Problematyka dystribucji Hg na popiołach lotnych powstałych przy spalaniu paliw kopalnianych Tadeáš Ochodek, Karel Borovec

VSB-Uniwersytet Techniczny w Ostrawie Energetyczne Centrum Badawcze http://vec.vsb.cz

Hg - Rtęć Dlaczego pojawia się zainteresowanie emisją Hg ze spalania? Zawartość Hg w paliwach kopalnianych w Czechach Stan aktualny stężenia Hg u źródeł w Czechach Distrybucja Hg w popiołach Podsumowanie

Dlaczego interesuje nas emisja rtęci z procesów spalania? 1 Dlaczego interesuje nas emisja rtęci z procesów spalania?

Dlaczego zainteresowanie emisja rtęci z procesów spalania Dlaczego zainteresowanie emisja rtęci z procesów spalania? - Toxyczność Hg – akumulacja Hg w środowisku - Nowy limit emisji Hg ze źródeł spalania paliw kopalnianych Źródło o cieplnej mocy znamionowej (MWt) Emisja Hg (g/Nm3) Okres oceny Monitoring Nowe źródło Istniejące źródło węgiel kamienny < 300 1 - 3 1 – 9 Przeciętna z wzorców pozyskanych w ciągu jednego roku 4 razy do roku > 300 1 - 2 1 – 4 Calorocza przeciętna Pomiar ciągły węgiel brunatny 1 - 5 2 - 10 1 - 7

W biuletynie UE było dnia 17. 8 W biuletynie UE było dnia 17.8.2017 opublikowane rozporządzenie implementacyjne Komisji Europejskiej o vnioskach BAT dla dużych źródeł do spalania.  Czteroletni okres na dostosowanie w warunkach ruchu dużych źródeł do spalania w Czechach, a to v ramach sprawdzania pozwoleń zintegrowanych według ustawy numer 76/2002.

Aktualny stan stężenia rtęci v paliwach w Czechach 2 Aktualny stan stężenia rtęci v paliwach w Czechach

Wyniki analiz pobranych wzorców węgli Czeskie węgle brunatne Wyniki analiz pobranych wzorców węgli Czeskie węgle brunatne Węgiel kamienny (mieszanka węgli polskich) Kopalnia Hg mg/kgsuchy Cl %suchy Důl Bílina 0,220 0,0074 Důl Nástup Tušimice 0,203 0,0088 Důl Jiří 0,482 0,0095 Důl Vršany 0,262 0,0061 Důl Mibrag 0,290 0,0162 Wzorzec 2014 2015 Hg mg/kgsuchy Cl %suchy Wzorzec 1 0,094 0,245 0,22 Wzorzec 2 0,069 1,19 0,17 Wzorzec 3 0,088 0,112 0,19 Wzorzec 4 0,183 - Średni 0,109 0,516

Aktualny stan stężenia Hg u źródeł w Czechach 3 Aktualny stan stężenia Hg u źródeł w Czechach

Wyniki pomiarów źródel w działaniu Źródła energetyczne, które spalają węgiel brunatny – stężenie Cl w spalinach w granicach 2÷4 ppm Źródla energetyczne, które spalają węgiel kamiennny – stężenie Cl w spalinach w granicach 50÷80 ppm Paliwo-węgiel Technologia DeSOx Hg µg/Nm3 Limit emisji Brunatny Mokra metoda 15,0 – 24,0 7,0 Półosucha metoda 18,0 – 26,0 Sucha metoda – kocioł fluidalny 0,2 – 2,0 Kamienny 5,44 – 5,94 4,0

Dystrybucja rtęci na popiołach 4 Dystrybucja rtęci na popiołach

Zainteresowanie powinno skupić sie nie tylko na poziom stężenia Hg w spalinach, ale również na zawartość rtęci w popiole z drugiego ciągu kotła oraz na zawartość Hg w popiole pobranym z poszczególnych sekcji odpylacza elektrostatycznego. W ramach badań przeprowadzony został pobór wzorców popiołu z kilku źródeł w celu przeprowadzenia bilansu Hg. Na pobranych wzorcach przeprowadzono również testy ługowalności.

Dystrybucja Hg w zależności na wielkości cząstek popiołu.

Dystrybucja Hg w pojedyńczych sekcjach elektrofiltra

Z punktu widzenia bilansu Hg, to w pierwszej sekcji elekotrofiltra zatrzymuje się około 80 % z całkowitej ilości Hg wiązanej na popiół lotny. Następnie w drugiej sekcji około 18%, ve trzeciej sekcji około 1,4 % a ve czwartej sekcji już tylko około 0,02 %. Z punktu widzenia ługowalności można stwierdzić, że Hg wiązana na popiół lotny w wypadku spalania węgla kamiennego ługuje sie w granicach około 1 – 2 % z całkowitej ilości Hg w popiole lotnym, w wypadku spalania węgla brunatnego ługowalność rtęci jest minimalna, a to w granicach okolo 0,001 mg/l.

5 Podsumowanie

Sorpcja Hg na cząsteczkach popiołu jest proporcjonalna do wielkości powierzchni wlaściwej popiołu lotnego. Na wielkość sorpcji Hg na popiołach ma duże znaczenie zawartość chloru w paliwie – większa zawartość Cl powoduje większą sorpcję Hg.

Występują różne postacie związków Hg na popiołach a to jak w postaci rozpuszczalnej HgCl2 (6,9 g/100 ml), tak i w postaci nierozpuszczalnej, naprz. – Hg2Cl2, HgS – problematyke tą trzeba jeszcze dokładnie przebadać. W elektrofiltrze zatrzymuje się około 45 – 55 % całkowitej Hg.