摘要：煤炭当中的硒成分，在经过充分燃烧之后，会被排放到空气当中，在进入到空气中后会吸附在细微颗粒之上，能够被燃煤电厂当中的湿法脱硫系统（WFGD）以及湿式电除尘系统（WESP）进行捕获，这两种方式对硒的捕获，能够在很大程度上对研究硒在湿法脱硫系统以及湿式电除尘系统当中的迁移规律以及形态分布有着重要的意义。通过氢化物发生-原子荧光光谱（HG-AFS）方法明确了上述两种系统当中关键位置部分的硒分布情况以及形态变化的规律。通过研究证实，燃煤烟气当中硒成分能够被湿法脱硫系统进行捕获，当硒成分被捕获之后，在脱硫塔当中的固相以及液相含量分别为1.06μg/g和0.122mg/L，通过强制氧化技术，其中有接近80%的四价硒变成六价硒。通过旋流分离器处理之后，其中大部分的硒成分转入到了废水当中。一般情况下，废水处理工作只对四价硒具有有效处理手段，但是六价硒在废水当中的含量占据很高，这种情况下三联箱废水处理手段就无法将硒成分进行有效处理，导致目前燃煤电厂废水当中的硒成分难以治理。湿式电除尘系统能够将传统处理方式无法脱出的气相硒转入到固相，进而提升燃煤烟气当中的硒处理程度。
关键词：超低排放；燃煤电站；湿法脱硫；湿式电除尘器；硒含量
1 试验
1.1试验方法
本次研究使用HG-AFS法，在操作方面更加简便，并且具备高灵敏度。HG-AFS法的基本原理在于通过硼氢化钠与四价硒产生反应之后，产出氢化物，借助高纯氩气进入到检测空间，对四价硒的含量进行检测，并且用盐酸将六价硒还原成四价硒得到其总量，进而得到了六价硒的含量。
1.2试验样品
试验样品来自于某燃煤电厂4×300MW超低排放机组，这套机组分别由SCR、WFSP、WFGD以及ESP组成，如图1所示。湿法脱硫系统当中采集多个重点位置的样品，其中有脱硫石灰浆液、脉冲悬浮泵处浆液、排出泵浆液等等。湿式电除尘系统当中采集的主要就是底部的灰水。将采集到的样本基本上都是固态与液态的混合成分，借助高速离心机把两种形态的样本进行分离取样。在经过分离处理后的液体样本进行过滤，固体样板进行高温处理。
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图1 某燃煤电厂4×300MW超低排放机组
2 试验结果与讨论
2.1湿法脱硫系统（WFGD）中硒成分的分布
对湿法脱硫系统当中关键部位的样本进行分析，对固态样本以及液态样本当中硒成分的含量分布有了大致的了解。在石灰浆当中硒成分的含量相对较低，固相含量为0.006μg/g，液相含量为0.082mg/L。脱硫塔当中固相以及液相当中的硒成分含量为1.06μg/g以及0.122mg/L。在脱硫处理后的排出泵当中固相以及液相的硒含量为0.492μg/g以及0.131mg/L，这证明了石灰浆液当中并没有大量的硒含量进入到系统当中。另外一方面，脱硫塔当中硒含量的固相含量变多，这证明浆液的冲洗将烟气当中附着在颗粒上的硒成分进行了有效的脱除。不过因为脱硫塔当中固相的硒成分出现了浸出情况，就会导致脱硫后的浆液当中出现大量的液相硒成分。从旋流分离器当中硒成分的含量分布情况可以看出，通过旋流分离器之后，部分硒成分被分到了废水处理当中，最后致使分离之后的底流浆液当中固相硒成分以及液相硒成分的含量增多。主要是因为旋流分离器当中的浆液带有很多细微的颗粒，因此导致了液相当中的硒成分能够依附在颗粒上面，就会导致液相当中硒成分的下降。
