大气中汞的来源
1 主要来源
大气中主要汞污染源为燃煤电厂、水泥厂以及有关矿物材料的开采和加工。甲基汞同时可从城市废物充填和污水处理厂直接排出。燃煤电厂是汞向大气排入的最主要来源。上海市对空气中细粒径颗粒态汞的分析表明，大气中汞的颗粒物来源燃煤约占80％左右。
2 燃煤电厂生产过程汞的迁移转化
电厂燃煤中的汞经燃烧通过烟气、飞灰和灰渣以及冲灰水的排放进入大气、土壤和水体。由于汞具有挥发性，电厂用煤在粉碎过程中已有部分挥发。煤粉进入炉内，随着温度升高，挥发出的气态汞随着烟气排放。烟气进入除尘设备后，部分汞被灰颗粒吸附随同残留在灰渣中的汞一块被排入灰场。进入大气的汞通过干湿沉降进入土壤和水体。灰渣和冲灰水中的汞进入环境后，其中零价汞比重大，不易溶于水，在靠近排放口处沉淀下来。二价汞离子在迁移过程中，被底泥和悬浮物中颗粒吸附，渐渐沉降下来。其它形态的汞在水或沉降物中也可以转化成二价汞。二价汞在微生物作用下，生成毒性更大的甲基汞和二甲基汞。火电厂灰场的粉煤灰也会对土壤和地下水造成影响。
汞的危害
汞是有剧毒性的微量元素，它具有挥发性和累积性。汞在空气中传输扩散，最后沉降到水和土壤中，从而对环境和人体健康构成极大隐患。
大气中汞的浓度往往较低，一般不为人们所重视。如果汞直接或通过大气沉降进入水体，它将以毒性更大的形态－甲基汞在鱼和动物组织中累积。甲基汞和二甲基汞也可富集于藻类、鱼类和其它水生生物中。生物累积导致处在食物链顶端的食肉动物体内的汞浓度数千倍甚至数百万倍于水中的汞浓度，从而在整个食物链中富集。
人体汞接触主要通过食用被污染的鱼。高水平的汞接触将对人的神经系统和生长发育产生影响。根据汞的接触剂量，它的健康影响依次是：感觉和认知能力的轻微损失、颤抖、不能行走、抽搐和死亡。长期吃大量从同一汞污染区域捕获的鱼的人汞中毒的风险最大。尤其对于育龄妇女风险更大，因为胎儿的神经系统对汞更敏感，比成人更容易受到汞的危害。
燃煤汞的形态
锅炉燃烧过程中，煤中汞受热挥发以汞蒸汽的形式存在于烟气中，在炉内高温条件下，几乎所有煤中的汞（包括无机汞和有机汞）转变成元素汞并以气态形式停留于烟气中。据估计，残留在底灰中的汞含量一般小于总汞的2％[4]。王起超等[5]的研究认为，粉煤炉底灰中的汞含量应略高一些，大约占到7％。但是，绝大部分汞随烟气排放进入大气中。因此，煤燃烧过程中汞的排放研究应以烟气中汞的形态转化规律为重点。
锅炉燃烧烟气中汞的形态主要有气态元素态汞（Hg0）、气态二价汞（Hg2+）和颗粒态汞（Hgp）三种形态存在。不同形态的汞在大气中物理和化学性质有很大差异。在锅炉燃烧过程中，煤中的汞几乎全部以HgO的形式进入烟气中，部分Hg0在烟气冷却过程中被氧化，其中以HgCL2为主，另外还有HgO、HgSO4和Hg(NO3)2?2H2O。颗粒态的固相汞容易被飞灰吸附，经过除尘装置时能被除尘器去除，转化到灰渣中。Hg2+化学性质不稳定，在烟气中易被氧化，这部分汞所占比例较高且相对较容易被去除。而元素汞Hg0具有较高的蒸汽压且难溶于水,是相对比较稳定的形态，难以被污染控制设备收集而直接排入大气，所以提高Hg0氧化成Hg2+的比例,可有效控制燃煤电厂汞的排放量。
燃煤电厂烟气脱汞技术
目前，有关汞排放控制技术的研究主要有三种：燃烧前脱汞、燃烧中脱汞和燃烧后脱汞。燃烧前脱汞是一种物理清洗技术，根据煤粉中有机物质与无机物质的密度以及有机亲和性的不同，通过浮选法除去原煤中的部分汞，阻止汞进入燃烧过程。一般而言，燃烧前脱汞可获得大约37 %的去除率，但是燃烧前脱汞技术并不能完全解决汞的排放控制问题。有关燃烧过程中脱除汞的研究很少。燃烧后脱汞(即烟气脱汞)是未来电厂汞污染控制的主要方式，其脱汞效率也比较好，烟气脱汞主要有以下几种方法：吸附剂法、化学沉淀法和化学氧化法。燃烧前脱汞技术
燃烧前脱汞是一种新的污染防治战略，是一种物理清洗技术，是建立在煤粉中有机物质和无机物质的密度不同以及它们的有机亲和性不同的基础上的。主要方法有：（1）低成本的选煤。微量有害元素富集在煤中的矿物杂质中，如煤中汞与黄铁矿物密切相关，根据其间的相关性采用传统的重介选和泡沫浮选，以及更先进的洗煤技术能减少煤中的汞含量，达到减排燃煤汞排放的目的。有研究表明，传统的洗煤技术能够去除煤中约38.8％的汞，而先进的化学物理洗煤技术去除率能够达到64.5％。与燃烧后净化设备去除相比具有较大的经济效益优势。
（2）烟煤温和热解。根据汞的挥发特性，在不损失碳素的温度条件下，烟煤温和热解从而降低汞的排放量。美国针对高挥发分烟煤和低挥发分烟煤温和热解后与原煤进行试验比较，发现温和热解能有效降低汞的排放量。温和热解去除有害物的观点为我们提供了一种新的污染防治战略。
燃烧前脱汞技术
燃烧前脱汞是一种新的污染防治战略，是一种物理清洗技术，是建立在煤粉中有机物质和无机物质的密度不同以及它们的有机亲和性不同的基础上的。主要方法有：（1）低成本的选煤。微量有害元素富集在煤中的矿物杂质中，如煤中汞与黄铁矿物密切相关，根据其间的相关性采用传统的重介选和泡沫浮选，以及更先进的洗煤技术能减少煤中的汞含量，达到减排燃煤汞排放的目的。有研究表明，传统的洗煤技术能够去除煤中约38.8％的汞，而先进的化学物理洗煤技术去除率能够达到64.5％。与燃烧后净化设备去除相比具有较大的经济效益优势。
（2）烟煤温和热解。根据汞的挥发特性，在不损失碳素的温度条件下，烟煤温和热解从而降低汞的排放量。美国针对高挥发分烟煤和低挥发分烟煤温和热解后与原煤进行试验比较，发现温和热解能有效降低汞的排放量。温和热解去除有害物的观点为我们提供了一种新的污染防治战略。
燃烧后脱汞技术
燃烧后脱汞(烟气脱汞)可能是未来电厂汞污染控制的主要方式。随着除尘和烟气脱硫脱氮的各种污染控制设备的更加广泛应用，如何有效的与现有的污染控制设备结合，进而提高汞的脱除效率将成为研究重点。烟气脱汞主要方法有：
