Hg-CEMS烟气预处理关键问题研究与进展

鉴于汞在化石燃料和矿物资源中的天然禀赋以及能源与资源利用过程中汞污染物的排放与监管,研发我国自主知识产权的汞连续在线监测系统(Hg-CEMS)成为汞排放浓度监测的国家重大需求。烟气预处理技术是Hg-CEMS系统中最关键的组成部分,也是限制我国Hg-CEMS技术发展与应用的核心技术。对Hg-CEMS烟气预处理技术中的4个关键模块——稀释采样模块、Hg0/Hg^(2+)分离模块、Hg^(2+)还原模块、Hg^(2+)标气发生模块的研究进展进行全面综述。首先,介绍稀释采样技术的原理与应用,阐述音速小孔和热稀释引射器的结构和设计要点,论述数值模拟与优化设计相结合的方法。其次,针对Hg0/Hg^(2+)分离技术,综述湿法吸收、物理吸附和化学吸附的研究新进展,讨论选择性吸附剂KCl和CaO的理论和实验研究结果。第3,针对Hg^(2+)还原技术,概述湿化学还原、低温还原和高温分解还原的技术,论证低温还原技术中固态还原剂的活性成分、反应温度以及烟气成分对氧化态汞还原的影响,探讨高温分解还原技术中填充材料、酸性气体组分以及除酸剂对Hg^(2+)还原和抑制Hg0再氧化的新研究进展。最后,针对Hg^(2+)标气发生技术面临的技术难点,提出固态标气发生新技术理念并指出其工业应用的可行性。结合当前Hg-CEMS技术的研究发展和应用现状,提出上述4个关键模块的研究思路、解决方案与应用前景。

FEKF在Hg-CEMS中的信号处理研究

针对Hg-CEMS中光电倍增管输出的电压峰信号噪声统计特性随工况的变化而变化,提出了一种模糊扩展卡尔曼滤波(FEKF)算法。该算法根据实际观测新息的均值和方差通过模糊控制器对观测噪声的理论方差阵不断调整,从而实现卡尔曼滤波器对含噪电压峰信号的自适应滤波处理。仿真结果表明,在理论噪声特性偏离实际工况时,该方法滤波效果明显优于常规扩展卡尔曼滤波算法,且具有较强的适应性。

燃煤电厂大气汞排放监测方法分析及试验研究

准确测量燃煤电厂的大气汞排放浓度,是掌握燃煤电厂汞排放量、开展汞污染控制的关键。目前,国内外采用的燃煤电厂大气汞排放监测技术主要有:安大略法(OHM)、在线连续监测法(CEMS)、吸附管离线采样法(30B)、高锰酸钾-冷原子吸收分光光度法(HJ 543-2009)。文中对上述4种方法分别进行了阐述和分析,介绍了四种方法各自的优缺点。在此基础上,开展了对比试验和研究。试验结果表明:30B法和Hg-CEMS法在测量总汞时的数据一致性良好;而采用HJ 543-2009方法时的测量结果,比采用30B方法的测量结果偏低。因此,国际上采用的方法由于设计严谨并有严格的质量控制,因此具有较高的测量准确度。

气相氧化态汞还原技术在汞在线监测系统中的应用

燃煤烟气氧化态汞的精准监测是制定最优汞排放控制策略的先决条件,也是汞在线监测系统(Hg-CEMS)中的核心技术之一。本文对湿化学取样法、固体吸附剂取样法和汞在线监测系统进行论述与对比,针对Hg-CEMS中关键的氧化态汞还原技术进行综述。阐述氧化态汞湿化学还原法,高温裂解还原和固态催化还原的研究进展。着重讨论高温裂解还原技术中填充材料的蓄热能力以及酸性气体和氧化性组分对氧化态汞监测的影响;论述固态催化还原技术中固态催化剂的活性组分、反应温度窗口以及对汞还原的优先选择特性对氧化态汞监测的影响。结合当前烟气氧化态汞的还原技术研究及应用现状,提出Hg-CEMS中氧化态汞转化技术的研究思路和应用前景。