燃煤过程中氯元素会促进单质汞的氧化。燃煤电厂脱硫废水中存在着大量氯离子,将电厂脱硫废水零排放与减少烟气中汞的排放相结合,减少燃煤电厂汞污染物的排放,具有重要意义。本文从燃煤汞析出规律的研究出发,通过管式炉燃烧实验与沉降炉燃烧实验探究原煤及原煤加氯后燃烧时汞排放特性;针对某电厂630MW超临界燃煤机组,搭建一套脱硫废水零排放耦合烟气脱汞试验装置,增加煤中的氯元素浓度来减少汞的排放;同时利用数值模拟软件对锅炉内燃烧及汞的形态分布进行模拟与分析。管式炉实验结果表明,随着燃烧温度升高,三种煤种气态汞析出率也随之升高,当温度达到1100℃时,三种煤种汞的析出率分别为89.8%、82.1%和91.0%。产生的燃煤烟气中零价汞Hg~0占气态总汞的比例较高。燃煤添加不同比例含氯溶液后,煤种气态汞析出率得到进一步提高。加氯后燃煤烟气中Hg~0比例下降,二价汞Hg2+占比有了一定程度的提高。三种煤种在沉降炉上进行实验时烟气中Hg~0比例均小于在管式炉上实验时烟气中Hg~0比例。煤种A在沉降炉上实验得到的烟气中Hg~0比例为59.3%,管式炉实验得到的Hg~0比例为72.1%;煤种B在沉降炉和管式炉上实验得到的烟气中Hg~0比例分别为65.5%和76.5%;煤种C在沉降炉和管式炉上实验得到的烟气中Hg~0比例分别为54.9%和69.3%。沉降炉实验中三种煤粉添加氯后,烟气中Hg~0比例均有所下降。燃煤烟气中的CO2、NOx和SO2等组分会对烟气中汞的形态分布产生一定影响。针对某电厂630MW燃煤机组进行了脱硫废水零排放耦合烟气脱汞工程示范试验。试验结果表明:气态总汞浓度受脱硫废水喷洒量影响不大;随着喷洒到燃煤上的废水量增加,SCR系统对烟气中Hg~0的氧化效率也在逐渐增加;电除尘系统对烟道中颗粒态汞Hgp的脱除率基本不变;WFGD系统对烟气中Hg2+的去除效率在喷洒废水后有了一定程度提升;不同脱硫废水喷洒量对湿电除尘系统的脱汞效率影响不大;脱硫废水喷洒量越大,燃煤机组烟气净化设备对汞协同去除效率也随之提高,脱硫废水喷洒量为0t/h、3t/h、6t/h、9t/h以及12t/h时,污染物脱除系统对总汞的脱除效率分别为77.5%、79.1%、80.5%、83.6%以及85.0%。对某电厂630MW四角切圆燃煤锅炉机组进行燃烧数值模拟。气流在炉内螺旋上升,在炉膛中心区域形成旋流低速区并形成了形状较好的切圆;主燃烧区域速度高,气流扰动作用强,更有利于煤粉的燃烧;锅炉整体温度分布均匀,炉膛中心区域温度较低,切圆附近温度高;在燃烬风区域,温度分布呈现为中间高、四周低的“驼峰”型分布。在主燃区O2浓度很低,CO浓度较高;在燃烬风区域,CO浓度不断降低;CO2分布情况沿炉膛高度方向与CO分布情况相反;NOx主要在主燃烧区生成。在燃烧数值模拟的基础上模拟了汞及其氯化物在炉膛内的分布情况。温度是影响烟气中汞形态分布的一个重要因素,在高温环境下,汞主要以Hg~0的形态存在;烟气中的Hg~0主要分布在燃烧器附近区域及炉膛中心等高温区域,随着烟气温度降低,Hg~0逐渐减少,燃烧器周围区域分布的Hg~0最多,其摩尔分数约为1.2×10-6,在主燃烧区下部和冷灰斗区域也存在着一定含量的Hg~0,这可能是因为汞是重金属,受重力作用下沉导致的;Hg Cl2在燃烧器附近及炉膛中心区域摩尔分数较低,与Hg~0的分布正好相反,随着烟气流向与烟气温度的降低,其摩尔分数逐渐升高;氧化性气氛有利于烟气中Hg~0向Hg2+的转化;烟气中的H2O会促进Hg~0的氧化,促进汞的脱除;对于含有一定浓度含氯组分的烟气,NO和SO2的存在会对烟气中汞形态比例产生一定的影响。