（1）静电除尘器。目前电厂以电除尘器为主，且除尘效果较好，一般可达99％以上。烟气中以颗粒态形式存在的固相汞在经过电除尘器时可以得到去除。但以颗粒态形式存在的汞占煤燃烧中汞排放的比例较低，且这部分汞大多存在于亚微米级颗粒中，而一般电除尘器对这部分粒径范围内的颗粒脱除效果较差，因此电除尘器的除汞能力有限。
（2）布袋除尘器。布袋除尘器能够脱除高比电阻粉尘和细粉尘，尤其在脱除细粉尘方面有其独特的效果。由于细颗粒上富集了大量的汞，因此布袋除尘器在脱除烟气中汞有很大的潜力。经过布袋除尘器后能去除约70％的汞，高于电除尘器的脱汞效率。但由于受烟气
高温影响，同时袋式除尘器自身存在滤袋材质差、寿命短、压力损失大、运行费用高等局限性，限制了其使用。
（3）湿式除尘器和机械式除尘器。这两种除尘器除尘效果较低，对富集汞的细颗粒物的脱除效果很差，这直接导致了其除汞效率不高。尽管烟气在经过湿式除尘器时，部分氧化态汞可能溶于液体中，但因为溶解的Hg2＋可能会还原成Hg0而重新进入烟气，该因素并没有大大提高湿式除尘器的汞脱除效率。
（4）脱硫设施。脱硫设施温度相对较低，有利于Hg0的氧化和Hg2＋的吸收，是目前汞去除最有效的净化设备。特别是在湿法脱硫系统中，由于Hg2＋易溶于水，容易与石灰石或石灰吸收剂反应，能去除约90%的Hg2＋。Hg2＋所占比例是影响脱硫设施对汞去除率的主要因素，因此提高烟气中Hg2＋的比例，将直接影响脱硫设施对汞的去除效果。在湿法脱硫系统中，洗涤液有时会使氧化态汞通过还原反应还原成元素汞，造成汞的二次污染。使用一些化学添加剂能够阻止这种情况发生。
（5）脱硝设施。有选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）是两种常用的脱硝工艺。目前电厂通过低氮燃烧一般能达到氮氧化物排放标准，因此脱硝工艺设备使用较少。脱硝工艺能够加强汞的氧化而增加将来烟气脱硫(FGD)对汞的去除率，在该工艺除汞具有很大的潜在空间。
燃烧后脱汞之吸附剂法
吸附法主要是利用多孔性固态物质的吸附作用来处理污染物的一种常用方法。包括物理吸附和化学吸附两种方式，物理吸附是由于分子间相互作用产生的吸附，没有选择性，吸附强度好，具有可逆性，是放热过程；化学吸附是靠化学键力相互作用产生的吸附，这种吸附选择性好、吸附力强、具有不可逆性，是吸热过程。一般吸附都兼有物理吸附、化学吸附功能，两种吸附过程可以同时进行。目前，用于烟气脱汞的吸附剂主要有：活性炭、飞灰和金属吸收剂。
（1）活性炭
在烟气中喷入活性炭是烟气脱汞技术最为集中且较成熟的一种方法，脱汞率可达96％。胡长兴等人[1]在模拟燃煤烟气流动反应试验台上, 对喷射吸附脱汞过程中影响活性炭喷射
量的汞浓度、停留时间、温度、除尘设备等因素进行了试验研究。虽然活性炭吸附剂在脱除汞方面有着很高的效率，但仍然存在价格昂贵，经济可行性不高等问题，并且还存在很多技术难题。
（2）飞灰
燃煤过程中产生的飞灰作为一种廉价的吸附剂受到越来越多人的关注，飞灰对汞的吸附主要通过物理吸附、化学吸附、化学反应以及三者结合的方式，飞灰吸附主要受到温度、飞灰粒径、碳含量、烟气气体成分以及飞灰中无机成分对汞的催化等因素的影响，并且飞灰中的多种金属氧化物对Hg0有不同程度的催化氧化作用，如CuO和Fe2O3等。
王立刚、陈昌和[2]将飞灰残炭对汞的吸附能力与商业活性炭进行了对比实验，实验表明：在低汞浓度条件下，残炭飞灰对汞的吸附能力与商业活性炭差距并不显著，但在高汞浓度条件下，活性炭对汞的吸附能力则比较有优势，从技术、经济角度综合考虑，未燃尽残炭作为廉价的吸附剂，对于低汞浓度的燃煤烟气的汞污染控制具有独特的优势。
（3）金属吸收剂
金属吸收剂是利用特定的金属与汞形成合金来除去烟气中的汞，这种新形成的合金能够在提高温度的情况下进行可逆反应，实现汞的回收以及金属的循环利用，并且，金属吸收率与汞的化学形态无关，这样采用金属吸收剂就可很好的去除单质汞。
燃烧后脱汞之化学沉淀法
化学沉淀法是通过化学试剂与汞发生化学反应生成沉淀，从而将汞除去，目前，应用比较多的方法主要有以下几种：
（1）碘化钾溶液洗涤法
这是我国自行开发的方法，含汞烟气进入脱汞塔，与塔内碘化钾溶液接触，汞被氧化与循环溶液中的碘发生反应生成碘汞络合物，从而将烟气中的汞除掉。此方法可达到97％的脱汞率。流程图见图1所示。
（2）氯化法除汞
该方法是由挪威公司开发的，烟气进入脱汞塔，在塔内与喷淋的HgCl2溶液逆流洗涤，烟气中的汞蒸汽被HgCl2溶液氧化(30－40℃条件下)生成Hg2Cl2沉淀，从而将Hg0去除。反应式如下：
HgCl2＋Hg →Hg2Cl2 ↓
通常，将生成的一部分Hg2Cl2沉淀用Cl2氧化，使Hg2Cl2再生为HgCl2溶液以便循环使用。由于Hg2Cl2沉淀剧毒，生产过程中需加强管理和操作。
（3）硫化钠法
该方法为日本东邦公司开发的技术。烟气进入喷淋塔，在洗涤塔内喷入硫化钠溶液，此时，烟气中95－98％的汞与硫化钠溶液生成硫化汞沉淀而得以分离，从而除去汞。
燃烧后脱汞之化学氧化法
烟气中的Hg2+化合物较易溶于水，在湿法烟气脱硫系统(WFGD)中，无论是用石灰或石灰石或是活性炭作为吸收剂，均可除去约90%的Hg2+，而对Hg0没有明显的脱除作用。通过某些物质的催化作用将Hg0氧化成Hg2+化合物，然后再采用常规的方法去除Hg2+，将单质汞转变成二价汞就比较容易去除了。
（1）在烟气进入脱硫塔前，加入某种催化剂如钯类、碳基类物质，它们可促使Hg0氧化形成Hg2+化合物，从而提高汞的脱除率。
（2）选择催化还原装置(SCR)可将氮氧化物还原为氮气，也可有效促进Hg0氧化。德国电站的试验测试发现烟气通过SCR反应器后，Hg0所占份额由入口的40%～60%降到2%～12%，这充分说明了催化还原装置(SCR)对Hg0也有氧化作用。
