挑战
Pleasant Prairie发电厂（P4）是威斯康星州最大的发电厂之一，额定运行容量为1,190 MW。一直以来，在基本负荷运行条件下，该发电厂每年燃烧约500万吨低硫西部次烟煤（粉河盆地）。
该工厂对其空气质量控制系统（AQCS）进行了大量投资，以符合对颗粒物和气态污染物（尤其是氮氧化物和二氧化硫）的严格规定。这些升级包括增加选择性催化还原（SCR）排放控制单元和湿法烟气脱硫（WFGD）排放控制。
随着空气质量限制的收紧，汞成为了燃煤电厂重点关注的领域。汞是一种有毒重金属，即使在非常低的浓度下也会对人类和生物体产生有害影响。燃烧时，含汞煤会产生三种形式的元素，这些元素与烟气一起离开熔炉并进入工厂的AQCS。当前使用的AQCS通常能捕获大多数颗粒汞和氧化汞。然而，大部分元素汞会随着净化后的烟气排放到空气中。
汞通过AQCS后排放到空气中的程度取决于许多因素，包括煤成分、熔炉/燃烧条件、燃烧添加剂、烟气温度、使用的AQCS、AQCS操作和AQCS添加剂。改变这些工厂特定的因素可以优化烟气中的汞去除，并减少排放到环境中的汞。
为了解决汞排放问题，该工厂使用了一种溴化物燃料添加剂，以增加烟气中元素汞的氧化。卤素在燃烧或直接引入热烟气中时会产生氧化性物质，从而增加元素汞的氧化作用，并改善现有水质保证系统中汞的整体捕获率，主要是在WFGD中。
卤素与SCR催化剂相结合，提供了足够的汞氧化作用，但根据记录，汞的再排放会导致高汞排放期。进入的可溶性氧化汞被捕获在WFGD浆料中后，会发生还原反应并再生出元素汞，这些元素汞可以与流出的烟气一起释放出来，形成再排放。
为了减少再排放，该厂采取的尝试包括改变操作流程和使用洗涤器添加剂。操作上的改变虽降低了汞含量，但还不足以达到规定的限值。碳注入取得了不错的效果，但泡沫的形成对洗涤器的操作造成了不利影响。洗涤器化学添加剂虽然被证明有效，但其成本却高得令人望而却步。
P4需要一项解决方案，使他们能够以可靠且具有成本效益的方式继续满足美国环境保护署的《汞和空气有毒物质标准》（MATS） 规则限制。
解决方案
Veolia提出了一项新方案，通过在WFGD中引入FuelSolv* HG添加剂来减少再排放。方案提出后，Veolia在该厂进行了一项试验，以确定烟气中的汞可以控制到什么水平。
FuelSolv HG是一种基于有机硫化物的汞再排放添加剂，可在洗涤器系统的各个点进行输送。它可以对汞进行沉淀，以确保进入FGD的氧化汞溶解在碱性浆料中，分配至固相，并且不能进行还原和再排放。该方法形成的不溶性多硫化汞性质稳定，在固体分离过程中很容易去除。
在FuelSolv试验之前，该厂的汞排放率在大约六个月的时间里缓慢增加（图1）。虽然仍低于规定的限制，但这一趋势清楚地表明，遵守这一限制将变得更具挑战性、花费更高的成本。
图1：添加FuelSolv HG之前，汞排放率呈上升趋势。
产品进料率计算表明，使用FuelSolv HG可以降低总体处理成本。在两个动力块FGD洗涤器上，将汞保持在允许限值以下所需的现有处理方法进料速率为每小时2-2.3加仑（gph）。
在P4的1号洗涤器上进行的FuelSolv试验开始时，初始进料速率采取了保守的2.3 gph。由于24小时后测得的汞排放相对稳定，进料速率降至2.0 gph。在仔细观察汞排放水平的同时，每两周将进料速度降低0.2 gph。在每个设定点保持速率稳定大约两周，从而使低吹扫速率洗涤器装置能够调整到处理水平。
1.8 gph的进料速度使烟囱排放的汞保持在等于或优于试验前的水平。实现此目标后，2号洗涤器以相同的进料速度更换为FuelSolv HG。
结果
经过几个月的稳定运行，汞排放率不断下降，两个洗涤器的化学品进料率降至1.2 gph，同时继续对排放率进行谨慎监测。
图2显示了P4 1号洗涤器的汇总排放数据，该图清楚表明了2016年改变化学品使用的时间点。自那时起，随着化学品进料率的降低，汞排放量不断减少。
图2：1号洗涤器汞排放数据比较，包括采用FuelSolv HG之前和之后的趋势线。
与单独注入溴化物相比，使用FuelSolv HG后，P4的汞排放量减少了约65%。这相当于每年减少119磅的排放量，每年可节省100,000美元。