另一方面，在废水处理过程中，硒成分的固相存在程度过于集中，呈现富集状态，已经超过了石膏生产当中的固相硒成分的总量，并且在废水处理当中液相硒成分相对降低，是因为部分液相硒成分通过沉淀已经被转为固相。不过大部分的硒成分仍旧存在于液相当中，在通过废水处理之后，其中超过半数以上的硒成分会继续留在液相当中，无法沉淀到固相当中。大部分的燃煤电厂都通过三联箱系统进行废水处理，在此系统下，最后的排水当中硒成分的含量低于现阶段我国废水排放量的标准，但是要高于现阶段国际排放标准，因此需要继续降低。
2.2湿法脱硫系统（WFGD）硒成分的形态
现阶段我国对硒成分在湿法脱硫系统当中的分布研究并不多，对湿法脱硫系统当中的硒成分形态研究更少。由上述内容得知，尽管采取脱硫系统对废水进行处理之后，液相硒成分能够得到捕获，但是效率方面并不高。湿法脱硫系统当中，硒成分在液相当中的反应多变，并且以多种形式体现在液相当中，四价硒的毒性更强，能够借助微生物处理将四价硒的毒性进行降低控制，除此之外，借助氧化物或者氢化物沉淀的方式进行处理，六价硒则借助其他方式进行处理。所以，要掌握湿法脱硫系统当中液相硒成分形态十分关键。借助HG-AFS法对湿法脱硫系统的主要部分的液相物质当中的硒成分进行研究，四价硒以及六价硒的质量如图2所示。
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图2 湿法脱硫系统（WFGD）当中的硒成分情况
2.3湿式电除尘系统（WESP）当中硒成分的含量以及形态
湿式电除尘系统借助极板间的高压电场让其中的烟气产生电离，同时借助冲灰水处理极板当中的颗粒。对冲灰水当中的固相以及液相硒成分含量进行检测，固相硒成分的含量要明显高于湿法脱硫系统当中的含量，足以说明在之前的环节当中硒成分依附于颗粒之上，并且具备很强的富集特性。液相当中的硒成分与湿法脱硫系统当中的含量相差无几，并且含量不多，硒成分在湿式电除尘系统当中会出现固相转液相的情况，湿式电除尘系统冲灰水当中之所以出现这种情况是因为碱性环境所致。湿式电除尘系统灰水当中六价硒的含量更多一点，明显多于四价硒。湿式电除尘系统当中的液相四价硒要多于湿法脱硫系统，主要是因为碱性环境的差异，硒成分的价态分布比例主要依靠液相pH值。除此之外，湿式电除尘系统当中的烟气流动速度更快，就会导致低价态的硒成分氧化反应的时间较短，并且因为燃煤电厂飞灰当中四价硒与六价硒同时存在，大部分为四价硒。
湿式电除尘系统将烟气当中的颗粒物质进行捕获并且脱除，部分燃煤电厂，颗粒物质会释放到大气当中，硒成分在湿式电除尘系统脱除的颗粒物之上的富集情况十分明显。
3 结论
湿法脱硫系统的石灰浆也当中，硒成分主要为有毒物质四价硒，通过氧化作用，能够有效将四价硒转化为六价硒。
废水处理环节六价硒含量更多，致使以往的三联箱技术无法将废水当中的硒成分有效去除。
四价硒氧化反应不充分以及湿法脱硫系统当中碱性环境导致湿式电除尘系统当中六价硒的含量明显多于四价硒，证实湿式电除尘系统对硒成分的处理效果更加明显。
参考文献
[1]李小龙, 周道斌, 段玖祥, et al. 超低排放下燃煤电厂颗粒物排放特征分析研究[J]. 中国环境监测, 2018(3).
[2]罗如生. 金属极板卧式湿式电除尘器选型与应用[J]. 节能与环保, 2016(4):65-67.
论文作者:杨帆
论文发表刊物:《电力设备》2020年第2期
论文发表时间:2020/5/8