Przegląd metod ograniczenia emisji rtęci w elektrowniach podczas spalania paliw stałych

W pracy przedstawiono przegląd i analizę dostępnych technologii usuwania rtęci ze spalin powstałych podczas spalania paliw stałych w elektrowniach i elektrociepłowniach. Przedstawiono charakterystykę problemu zawartości rtęci w węglach zarówno kamiennych jak i brunatnych oraz związki chemiczne rtęci emitowane podczas spalania paliw stałych. W pracy skoncentrowano się na metodach pierwotnych, takich jak: selektywne górnictwo, czyli wydobywanie węgli o niższej zawartości rtęci, wzbogacanie węgla, czyli ograniczenie zawartości rtęci w węglu podczas jego oczyszczania zarówno fizycznego jak i chemicznego, oraz bardzo obiecującą technologi? obróbki termicznej paliwa przed wprowadzeniem węgla do komory spalania, która oprócz usunięcia z węgla rtęci pozwala także na waloryzację paliwa poprzez usunięcie z niego wilgoci, co jest szczególnie korzystne w przypadku paliw zawierających dużą ilość wilgoci, takich jak węgiel brunatny. Skuteczność tego procesu może dochodzić do 90% już w temperaturze 290°C dla węgla brunatnego i 95% dla węgla kamiennego w temperaturze 350°C. Druga grupa metod, które omówiono w pracy, to metody wtórne polegające na usuwaniu rtęci ze spalin już po procesie spalania. W tym procesie oczyszczanie odbywa się za pomocą węgla aktywnego najczęściej impregnowanego siarką, jodem itd., który jest wtryskiwany od ciągu spalinowego za komorą spalania, a przed elektrofiltrem. Węgiel aktywny z zaadsorbowaną rtęcią jest następnie wychwytywany przez urządzenia do odpylania spalin, np. przez elektrofiltr lub filtr workowy. Skuteczność takiego procesu zależy głównie od ilości podawanego węgla aktywnego i może dochodzić do 98%. Przedstawiono także możliwość usuwania rtęci przez istniejące urządzenia do oczyszczania gazów, takie jak: elektrofiltry, filtry workowe i instalacje odsiarczania spalin, bez podawania węgla aktywnego.

This paper presents an overview and analysis of available technologies to remove mercury from exhaust gases produced during the combustion of solid fuels in power plants. It characterizes the problem of mercury content in coals for hard coal and lignite, and mercury compounds emitted during the combustion of solid fuels. The study focused on precombustion methods such as selective mining, extraction of coals with lower mercury content, enrichment of coals, reducing the mercury content in coal during cleaning (physical or chemical), and a very promising technology for thermal treatment of coal before introduction of fuel to a combustion chamber. The removal of mercury from coal also allowed indexation of fuel by the level of moisture removed, which is particularly advantageous in the case of fuels containing a large amount of moisture, such as lignite. The effectiveness of this process can be up to 90% even at 290°C for lignite and 95% for coal at a temperature of 350°C. The second group of methods that are discussed in this work are the postcombustion methods for the removal of mercury from flue gas after combustion. This process of treatment was carried out by using activated carbon impregnated with sulfur, iodine, etc., which was injected during the combustion behind the combustion chamber and before the electrostatic precipitator. Activated carbon with adsorbed mercury is then captured by a gas extraction device, such as an electrostatic precipitator or fabric filter. The effectiveness of this process depends mainly on the amount of activated carbon fed, and can be up to 98%. The paper also describes the ability to remove mercury from existing gas cleaning devices, such as an electrostatic precipitator, fabric filters, and flue gas desulphurization plants without injection of the active carbon.