利用现有设备和技术控制燃煤烟气汞污染
燃煤汞污染近年来被世界公认为继燃煤硫污染的又一大污染问题。现有的脱汞方法包括传统的活性炭法、飞灰法、钙基吸附法及新型的臭氧法，光催化氧化法、金属氧化法、廉价吸附剂的开发等。但上述方法很难同时达到经济、高效的脱汞的目的。如果能合理利用现有的气体净化设备，并在一定程度上结合传统的脱汞技术控制燃煤烟气中的汞，能较为经济、有效的控制燃煤烟气汞污染。
1 袋式除尘器(FF) 和静电除尘器(ESP)
ESP 主要去除HgP，FF 不但能去除HgP，飞灰滤饼中含有较高的比表面积的
UBC( unburned carbon) 还能有效氧化吸附汞。王运军等人［1］对我国五个燃煤电站FF、ESP 前、后的烟气进行了采样测试，研究发现不同燃煤电站除尘设备除去的飞灰含碳量、碱金属氧化物含量的不同均会造成脱汞性能的差异。FF 和ESP 的脱汞效率与飞灰颗粒、飞灰含碳量、烟气组分、煤中氯和硫元素的含量等因素有关。其中，FF 的除尘效率主要与粉尘初层有关，ESP 的除尘效率主要与尘粒的比电阻，即尘粒的化学成分有关，FF 对尘粒较高的选择性和飞灰较强的异相氧化吸附能力使得FF 的脱汞性能更为优越。FF 的平均脱汞效率为58% ，而CS-ESP 和HS-ESP 仅为27% 和4%［2］。目前，在锅炉现有PCD( particle collection device) 前喷入吸附剂的技术已在发达国家焚烧炉或电厂应用。
Choi H K 等人［3］采用活性炭喷射( 过滤速度大于3m /min) 技术对FF 的脱汞性能进行了研究，结果表明，由于滤袋表面的活性炭和Hg0 的接触时间较短，滤袋表面的Hg0 脱除效率并不高，当烟气组成、清灰时间、反应温度、入口汞浓度发生变化时，滤袋表面的Hg0 脱汞效率没有较大改变，Hg0 主要是被除尘器内的活性炭所吸附，且当活性炭喷射量达到一定程度时，C /Hg 比及所用的活性炭种类与脱汞效率无关。烟气中NO 对氧化汞的同相反应有很强的抑制作用，SO2 对氧化汞的异相反应有轻微的抑制作用。
1. 1 活性炭/ 改性活性炭
活性炭是烟气脱汞的代表性吸附剂，活性炭巨大的比表面积可提高汞的物理吸附。同时，经渗硫/ 卤素改性过的活性炭，可大大提高吸附汞的活性位，通过化学吸附增强汞的吸附能力，适用于含氯量较低的亚烟煤或褐煤［4-5］。研究表明
，在除尘器前喷入渗溴活性炭是一项经济的脱汞技术。Benson S 等人［6］对燃混合煤( PRB 及Texas 褐煤) 的电厂进行了为期2 周的实验研究，当喷入CaBr2 中溴喷射率为113 × 10 －6 时，平均脱汞效率可达86% ，当喷射率为330 × 10 －6 时，平均脱汞效率可达90% 以上。基于碘氧化汞的能力可能比溴强，且在处理、运输、贮存方面更安全的角度，Yao Chi 等人［7］在模拟燃煤烟气条件下，研究了碘和其化合物与气体的同相反应和与飞灰/ 活性炭之间的异相反应的脱汞能力。结果证实:碘比其他卤素的氧化性能优越，Hg0 与I2 之间的伦敦色散力使得二者形成过度态Hg…I2 * ，Hg…I2 * 和气体分子M ( 反应系统或任意固体表面) 碰撞后可将多余的能量传递给M 并形成稳定的HgI2。当10 mg /m3 的活性炭和0. 3 × 10 －6 的碘同时喷入含有飞灰的烟气中时，Hg0 的脱除效率可达90%。但活性炭喷射技术去除Hg0 的性能很大程度上受限于烟气组成和操作条件，脱汞性能特点和稳定性成为潜在的问题。
1. 2 飞灰
飞灰中不同类型组分的气相Hg 吸附特征差异显著，未燃尽残炭的Hg 吸附能力最强。这受益于飞灰炭粒多空隙结构、巨大的比表面积及残炭表面含氧官能团，飞灰中的Fe2O3 和CuO 对以表面为媒介的汞氧化的较强的催化活性［8］。江贻满等人［9］用氮气等温吸附研究了ESP 飞灰对燃煤锅炉烟气汞的吸附特征。发现飞灰颗粒粒径越小，比表面积越大，其吸附量趋于增加，飞灰含碳量与汞含量呈正相关关系，亚微米级颗粒物对汞的吸附与比表面积的利用率有关，在静电除尘过程中飞灰的空隙结构在不断地变化和发展，孔分布越宽，微孔越发达越有利于汞的吸附。许多学者研究了用UBC 代替AC 的可能性。NETL( national energy technology laboratory) 的学者提出了利用UBC 脱汞的新方法，即
从锅炉中抽取部分未燃尽的煤( 称为分流活性炭) 作为吸附剂，经过换热器、空预器后，再将其喷入烟道中与烟气均匀混合后脱汞。试点燃烧室的结果证明分流活性炭和喷入AC 有基本相同的脱汞效率。此外，FF 滤饼内的UBC 还可通过利用含钙量较高( 钙可以提高活性炭表面氧化汞的稳定性) 的飞灰或Ca (OH) 2 等提高脱汞效率。在有钙的情况下，UBC 和钙协同脱汞，UBC 提供汞吸附的活性位，使得被吸附的汞和相邻的钙位接触并发生反应，UBC 提高钙捕获汞的能力比其氧化汞的能力强。在烟煤中的飞灰连续进入FF 的情况下，喷射Ca ( OH ) 2 可提高25% ～80% 的脱汞效率。
1. 3 钙基吸附剂
钙基吸附剂( CaO、Ca ( OH) 2、CaCO3、CaSO4 · 2H2O 等) 价格低廉，具有潜在控制多种污染物的性能。钙基吸附剂能有效吸附烟气中的Hg2 + ，但对Hg0 的吸附并不明显，其吸附能力受控于温度变化。研究表明，当燃烧烟煤时，Ca ( OH) 2 和CaCO3 在能很大程度上提高汞的去除效率。ARCADIS G＆M 指出，当温度高于136 ℃时，在FF 前烟气中喷入分散的Ca ( OH ) 2 ，总脱汞效率可达33%。当温度高于288 ℃时，Ca (OH ) 2 失去脱汞能力。当烟气中含有SO2 ，钙基吸附剂先捕集SO2 ，后在其表面形成能结合Hg0 的较强的酸性活性位，而当烟气中存在NOX 化合物时，吸附剂的脱汞效率有所下降。
