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基于活性碳 - 聚合物复合材料的烟气除贡技术 W.L. Gore & Associates, Inc. April 2011

基于活性碳 - 聚合物复合材料的烟气除贡技术 W.L. Gore & Associates, Inc. April 2011. 概要. 简介 实验室试验 现场试验 总结. 简介. 用于烟气脱汞 (Hg) 的活性炭技术： 碳注射 ：低汞 (Hg) 容量、煤灰污染 固定碳床 ：被硫氧化物 (SOx) 或其它酸性气体饱和、需要经常床层再生 Gore 公司的碳 - 聚合物复合材料 ( carbon-polymer composite, CPC ) 胶带： 活性炭（经过化学处理）和含氟聚合物复合胶带 应用于固定床结构

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基于活性碳 - 聚合物复合材料的烟气除贡技术 W.L. Gore & Associates, Inc. April 2011

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Presentation Transcript

  1. 基于活性碳-聚合物复合材料的烟气除贡技术 W.L. Gore & Associates, Inc. April 2011

  2. 概要 • 简介 • 实验室试验 • 现场试验 • 总结

  3. 简介 • 用于烟气脱汞 (Hg) 的活性炭技术： • 碳注射：低汞 (Hg) 容量、煤灰污染 • 固定碳床：被硫氧化物 (SOx) 或其它酸性气体饱和、需要经常床层再生 • Gore 公司的碳-聚合物复合材料 (carbon-polymer composite, CPC) 胶带： • 活性炭（经过化学处理）和含氟聚合物复合胶带 • 应用于固定床结构 • 大大减少被硫氧化物 (SOx) 或其它酸性气体饱和的机会，因此，无需经常床层再生

  4. 简介 • Gore 的碳-聚合物复合 (CPC) 材料（续）： • 烟气条件：低温（< 100摄氏度）和低湿（相对湿度 > 50%） • 硫氧化物 (SOx) 和其它酸性气体被转化为酸溶液并自动排到 CPC 胶带的外表面，然后被收集 • 低温操作下，汞 (Hg) 可以高容量地（重量百分比 > 1.0）附着于碳表面；因此在吸着剂被汞饱和之前可以长时间有效 • CPC 胶带可制成模形式，实现低压降 • 美国专利：7,442,352 B2 （2008 年），专利申请人：Lu（陆）与 Wu（吴）

  5. 收集和处理硫氧化物 (SOx) 的系统 烟气硫氧化物 (SOx)、汞 (Hg) 吸附模式 通过高温加热 碳床 再生模式 或通过水洗 处理稀释硫酸 (H2SO4) 溶液（酸浓度 < 2%）的系统 酸溶液 简介 典型固定碳床应用 洁净空气

  6. 实验室试验 • 硫氧化物 (SOx) 和汞 (Hg) 脱除－将硫氧化物 (SOx) 转化为硫酸溶液 洁净空气 空气 + 二氧化硫 (SO2) + 汞 (Hg) 900ppm 带汞 (Hg) 二氧化硫 (SO2)，相对湿度 65%，65 摄氏度 重量百分比约为 37 的硫酸 (H2SO4) 溶液

  7. 实验室试验 • 硫氧化物 (SOx) 和汞 (Hg) 脱除－将硫氧化物 (SOx) 转化为硫酸溶液（续） • 试验条件： • 900ppm 二氧化硫 (SO2) • 6 毫克/立方米汞 (Hg) • 4 厘米 x 7 厘米胶带 • 300sccm 流量 • 65 摄氏度 • 相对湿度 65% CPC 胶带 二氧化硫 (SO2) 脱除率 (%) 一般活性碳 时间（天）

  8. 实验室试验 • 硫氧化物 (SOx) 和汞 (Hg) 脱除（续）－ 汞脱除率 试验条件：900ppm 二氧化硫 (SO2)，6.0 毫克/立方米汞 (Hg)，相对湿度 65%，65 摄氏度 汞 (Hg) 脱除率 (%) 时间（小时）

  9. 流出 塑胶板 Gore CPC 胶带 ¼” 流入 实验室试验 • 利用平行板装置脱汞实验（由URS公司做的实验） • 汞：20-50 微克/立方米 • 二氧化硫 (SO2)： 50 ppmv • 温度： 140 华氏度（60 摄氏度） • 相对湿度： 50% • 气流： 0.8 立方英尺/分钟 • CPC 胶带总长： 3.8 英寸 x 23 英寸（两条）

  10. 稳定的汞 (Hg) 脱除率 = 82% 实验室试验 • 利用平行板装置脱汞 （由URS公司做的实验）（续） • URS 数字模拟：稳定的汞 (Hg) 脱除率 = 80% 湿式烟气脱硫 (FGD) 洗涤器的汞吸附穿透曲线（采用 166.25 平方英寸Gore 碳胶带，在一个平行板结构中试验，温度为 140 华氏度，模拟一座燃煤发电厂下游产生的烟气）。 穿透百分比（入口汞 [Hg] 百分比） 累积运行时间（小时）

  11. 实验室试验 • 利用平行板装置脱汞 （由URS公司做的实验） （续） - URS 试验后汞 (Hg) 在 CPC 胶带上的分布 URS 试验后碳胶带上的汞 (Hg) 含量分布 胶带 2 胶带 1 胶带上的汞含量 (ppmw) 距离入口的距离（英寸）

  12. Plant Yates – Newnan, Georgia

  13. 我们在这里！ 小规模现场试验（续） 我们在这里！

  14. 小规模现场试验（续） • Plant Yates 论证 －碳胶带组件（8 月2010 – 2月 2011） • 有关试验由 Gore、EPRI、URS 和 Sothern Company 共同进行 • 试验在 Southern Company 的 Plant Yates 发电站完成 • 在石灰石湿式除硫设备后收集分流烟气（从烟囱） • 温度：~123 华氏度（51 摄氏度） • 湿度： 100% • 流速： 13.0 和 24.7acfm（5 和 9.5 英尺／秒线速度） • 碳胶带： 6 英寸深、直径为 3.8 英寸的圆柱组件（8 个组件） • 试验日期： 7 月 31 日、8 月 30 日、9 月 16 日、10 月 26 日、11 月 29 日

  15. 烟气入口 取样端口 六个组件 八个组件 CPC 胶带组件 液体收集器／排水管 小规模现场试验（续） CPC 胶带组件

  16. 小规模现场试验（续）

  17. 小规模现场试验（续） 气流速度－ 5.0 英尺／秒 气流速度－ 9.6 英尺／秒 脱汞 (%) 三个组件 六个组件 八个组件

  18. 八个组件 小规模现场试验（续） 二氧化硫 (SO2) 脱除 二氧化硫 (SO2) 脱除率 (%) 二氧化硫 脱除－6个组件 二氧化硫脱除－8个组件 操作时间（天）

  19. 总结 • 我们用具有独特性能的吸附剂材料 – 碳聚物合复合材料 (CPC) – 来开发用于脱除烟气中的汞和其它污染物的技术 • 该技术基于固定吸附床，该吸附床无需经常性的再生工序 • 现场论证试验显示，CPC吸附床对汞 (Hg)／硫氧化物 (SOx) 的脱除具有长期的无间断性的效果（在实验的6个月内，没做任何再生或维护工序） • 我们将进一步开发该技术，进行中等和全厂规模的现场论证试验；并作该技术的经济和适用性的评估

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