）下，获得相同的脱汞效率，氯化铁浸渍后的活性炭的炭汞比要小于未处理的活性炭，而且随着温度的升高炭汞比降低．Ｆｉｇ．５ＥｆｆｅｃｔｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎＦｅＣｌ３ｉｎｆｕｓｅｄＣ／Ｈｇｎｅｅｄｅｄｆｏｒ７０％ｒｅｍｏｖａｌａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔＨｇｇａｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ经氯化铁浸渍后的活性炭在汞吸附过程中化学吸附起了主要作用，尤其是在较高温度段．分析其中原因，可能是活性氯原子和单质汞发生如下反应Ｈｇ０＋ →ＣｌＨｇＣｌ（３）ＨｇＣｌ＋→ＣｌＨｇＣｌ２（４）反应（３）在室温下即可发生［１０］，在２５～１４０ ℃温度范围内，该气态反应所需的Ｇｉｂｂｓ自由能很低［１１］．反应（４）在较高温度下也可以发生．化学吸附由于被吸附分子与固体表面分子之间的化学作用，在吸附过程中发生电子转移或公有、原子重排以及化学键的断裂与形成等过程，包括在吸附剂固体与第一层吸附物质之间形成化合物，需要一定的活化能，因而在较高的温度下更容易进行．因此通过化学改性的方法，不仅消除较高温度对活性炭吸附汞的不利影响，而且使得活性炭的吸附能力加强，减少了活性炭的喷射量．２  ４除尘设备对喷射量的影响除尘设备均有一定脱汞能力，但不同的除尘设备其脱除效率是不同的，研究表明［７］空气预热器后静电除尘器、空气预热器前静电除尘器和布袋除尘器的平均脱汞效率分别为２７％、４％和５８％．在静电除尘设备中，活性炭等固体颗粒随烟气流动过程中被平行于流动方向的平板收集．尽管烟气在静电５７１２第１１期胡长兴等烟气脱汞过程中活性炭喷射量的影响因素除尘器中的停留时间有几秒，但是烟气与平板上被收集颗粒之间距离大概有１０ｃｍ，不能给烟气和活性炭之间的吸附剂提供帮助．然而布袋除尘器为烟气与吸附剂提供了紧密接触的场所．有研究者对烟气在静电除尘器流动过程的扩散吸附跟在布袋除尘器类似固定床的扩散吸附做过简单的计算［１２］，从结果来看，布袋除尘器中烟气到颗粒的扩散传质能力较强，从而使得在相同脱汞效率下，带有布袋除尘系统的活性炭喷射所需要的活性炭量要少于带有静电除尘系统的情况．研究表明［７］，燃煤烟气活性炭喷射技术在带有布袋除尘系统的情况下脱汞效率要比带静电除尘系统的高２０％～３０％，根据吸附温度的不同，有时相差５０％～６５％，从而较大地提高了活性炭的利用率，减少了喷射量．燃煤烟气活性炭喷射脱汞技术同现有的静电或布袋除尘等设备联用可以对燃煤烟气汞排放进行有效的控制．烟气中的汞在烟道中经活性炭吸附稳定后，最终需要用除尘设备将其捕捉和分离．在本次试验中由于采用了布袋除尘器，烟气中还未在烟道中被活性炭吸附稳定的汞被累积在除尘器上的活性炭吸附稳定．从图６可以看出，在不同炭汞比下布袋除尘器后脱汞效率均高于布袋除尘器前，而且有较大增幅，平均脱汞效率在９０％左右．表明布袋除尘器的加入，较大程度上提高了活性炭的利用率，使得在低炭汞比下获得高脱汞效率成为可能．原因在于布袋除尘器上面累积有大量的活性炭，这就将烟道内流动状态下的吸附转化成了固定床状态下的吸附，较大幅度地增加了接触时间，使活性炭与烟气中的汞蒸气有了很好的气固接触，使得脱汞效率明显提高．Ｆｉｇ．６ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｎＨｇｒｅｍｏｖａｌｂｅｔｗｅｅｎｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｆａｂｒｉｃｆｉｌｔｅｒ（ＦＦ）ｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔＣ／Ｈｇａｔ１００℃ ３结论（１）要达到相同脱汞效率，烟气中汞浓度越低，活性炭的喷射量越大．（２）活性炭喷射量受停留时间影响最大，在较长停留时间下活性炭能够进行充分的吸附，相应的活性炭喷射量较少；在较短停留时间下受动力学限制，过多的活性炭喷射量不会引起脱汞效率相应增加．（３）随着温度升高，活性炭的喷射量也随之增加；通过化学改性能提高活性炭在较高烟气温度下的吸附能力，减少活性炭喷射量．