2 脱硫
2. 1 湿法脱硫(WFGD)
WFGD 主要去除Hg2 + 。Thomas. J 等人指出，先将烟气中的Hg0 氧化为Hg2 + ，后通过WFGD 将其去除对一些电厂来说是一项可靠，经济的脱汞技术。王乾等人［10］对WFGD 系统进行了脱汞测试，研究结果表明WFGD 系统对烟气中Hg2 + 的脱除效率可达74. 68% ，当Hg2 + 溶于WFGD 的浆液后，Hg2 + 与其中溶解的硫化物反应能形成不溶于水的HgS，进而得到脱除。但是，Hg0 不但没有被去除，反而会增加。总脱汞效率也仅有6. 11%。这是由于在烟气脱硫过程中，Hg2 + 可溶于浆液，经WFGD 后一部分Hg2 + 会还原成Hg0 ，导致WFGD 出口的Hg0 大于入口。反应机理可能如下:2Me2 + + Hg2 + = Hg0 + 2Me3 + ，HSO －3 + H2O + Hg2 + = Hg0 + SO2 －4 + 3H + 。其中，Me 代表由脱硫剂或飞灰带入的Ca、Mg、Fe 等。烟气中的SO2 也会促进Hg2 + 的还原:H2O + SO2 = H + + HSO －3 。除了HSO －3 、SO2 －3 外，气、液相中氯的利用率、O2 含量、pH、浆液浓度也是影响Hg0 脱除的因素。- Caro 等人将模拟烟气通过CaCO3 悬浮液，并对固、液、气相进行采样分析，研究了氯( HCl ( g ) ，Cl －( aq) ) 和氧的浓度对比式WFGD 中不同相态汞的分布和脱汞效率的影响。结果表明，不同相态中汞
存在的形式与氯的化学形式和氧的浓度有关。氯对汞的氧化起重要作用，但较高的氧气含量会影响Hg0 的氧化过程。目前，加入化学试剂抑制
Hg0 的再释放已经成为研究焦点，但解决问题的关键在于明确Hg0 再释放的反应机理和促使该过程发生的具体因素。
2. 2 新式整体脱硫(NID)
NID 技术是干法脱硫装置工程基础上发展而成的具有创造性的半干法烟气脱硫装置。杨立国等人［11-12］对NID 系统进行了脱汞研究，结果表明，NID 系统中的高浓度循环物料可以高效地脱除烟气中的Hg0、Hgp、Hg2 + ，其中分别作为反应物和吸附剂的Ca(OH) 2 和飞灰起了重要作用。Ca(OH) 2 可在SO2 的作用下与Hg0 发生反应并将其吸附，消石灰与飞灰充分混合，脱硫塔内飞灰循环倍率高，混合灰表面始终有新鲜的脱硫剂Ca( OH) 2 ，脱硫塔内有水合硅酸钙形成，颗粒团聚严重，对脱除烟气中的SO2 和Hg 非常有利。NID 系统中，飞灰中残炭含量、表面的物理特性( 比表面积) 和表面化学成分(Al2O3、SiO3 等) 影响飞灰对Hg0 的吸附和催化氧化作用。燃煤烟气经NID 系统后，烟气中的Hg2 + 所占烟气总排放汞的比例得到很大提高，Hg0 所占比例很小，总脱汞效率可达86. 6% ～92. 2%。
3 选择性催化还原脱氮( SCR)
由于SCR 催化剂独特的几何和催化形貌，当烟气中含HCl 时，HCl 和Hg0 能在有效反应时间内在催化剂上充分接触，可发生如下反应Hg0 + 2HCl + 1 /2O2→HgCl2 + H2O ［13］。氧化汞的含量与煤中氯的含量呈正相关关系，且氧化汞的能力与催化剂、燃煤类型和烟气中HCl 的含量有关。当燃烧烟煤时，氧化汞含量为30% ～98% ，当燃烧亚烟煤时，氧化汞含量为0% ～26%。当采用蜂窝催化剂、板催化剂或混合催化剂时，汞的氧化能力随HCl 的浓度增大而增大。对于蜂窝催化剂或板催化剂，影响HCl 氧化汞的因素主要是催化剂寿命和HCl 浓度，而传质阻力成为较大的限制因素。HBr、HI 氧化汞的能力均大于HCl，HBr 能氧化大部分Hg0 并使得氧化汞在催化剂表面上形成稳定的复合物，HI 可以将吸附了的汞解析，将HBr 注入SCR 的上游，可提高氧化汞的能力。研究表明［13］，当HCl 浓度较低时，SCR 催化剂V2O5 - TiO2 对汞有较高的催化活性。Hiroyuki Kamata 等人［13］研究了不同VOX 负载量下(1% ～15% ) ，TiO2 上VOX 的表面结构和氧化汞活性之间的关系。结果表明，氧化汞的增加几乎和VOX 在单分子层覆盖面上的负载量呈线性关系，单体或聚合体形式的钒类都具有氧化汞的活性。随后，Hiroyuki Kamata 等［14］在模拟SCR 操作条件下，对负载了不同金属氧化物的TiO2 的脱汞性能进行了研究，结果
表明，催化剂的催化活性MoO3 -V2O5 > Cr2O3 > Mn2O3 > Fe2O3 > CuO > NiO，还原NO 能力越强的催化剂，氧化活性也越强，当烟气中存在NH3 时，NH3 会同HCl 竞争催化活性位，并占据主导地位。当烟气中存在SO2、SO3 时，它们会同HCl 竞争吸附活性位从而减弱汞的氧化。
4 联合脱除
煤的品质( 尤其是氯和LOI( Loss-on-ignition) 含量)［15］、锅炉操作条件、气体净化系统是影响脱汞的基本参数。将气体净化系统联用可代替新型脱汞技术的开发。Deepak Pudasainee 等人［16］对燃烧烟煤电厂的SCR、CS-ESP、WFGD 的联合脱汞效率进行了研究。结果表明，三者联合的平均脱汞效率为61%。研究发现，SCR 可利用将大部分Hg0 氧化为Hg2 + 的性质，降低经WFGD 系统后Hg0 的还原。当燃煤电厂没有SCR 系统时，通过WFGD 后的Hg0 增加了13% ～30%。有SCR 系统时，通过WFGD 后的Hg0 减少了12% ～20% ，总的平均脱汞效率比没有SCR 系统增加了14%。通过SCR 后氧化态汞的含量受燃煤类型、烟气成分组成、飞灰中残炭含量、空速、催化剂类型及寿命等多种因素的影响。Ghorishi. S B 等人发现向钙基吸附剂中加入适当的氧化剂可明显提高烟气中Hg0、SO2、NOX 的去除效率。Zhuang Ye 等人［17］对加入了CaCl2 添加剂的亚烟煤烟气中汞的转化进行实地测试，结果表明，燃烧室中的CaCl2 可在高温下分解为原子态氯或其他氯自由基，这类过渡态的氯活性强可提高汞的氧化能力，并通过飞灰表面上Hg-Cl 的反应，加速Hg0 到HgP 的转化。当加入氯为200 × 10 －6 ～800 × 10 －6 ( 基于煤中氯含量) 时，SCRFF- WFGD 的总脱汞率可达75% ～96%。因此，若提高三者联用的脱汞效率，可以通过提高汞氧化的能力、Hg2 + 去除效率、降低Hg0 再释放来实现。
