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图3 所示为美国EPA 正在推进的废水排放法规Effluent Limitation Guidelines(ELG)对湿法脱硫废水排放限值(上)以及典型的湿法脱硫废水特点(下),从中可以看出湿法脱硫废水中重金属Hg和Se 的含量分别为法规限值的31-3603 倍和2.5-1447 倍,要满足达标排放十分困难,代价极大[2]。这直接限制了湿法脱硫工艺的应用。
此外,美国National Ambient Air Quality Standards(NAAQS)法规,在颗粒物减排方面,除了对PM2.5 和PM10 分别要求,还针对细微颗粒物PM2.5 的一次粒子(可过滤)和二次粒子(可凝结)做了明确的区分,最新的年平均限值分别是12.0 μg/m3 和15.0 μg/m3[3]。由于湿法脱硫工艺对二次细微颗粒物SO3 的脱除效率低,需在湿法脱硫系统后增加造价昂贵、运行维护复杂的湿式电除尘器方能满足排放要求,这进一步限制了湿法脱硫工艺的进一步应用。
表1 美国最新MATS 烟气污染物的限值要求
针对燃煤烟气污染物减排,美国 EPA 颁布了要求极为严格的Mercury and Air Toxics Standards(MATS),如表1 所示,该法规要求燃煤烟气污染物排放限值大幅度下降,尤其是针对重金属汞的排放,要求在0.0030 lb/GWh(约为0.45μg/Nm3)以下(征求意见稿中要求更高,为0.00020 lb/GWh,后经讨论修正,在正式颁布执行法规中对限值进行了调整)[4]。由于采用传统的活性炭吸附脱汞技术成本高,美国越来越多的相关组织和技术人员将目光关注到了多污染物协同净化的工艺上,特别是能够同时实现脱硫、脱酸(SO3、HCl、HF 等)、除尘(含PM2.5)以及重金属汞排放控制的干法工艺。近年来,干法烟气净化工艺在多组分污染物协同净化上技术经济性优的特点逐渐为美国人所接受。
图4 美国AES Greenidge 电厂107MW 机组配套烟气循环流化床干法净化装置
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