（４）布袋除尘设备的使用能在较大程度上降低活性炭的喷射量．符号说明犇ＨｇＨｇ在管道内的扩散率，ｃｍ２ｓ－１犱ｐ活性炭颗粒直径，μｍ犈脱汞效率，％［Ｈｇ］ｉｎ，［Ｈｇ］ｏｕｔ分别为管道进、出口的汞浓度，μｇｍ－３狋停留时间，ｓ ρｃ活性炭密度，ｇｃｍ－３犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊［１］ＯｆｆｉｃｅｏｆＡｉｒＱｕａｌｉｔｙＰｌａｎｎｉｎｇａｎｄＳｔａｎｄａｒｄｓａｎｄＯｆｆｉｃｅｏｆＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，Ｕ．Ｓ．ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＡｇｅｎｃｙ．ＭｅｒｃｕｒｙＳｔｕｄｙＲｅｐｏｒｔｔｏＣｏｎｇｒｅｓｓＶｏｌｕｍｅ１ＥｘｅｃｕｔｉｖｅＳｕｍｍａｒｙ．ＥＰＡ  ４５２／Ｒ  ９７  ００３．ＷａｓｈｉｎｇｔｏｎＤＣＵ．Ｓ．ＧｏｖｅｒｎｍｅｎｔＰｒｉｎｔｉｎｇＯｆｆｉｃｅ，１９９７．３５［２］Ｕ．Ｓ．ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＡｇｅｎｃｙ．Ｐｒｏｐｏｓｅｄｎａｔｉｏｎａｌｅｍｉｓｓｉｏｎｓｔａｎｄａｒｄｓｆｏｒｈａｚａｒｄｏｕｓａｉｒｐｏｌｌｕｔｉｏｎｓ；ａｎｄ，ｉｎｔｈｅａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ，ｐｒｏｐｏｓｅｄｓｔａｎｄａｒｄｓｏｆｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｆｏｒｎｅｗａｎｄｅｘｉｓｔｉｎｇｓｔａｔｉｏｎａｒｙｓｏｕｒｃｅｓｅｌｅｃｔｒｉｃｕｔｉｌｉｔｙｓｔｅａｍｇｅｎｅｒａｔｉｎｇｕｎｉｔｓ．犝．犛．犉犲犱犲狉犪犾犚犲犵犻狊狋犲狉，２００４，６９（２０）４６５２４７５２［３］ＷａｎｇＱｉｃｈａｏ（王起超），ＳｈｅｎＷｅｎｇｕｏ（沈文国），ＭａＺｈｕａｎｇｗｅｉ（麻壮伟）．ＴｈｅｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆｍｅｒｃｕｒｙｅｍｉｓｓｉｏｎｆｒｏｍｃｏａｌｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｉｎＣｈｉｎａ．犆犺犻狀犪犈狀狏犻狉狅狀犿犲狀狋犪犾犛犮犻犲狀犮犲（中国环境科学），１９９９，１９（４）３１８３２１［４］ＢｒｏｗｎＴＤ，ＳｍｉｔｈＤＮ，ＨａｒｇｉｓＲＡ，Ｏ’ＤｏｗｄＷＪ．Ｍｅｒｃｕｒｙｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄｉｔｓｃｏｎｔｒｏｌｗｈａｔｗｅｋｎｏｗ，ｈａｖｅｌｅａｒｎｅｄ，ａｎｄｎｅｅｄｔｏｆｕｒｔｈｅｒｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ．犑狅狌狉狀犪犾狅犳狋犺犲犃犻狉牔犠犪狊狋犲犕犪狀犪犵犲犿犲狀狋犃狊狊狅犮犻犪狋犻狅狀，１９９９，４９１９７［５］ＲｅｎＪｉａｎｌｉ（任建莉），ＺｈｏｕＪｉｎｓｏｎｇ（周劲松），ＬｕｏＺｈｏｎｇｙａｎｇ（骆仲泱），ＣｅｎＫｅｆａ（岑可法）．Ｓｔｕｄｙｏｆｍｅｒｃｕｒｙｅｍｉｓｓｉｏｎｄｕｒｉｎｇｃｏａｌｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ．犑狅狌狉狀犪犾狅犳犣犺犲犼犻犪狀犵犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔（犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵犛犮犻犲狀犮犲）（浙江大学学报（工学版）），２００２，３６（４）３９７４０３［６］Ｒｏｓｔａｍ  ＡｂａｄｉＭ，ＣｈｅｎＳＧ，ＨｓｉＨＣ，ＲｏｏｄＭ，ＣｈａｎｇＲ，６７１２化工学报第５６卷ＣａｒｅｙＴ，ＨａｒｇｒｏｖｅＢ，ＲｉｃｈａｒｄｓｏｎＣ，ＲｏｓｅｎｈｏｏｖｅｒＷ，ＭｅｓｅｒｏｌｅＦ．Ｎｏｖｅｌｖａｐｏｒｐｈａｓｅｍｅｒｃｕｒｙｓｏｒｂｅｎｔｓ．ＩｎＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＥＰＲＩ  ＤＯＥ  ＥＰＡＣｏｍｂｉｎｅｄＵｔｉｌｉｔｙＡｉｒＰｏｌｌｕｔａｎｔＣｏｎｔｒｏｌ．ＷａｓｈｉｎｇｔｏｎＤＣ１９９７．ＴＲ  １０８６８３  Ｖ３［７］ＰａｖｌｉｓｈＪＨ，ＳｏｎｄｒｅａｌＥＡ，ＭａｎｎＭＤ，ＯｌｓｏｎＥＳ，ＧａｌｂｒｅａｔｈＫＣ，ＬａｕｄａｌＤＬ，ＢｅｎｓｏｎＳＡ．Ｓｔａｔｕｓｒｅｖｉｅｗｏｆｍｅｒｃｕｒｙｃｏｎｔｒｏｌｏｐｔｉｏｎｓｆｏｒｃｏａｌ  ｆｉｒｅｄｐｏｗｅｒｐｌａｎｔｓ．犉狌犲犾犘狉狅犮犲狊狊犻狀犵犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔，２００３，８２８９１６５［８］ＬｉｖｅｎｇｏｏｄＣＤ，ＨｕａｎｇＨＳ，ＷｕＪＭ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｓｏｒｂｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｃａｐｔｕｒｅｏｆｍｅｒｃｕｒｙｉｎｆｌｕｅｇａｓｅｓ．ＩｎＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅ８７ｔｈＡｎｎｕａｌＭｅｅｔｉｎｇａｎｄＥｘｈｉｂｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅＡｉｒａｎｄＷａｓｔｅＭａｎａｇｅｍｅｎｔＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ．ＣｉｎｃｉｎｎａｔｉＯＨ１９９４．１４［９］ＯｌｓｏｎＥＳ，ＭｉｌｌｅｒＳＪ，ＳｈａｒｍａＲＫ，ＤｕｎｈａｍＧＥ，ＢｅｎｓｏｎＳＡ．Ｃａｔａｌｙｔｉｃｅｆｆｅｃｔｓｏｆｃａｒｂｏｎｓｏｒｂｅｎｔｓｆｏｒｍｅｒｃｕｒｙｃａｐｔｕｒｅ．犑狅狌狉狀犪犾狅犳犎犪狕犪狉犱狅狌狊犕犪狋犲狉犻犪犾狊，２０００，７４（１２）６１７９［１０］ＳｌｉｇｅｒＲＮ，ＫｒａｍｌｉｃｈＪＣ，ＭａｒｉｎｏｖＮＭ．Ｔｏｗａｒｄｓｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｃｈｅｍｉｃａｌｋｉｎｅｔｉｃｍｏｄｅｌｆｏｒｔｈｅｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓｏｘｉｄａｔｉｏｎｏｆｍｅｒｃｕｒｙｂｙｃｈｌｏｒｉｎｅｓｐｅｃｉｅｓ．犉狌犲犾犘狉狅犮犲狊狊犻狀犵犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔，２０００，６５４２３４３８［１１］ＲｅｎＪｉａｎｌｉ（任建莉）．ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎｄＴｈｅｏｒｅｔｉｃａｌＳｔｕｄｙｏｎＭｅｒｃｕｒｙＴｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＳｏｒｂｅｎｔｓＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎｉｎＳｉｍｕｌａｔｅｄＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎＦｌｕｅＧａｓｅｓ［ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ］（学位论文）．ＨａｎｇｚｈｏｕＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００３［１２］ＢｕｓｔａｒｄＣＪ，ＲｅｎｎｉｎｇｅｒＳ，ＭｏｎｒｏｅＬ，ＭｉｌｌｅｒＲ，ＣｈａｎｇＲ，ＪｏｈｎｓｏｎＤ．ＲｅｓｕｌｔｓｏｆａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｉｎｊｅｃｔｉｏｎｆｏｒｍｅｒｃｕｒｙｃｏｎｔｒｏｌｕｐｓｔｒｅａｍｏｆａＣＯＨ

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