美国AL公司的汞排放控制技术
AL的燃煤电厂烟气脱汞过程的基本流程环节为：将粉状活性炭喷注到烟气气流中；使烟气与粉状活性炭接触一定的时间；将粉状活性炭从烟气气流中分离出来。在这一过程中，烟气中的气态汞化合物被活性炭吸附，从而使烟气得以净化。
在燃煤电厂使用的各种装置系统中，有几种可选的途径来实施这一技术工艺。大多数的电厂装备有静电除尘器，用来脱除飞灰类物质；最简单的方法是向静电除尘器中喷注PAC；几次全规模试验证实这种方法较为可靠，脱汞率稳定且数据可重现性很好。但这种简单方法有两个缺点：①即使喷注了较大数量的PAC，脱汞率也仅处于中等水平值（50-70%）；
②对某些电厂来说，混入了PAC颗粒的飞灰因不符合混凝土掺混剂质量要求而无法被重复利用，这是一个显著的缺点。
对于安装纤维滤器替代静电除尘器对烟气中颗粒物进行收集的电厂，当采取向纤维滤器中喷注粉状活性炭脱汞技术时，可在PAC耗量较少的前提下获得较高的脱汞率。
就目前所知，最有效的方法是在现用的静电除尘器之后增设一台纤维滤器，将PAC喷注到纤维滤器中；新增的纤维滤器其主要功能是脱除烟气中的汞成分。如此布置的附加效果，是可以同时降低颗粒物的排放量；由上游静电除尘器收集的飞灰质量不受损害；且从系统中排出的含汞废弃物的数量也大幅减少。采取高PAC给料量和降低烟气温度等措施时能提高脱汞率。
美国电厂除汞技术：Toxecon系统
为达到美国政府关于燃煤发电厂汞排放的控制目标，普雷斯克艾尔(Presque Isle)电厂做着不懈努力。Toxecon系统就是举措之一。
看上去一排排密实的纤维布袋就像一个个蜂窝，每一个布袋有26英尺长，缠绕在钢架上，构成圆锥型结构。这些高科技小机件是庞大建筑物的重要部件，包含着完成脱汞目标的重要技术。
据美联社报道，工业研究者设计该系统是为了防止燃煤生成的气态汞排放到大气中，其原理是使汞和碳混合形成灰，被布袋收集后运送到填埋场。
雷斯克艾尔电厂属于总部在密尔沃基(Milwaukee)的W e Energies公司。电厂坐落在苏必利尔湖(Lake Superior)湖畔，发电能力是625兆瓦，为半岛北部提供了近一半的电力，是当地大气汞排放的主要来源之一。2003年，普雷斯克艾尔(Presque Isle) 电厂被选定建设第一个具有实际操作性的Toxecon系统。
今年的初步测试之后，We Energies公司工程师兼项目经理斯蒂文?戴荷尼(Steven Derenne)说，有理由对Toxecon系统保持乐观，它能够过滤掉美国大部分电厂所用的低硫煤和亚烟煤中90％的汞。但是，斯蒂文承认目前仍然存在一些问题，其中包括操作中的小失误和故障排除。
今年4月，密西根州政府计划在未来的十年中将燃煤电厂的汞排放量减少90％。然而电厂是否有能力和资金来达到这个标准，Toxecon设备就是在这样一片争议之中开始测试运行的。美国还有几个州也设立了同样的汞减排目标。
汞是煤炭中的痕量元素，燃烧气体中大约产生十亿分之一。消费者能源公司(Consumers Energy)的资深环境策划学家卢? 珀卡鲁卡(Lou Pocalujka)先生对燃炉中沉降90%的汞做
了一个形象地比喻：这就像是在一个橄榄球场抛出300亿个白色乒乓球和30个黑色乒乓球，然后我们要捕捉到其中27个黑球。他说，“这项任务技术性很强。”
公司代表也表示，汞排放消减90%的强令性计划迫使他们在科研和技术方面投入更大资金，可是这样做的意义收效甚微。加州帕洛阿尔托(Palo Alto)电力研究学会(Electric Power Research Institute)技术经理雷纳德?雷文(Leonard Levin)也认为，“这确实在公共健康上方面获益不大。”
汞转变成甲基汞后可以积累在鱼体内，人类食用含汞鱼类后，会破坏神经系统。雷纳德说，大部分汞都可以在美国国家环保署70%的清除计划被去除。现存清除其他污染物的技术，如烟道、淋洗等方法，也可以实现这个脱汞目标。
雷纳德解释道，其余30%的汞形态复杂，但并不沉积在临近水体中，而是进入大气循环。这些汞需要利用昂贵的活性碳注入新技术来清除。
相反，斯蒂文认为目前的技术并不能确定达到70%减排目标，燃煤种类和其他因素都会影响汞清除的效率。
为了达到90%的减排目标，电力研究学会(EPRI)还是推动了新的汞清除技术发展，其中包括学会的专利技术--Toxecon系统。
美国能源部对此项计划充满了希望，为系统安装调试的5300万美金经费提供了一半的援助。普雷斯克艾尔(Presque Isle)电厂九台发电机中有三台受到了此资助。
Toxecon系统是将粉末状活性炭注入燃烧炉的过热气体中，吸收汞后流入一个新的建好的布袋室，被收集在布袋网络中。应用此装置还会有额外收益，它能够同时清除废气体中70%的二氧化硫，30%的氮氧化物和1%煤燃烧飞灰，以前的设备对飞灰尚无能为力。
今年的测试结果尽管还不够稳定，但已经达到清除90%汞的起始值。斯蒂文说：系统一旦完善，平均90%的回收率是能够通过注入适当量的碳而达到的。
