汞污染控制系统

GORE 汞污染控制系统（GMCS）是一款独特的固定式吸附系统，用于捕捉工业烟气中的单质汞和氧化汞气体。该系统基于安装在颗粒物收集系统下游的分离式可堆叠模块。这些模块设计带有独特的开放通道结构，可提供极低压降，不需要额外的增压鼓风机。

该技术的核心是由戈尔公司的科学家开发的一种基于氟聚合物的创新材料：吸附剂聚合物催化剂（SPC）复合材料。这种材料中的吸附剂可以有效捕捉烟气中的单质汞和氧化汞。同时，对影响汞形态的燃料或工艺变更反应不大。该材料可以通过化学吸附作用将汞安全地束缚在SPC中。不同于许多活性炭吸附剂，SPC对汞的吸收不会受三氧化硫（SO3）的影响，是针对高硫煤或三氧化硫气体处理装置的高效解决方案。由于没有注入吸附剂，所以不用担心粉尘污染或生成其它需要收集的颗粒物。因为它也无需氧化化学品，从而消除了卤素反应腐蚀的问题或者复杂的废水处理问题。

燃煤发电厂正在面临越来越严苛的排放规定。在美国，汞和有毒空气污染物排放标准（MATS）要求工厂达到极低的排放量。在竞争越来越激烈的电力市场，GORE汞污染控制系统提供了简单且经济实用的解决方案。

GMCS的操作相当简单。由于模块不含动作部件，所以当单元操作变化时，不需要做任何调整即可维持性能。这些模块之所以可防止污染或堵塞，一部分原因是SPC光滑、不粘的特性，而一部分是由于将二氧化硫转化成液态硫酸时的持续酸洗。模块上方和下方通常会安装一个简单的水洗系统，类似于除雾清洗器，但每天只工作一两次，用于帮助冲洗模块表面的酸和灰尘。除了该环节使用的少量水，运行该系统不需要其它消耗品、电源或进行维护。由于模块更换频率非常低，因此系统的操作成本也非常低。SPC可以保留其自身重量5%的汞而不会影响清除效率，相当于1000 MW的工厂拥有1至2吨的汞储存能力。因此，根据模块处理汞的能力，大多数发电厂模块的预计使用寿命通常超过10年。

GORE 汞污染控制系统目前已在燃煤发电工业的五个洗涤塔中成功运行。目前还有几个系统正在建设中，预计将于2016年初投入使用，届时，已安装设备的工作能力将超过2100 MW。

包括全套安装和侧流烟气试验在内，GMCS模块已成功应用于使用高硫和低硫烟煤、PRB和褐煤等各类煤炭的发电厂的烟气中。

• 在运行中的水泥厂进行现场测试
• 在长期操作期间保持高效
• 已经在考虑全套系统实施

过去几年，我们进行了无数现场测试，我们在多家商业水泥厂持续部署了初步试验单元。GORE 汞污染控制系统是全球领先的解决方案，能够让水泥行业高效、简单地达到汞排放合规目标。

消除喷射活性炭的弊端

对最终产品没有影响–水泥成品仍然是无汞且无碳的。通过持续去除生产流程中的汞，确保汞不会持续富集在水泥窑灰中，这就无需来回运送窑灰或浪费窑灰以及进行相关的工艺调整。窑灰可以按行业标准被完全回收返回到工艺流程中以最大限度提高熟料产量。同样，也不用担心运输和储存大量粉末吸附剂的物流和安全问题了。

这些模块操作简单且经济高效，不带任何移动部件，没有要管理的化学品，且使用寿命长。这些模块可以堆叠起来，实现脱汞要求的理想水平。基于戈尔开发的新型吸附剂聚合物复合材料（SPC），该系统效率极高，功能强大，可以去除烟气中的单质汞和氧化汞。此外，还能降低二氧化硫的浓度。由于采用独特的化学物质，SPC材料对影响汞形态的燃料或工艺变更、以及通常会引起吸附剂中毒的二氧化硫和VOC等物质不敏感。这使得SPC能长期有效地降低烟气中的汞和二氧化硫浓度，且很少需要更换。 

SPC可在多种操作条件下运行，包括非常有挑战性的高湿度（湿性）酸性气流，所以安装在湿法FGD（烟气脱硫）系统中除雾器上方是非常理想的。GMCS安装在湿法洗涤塔出口时，可以防止汞的二次排放。这让工厂无需使用洗涤塔二次排放添加剂，可以将重心放在洗涤塔操作中，避免形成硒酸盐等其它意外问题。烟气中的二氧化硫将转化成硫酸，从疏水SPC材料中排出。这提供了更高的二氧化硫合规空间，并且无需升级洗涤塔。一些工厂可能会利用此二氧化硫去除功能，选择调低洗涤量（如关闭一个喷头），从而节省电耗成本。

当模块寿命终结时，可以从金属框架中取出SPC材料进行处理，而框架（采用防腐蚀合金制成）仍可重复使用。可选SPC处理方式包括在经许可的有害垃圾填埋场填埋；或者发送至回收工厂，去除其中的汞，然后在无害垃圾填埋场填埋。相比同时间段内活性炭喷射系统所需要喷射的吸附剂数量，模块寿命终结时，需要处理的SPC材料的数量通常要少得多。因此，处理成本远远低于活性炭系统的处理成本。

在湿法洗涤塔中安装GMCS时，现场不需要任何额外的空间，这对于空间有限的场所尤为重要。在湿法洗涤塔中完成安装新设备通常需要3–4周停机时间。堆叠的模块由梁柱支撑，并且模块会布满除雾器上方洗涤器的横截面区域。如果现有洗涤塔设计的垂直空间不足，可以将除雾器更换成紧凑型设计的产品并安装到洗涤塔的较低位置，确保给模块留有足够的空间。戈尔将与电厂及其首选设计合作伙伴合作，确保实现成功的设计和有效的安装。

对于没有安装湿法FGD的工厂，此技术可应用在干法洗涤塔后，甚至可以作为独立的汞污染和二氧化硫处理解决方案。根据烟气的温度，可能要在戈尔模块的上游安装蒸发冷却器，将气流温度冷却至82°C (180°F)以下，以实现最大效率。针对没有任何酸性气体洗涤系统并且需要减少二氧化硫排放的工厂，GMCS可以配置为全新湿法或干法洗涤塔的替代方案，此方案极具吸引力。GORE 汞污染控制系统已经过测试，并安装在垃圾焚烧厂、水泥厂和冶金厂等众多工业非电力应用中。这些模块可靠耐用的性能使其非常适合众多应用。