斯蒂文还表示，不管实验结果怎样，Toxecon绝不是汞减排的万灵丹。各电厂的设备构造不同，燃烧的煤型也不一致，所以适合一个电厂的设备未必完全适用其他的电厂。
美国燃煤电厂汞排放控制新技术试验
美国燃煤电厂根据美国总统“清洁天空计划”到2018年将汞排放减少69的要求，开始重点解决排汞控制问题，能源部为此选择了8项新的排汞控制技术试验项目进行投资。美国
电科院(EPRI)的排汞专利控制技术作为试验项目的一部分，在6个项目中进行试验。此外，能源部计划长期大规模地对富有发展前景的排汞控制技术进行试验，尤其在燃烧褐煤和装有较小型静电除尘器的燃煤电厂展开试验。
试验技术的基本原理是采用活性炭喷入法控制排汞，该技术已经有10多年的历史。在
静电除尘器的纤维过滤器集尘器前将活性炭喷入烟气，或者在静电除尘器后面加装一个小型纤维过滤器。
EPRI2000年对该技术进行了全面试验，目的在于评估在静电除尘器前喷入活性炭控制排汞的性能。煤燃烧时会产生气态单质汞和氧化汞。单质汞不溶解于水，因此不会滞留在烟气脱硫系统的湿式洗涤器中。而氧化汞则溶解于水，并且可以收集在湿式洗涤器内，但是汞有时积聚并不彻底。对于没有安装湿式洗涤器或者需要降低汞排放水平的电厂，可以将粉状活性炭喷入烟气，在烟气中充当吸附剂，将气态汞吸附到活性炭的表面，然后由电厂的静电除尘器收集。
试验在商业燃煤电厂进行，收集有关排汞控制效果和成本的重要数据，并分析对电厂运行的潜在影响。
上述8项新试验的具体内容是：
(1)吸附剂喷入控制汞技术：结合电厂现有的污染控制设备，采用喷入吸附剂的办法，消除燃煤烟气中的汞。
(2)调制硅酸盐控制汞：该项试验在75MW机组上进行，采用一种新型的非碳吸附剂——调制硅酸盐，可以达到较高的清除汞效果，同时避免对飞灰的影响。
(3)采用吸附剂喷入法控制小型静电除尘器中的汞：在小收集区静电除尘器前喷入吸附剂，再通过湿式洗涤器处理。由于60以上的电厂都采用静电除尘器，静电除尘器的收集区域小，因此，该试验旨在评估长期的排汞控制性能和副产品的质量。
(4)湿式烟气脱硫系统前汞氧化催化剂试验：该试验规模较大，涉及蜂窝式催化剂系统，已经证明对单质汞氧化很有效，因而在湿式氧化钙或石灰石烟气脱硫系统中可以去除汞。
(5)电厂汞控制评估：URS集团公司试验了EPRI的汞控制吸收工艺技术，控制燃煤电
厂的汞排放。该技术是将可以再生的固定结构吸附剂置入煤的烟气流中，达到清除汞的目的，由于吸附剂在捕捉和隔离汞并进行处理的同时定期再生，因而汞不会夹裹在煤燃烧所产生的副产品中。
(6)提高褐煤燃烧系统汞控制排放中碳的吸附性：试验的重点在于提高燃烧低级褐煤电厂中捕捉汞的活性炭的效能。褐煤因含氯量低，含钙量高，燃烧后会产生较多的单质汞，比较难以清除，可采用喷入氯基添加剂和使用经化学处理的吸附剂2种方法。
(7)静电除尘器前汞氧化处理：该试验目的在于评估使用氯基添加剂提高汞的氧化效果。通过试验测量现有静电除尘器和烟气脱硫装置中汞的氧化程度及汞的清除率，核定与此相关的成本，调研把空气污染控制装置作为控制多种污染物装置使用的可能性，并定量评价因控制排汞而对检修造成的影响。
(8)电厂用新型汞吸附剂现场试验计划：该计划目的是试验一种新型的吸附剂。
通过第1阶段大规模的运行机组排汞控制试验，排汞控制已经迈出了能够确定活性炭喷入法排汞控制效果的关键性一步，经过进一步的开发，希望这种活性炭喷入法在控制现有燃煤锅炉排汞方面能够发挥重要的作用。该技术成本相对较低，改造时停机时间短甚至无需停机，适合于各种燃煤及运行条件。
燃煤电厂脱汞技术前景展望
基于传统的脱汞技术和我国现有的气体净化设备及经济现状，脱汞研究可从以下几个方面探讨:
1) 从燃烧方面着手，可燃烧混合煤，从而优化飞灰中的钙和碳的浓度，有效增加脱汞效率。
2) 从汞吸附剂方面着手，飞灰/钙剂吸附剂对汞的去除有良好的效果，但若达到与活性炭脱汞效率相同的效果，钙剂吸附剂的量必将消耗巨大。因此，可选择将钙剂吸附剂/ 含钙量较高的飞灰和UBC / 活性炭混合，在FF 或ESP 前喷入。
3)从现有设备方面着手，一方面可对现有气体净化设备稍加改进，采用分流活性炭技术脱汞，或充分利用新型的经改进过的现有设备，如NID 脱硫系统脱汞。另一方面，可先利用氧化剂将Hg0 氧化为Hg2 + ，后用WFGD 脱除，或利用对汞具有较高催化活性的SCR 催化剂，使得SCR、FF /ESP、WFGD 三者联合脱汞。
燃煤烟气中单质汞的净化脱除 王建英,贺克雕,马丽萍 (昆明理工大学环境科学与工程学院,云南昆明650093) 摘要:总结了燃煤烟气中汞污染控制的技术原理、技术特点、研究现状及进展情况,对比了 烟气中较难脱除的单质汞(H g O )污染控制技术的优缺点,概述了烟气中单质汞脱除方法,展望了蛭石黏土类矿物对燃煤烟气中汞的吸附脱除方面的应用潜力,提出了对燃煤烟气中单质汞吸附净化的研究思路。关键词:汞;燃煤烟气;脱除中图分类号:X701文献标识码:A 文章编号:1006-8759(2007)03-0005-03 REMOVAL OF E L EMENTAL MERCUR Y FR OM COAL COMBUSTIO N FL UE GAS W ANGJian -y in g ,HE K e -diao ,M A Li -p in g (Facult y o f Envir onmental Science and En g nieerin g ,K unmin g Univ er sit y o f Science and T echnolo gy ,K unmin g 650093,China ) Abstract :In this p a p er ,the p rinci p le ,technolo g ical characteristic ,p resent condition and the p ro g ress of m ercur y from flue -g as combustion w ere summ arized.T he research m ethods and technical devel 2o p m ent H g rem oval w ere also introduced ,advanta g e and disadvanta g e of the technical for re 2 m ovin g sin g le q ualit y m ercur y (H g O )w ere com p ared ,which w as the m ost difficult com p onent to be rem oved from fuel g as.T hen the p ros p ect of m ercur y (H g O )adsorbed on cla y such as verm iculite w as p ut forw ard.T his m a y becom e a new m ethod for m ercur y p ollution control of coal combustion g as.K e y w ords :m ercur y ;coal combustion flue g as ;rem oval 图1 燃煤汞排放的迁移过程 0引言 汞是煤中一种痕量元素,在煤燃烧过程中会排入大气,对环境、人体产生极大的危害。有关汞对环境及人体的影响有相当多的文献记载[1～3]。汞经由燃煤过程的迁移、转化己成为它在生物圈内循环的一个重要途径[4](如图1所示)。 造成汞环境污染的来源主要是天然释放和人为两个方面。其中,每年燃煤汞的排放占人类活动汞排放的较大部分。以美国为例[5],美国每年汞的排放量占全世界向大气排放汞总量的3%,大约 收稿日期:2007-01-04 基金项目:云南省教育厅科学基金资助项目。 第一作者简介;王建英(1979-),女,河南商丘人,昆明理工大学硕士生,主要研究方向:大气污染控制工程。 综述与专论 能源环境保护 Ener gy Environmental Protection V ol.21,N o.3Jun.,2007 第21卷第3期2007年6 月
土壤中汞的背景值为0.01～0.15 μg/g。除来源于母岩以外，汞主要来自污染源，如含汞农药的施用、污水灌溉等，故各地土壤中汞含量差异较大。来自污染源的汞首先进入土壤表层。土壤胶体及有机质对汞的吸附作用相当强，汞在土壤中移动性较弱，往往积累于表层，而在剖面中呈不均匀分布。土壤中的汞不易随水流失，但易挥发至大气中，许多因素可以影响汞的挥发。土壤中的汞按其化学形态可分为金属汞、无机汞和有机汞，在正常的pE和pH 范围内，土壤中汞以零价汞形式存在。在一定条件下，各种形态的汞可以相互转化。进入土壤的一些无机汞可分解而生成金属汞，当土壤在还原条件下，有机汞可降解为金属汞。一般情况下，土壤中都能发生Hg2+===Hg2++HgO反应，新生成的汞可能挥发。在通气良好的土壤中，汞可以任何形态稳定存在。在厌氧条件下，部分汞可转化为可溶性甲基汞或气态二甲基汞。 阳离子态汞易被土壤吸附，许多汞盐如磷酸汞、碳酸汞和硫化汞的溶解度亦很低。在还原条件下，Hg2+与H2S生成极难溶的HgS；金属汞也可被硫酸还原细菌变成硫化汞；所有这些都可阻止汞在土壤中的移动。当氧气充足时，硫化汞又可慢慢氧化成亚硫酸盐和硫酸盐。以阴离子形式存在的汞，如HgCl3-、HgCl42-也可被带正电荷的氧化铁、氢氧化铁或黏土矿物的边缘所吸附。分子态的汞，如HgCl2，也可以被吸附在Fe,Mn的氢氧化物上。Hg(OH)2溶解度小，可以被土壤强烈的保留。由于汞化合物和土壤组分间强烈的相互作用，除了还原成金属汞以蒸气挥发外，其他形态的汞在土壤中的迁移很缓慢。在土壤中汞主要以气相在孔隙中扩散。总体而言，汞比其他有毒金属容易迁移。当汞被土壤有机质螯合时，亦会发生一定的水平和垂直移动。 汞是危害植物生长的元素。土壤中含汞量过高，它不但能在植物体内积累，还会对植物产生毒害。通常有机汞和无机汞化合物以及蒸气汞都会引起植物中毒。例如，汞对水稻的生长发育产生危害。中国科学院植物研究所水稻的水培实验表明，采用含汞为0.074 μg/mL 的培养液处理水稻，产量开始下降，秕谷率增加；以0.74 μg/mL浓度处理时，水稻根部已开始受害，并随着试验浓度的增加，根部更加扭曲，呈褐色，有锈斑；当介质含汞为7.4 μg/mL时，水稻叶子发黄，分蘖受抑制，植株高度变矮，根系发育不良。此外，随着浓度的增加，植物各部分的含汞量上升。介质浓度为22.2 μg/mL时，水稻严重受害，水培水稻受害的致死浓度为36.5μg/mL。但是，在作物的土培实验中，即使土壤含汞达18.5 μg/g，水稻和小麦产量也未受到影响。可见，汞对植物的有效性和环境条件密切相关。不同植物对汞的敏感程度有差别。例如，大豆、向日葵、玫瑰等对汞蒸气特别敏感；纸皮桦、橡树、常青藤、芦苇等对汞蒸气抗性较强；桃树、西红柿等对汞蒸气的敏感性属中等。 汞进入植物主要有两条途径：一是通过根系吸收土壤中的汞离子，在某些情况下，也可吸收甲基汞或金属汞；其次是喷施叶面的汞剂、飘尘或雨水中的汞以及在日夜温差作用下土壤所释放的汞蒸气，由叶片进入植物体或通过根系吸收。由叶片进入到植物体的汞，可被运转到植株其他各部位，而被植物根系吸收的汞，常与根中蛋白质发生反应而沉积于根上，很少向地上部分转移。 植物吸收汞的数量不仅决定于土壤含汞量，还决定于其有效性。汞对植物的有效性和土壤氧化还原条件、酸碱度、有机质含量等有密切关系。不同植物吸收积累汞的能力是有差异的，同种植物的各器官对汞的吸收也不一样。植物对汞的吸收与土壤中汞的存在形态有关。 土壤中不同形态的汞对作物生长发育的影响存在差异。土壤中无机汞和有机汞对水稻生长发育影响的盆栽实验表明，当汞浓度相同时，汞化合物对水稻生长和发育的危害为：醋酸苯汞＞HgCl2＞HgO＞HgS。HgS不易被水稻吸收。即使是同一种汞化合物，当土壤环境条件变化时，可以不同的形态存在，对作物的有效性也就不一样。
烟气汞污染及控制 1 前言 汞是煤中最易挥发的重金属元素之一，大气中的汞可以通过呼吸作用随气体进入人体，也可以沿食物链通过消化系统被人体吸收，对人体的危害极大。随着世界各国对大气中汞污染问题的日益关注，燃煤烟气中排放的汞已成为目前我国迫切需要解决的一个重大环境问题。2003 年我国人为汞排放量为250 t，其中约有39%来源于煤的燃烧[1]。2005 年我国电站燃煤锅炉气态汞总排放量约为147 t，固态汞排放量约为47 t，总汞排放量约占世界燃煤汞排放量的10%左右[2]。因此如何有效地控制燃煤过程中汞的排放已经成为一个亟待解决的问题。 2 现有烟气脱汞技术与进展 2.1 利用现有污染控制设备脱除烟气中的汞 2.1.1 利用除尘设备除去烟气中的汞 目前电厂应用的除尘设备有静电除尘器（ESP）和布袋除尘器（FF），这些除尘设备在降低颗粒物排放的同时，能够在一定程度上减少汞的污染，去除率与烟气中汞的形态、除尘器类型等因素有关。相关研究表明，ESP 能除去烟气中小于20%的汞[3]。其对汞的吸附和脱除效果与飞灰中碳含量、颗粒粒径以及吸附于其表面的其他元素的物化特性等因素有关。和ESP 相比，FF 可以捕集几乎所有颗粒粒径大于0.1μm 的尘粒，所以其对烟气中汞的脱除效果更加良好。 ESP 和FF 能够有效脱除Hg(p)，但对Hg0和Hg 2的脱除率相对较
低，且脱除效果易受烟气特性的影响。因此仅仅依靠常规除尘设备来去除烟气中汞，还不能满足环境要求。目前，基于FF 或是ESP 的吸附剂喷入技术，能够有效地提高燃煤烟气中汞的脱除效率，是一种很有应用前景的脱汞方法，它主要是利用吸附剂的吸附性能，将烟气中的汞吸附在吸附剂上，然后被下游的除尘设备去除。基于FF 和ESP 的活性炭喷入技术去除烟气中汞有3 种方案[4]：（1）在除尘设备之前，直接向烟气中喷入活性炭；（2）在ESP 之后，对烟气进行喷淋冷却，然后喷入活性炭，用FF 收集吸附后的活性炭；（3）在空气预热器之后，对烟气进行喷淋冷却，然后在ESP 之前喷入活性炭。但此技术因投资费用较大且运行成本较高，电厂一般难以承受。 1.1.2 利用脱硫设备除去烟气中的汞 为了降低SO 2污染，新建电站都要安装脱硫设备，老的电站也在 逐步增加脱硫设备。这些脱硫设备在脱除硫的同时，也能够去除烟气中部分汞。L.Zhang 等[5]利用Ontario Hydro Method 方法，对中国6 家电厂的汞排放进行比较分析，发现湿法烟气脱硫（WFGD ）设备对Hg +2 的脱除效率可达78%，但仅能去除烟气中3.14%的Hg 0。WFGD 的汞脱除效率与汞的形态密切相关，而烟气中Hg +2所占比例变化很大，Hg +2含量越大，WFGD 设备的汞脱除效率越大。在WFGD 脱硫过程中，脱硫浆液pH 值、温度等对烟气中汞形态的转移也有影响作用，脱硫效率变化较大。鲍静静等[6]在脱硫剂中添加4O KMn 、Fenton 试剂、Na 2S 等 添加剂来提高WFGD 设备的脱汞效率，不同添加剂的效果有所不同，其中Na 2S 效果最为显著，主要原因是由于Na 2S 会分解产生S 0、S -2，
V o.l1,N o.3 M ay,2011 环境工程技术学报 Journa l of Env iron m ental Eng i neer i ng T echno l ogy 第1卷,第3期 2011年5月 收稿日期:2011-02-17 基金项目:中国国电集团公司科研项目(Z200703) 作者简介:李辉(1985)),男,硕士,研究方向为燃煤电厂CO 2减排及汞监测技术,li hu i850627@1261co m 文章编号:1674-991X(2011)03-0226-06 燃煤电厂汞的排放控制要求与监测方法 李辉1,2,王强3,朱法华1,2 1.国电环境保护研究院,江苏南京210031 2.南京信息工程大学,江苏南京210044 3.南京国电环保设备有限公司,江苏南京210044 摘要:介绍了汞污染对环境、人体健康的影响与危害及燃煤电厂汞的产生和排放机理,对国内外燃煤电厂汞排放控制相关政策、排放标准进行了对比,重点介绍目前主要的烟气汞排放监测方法。其中较为成熟的烟气汞排放监测技术主要是美国国家环境保护局(U S EPA)制定的安大略法(OHM法),30A法(在线监测)和30B法(吸附采样分析法)。结合我国部分已开展燃煤电厂烟气汞监测项目的经验提出建议:参考发达国家经验,开发适合于我国燃煤电厂的汞检测标准方法及相应仪器设备,在掌握我国燃煤电厂汞排放情况的基础上制订减排目标及排放标准。 关键词:燃煤电厂;汞排放;政策与标准;监测方法 中图分类号:X51文献标识码:A DO I:1013969P.j issn.1674-991X.20111031037 The Control Requirem ents and M onitori ngM ethods forM ercury Em ission i n Coal-fired Po w er P l ants LIH u i1,2,WANG Q iang3,Z HU Fa-hua1,2 1.S tate P o w er Env i ron m enta l P ro tecti on R esearch Institute,N anji ng210031,Ch i na 2.N anji ng U n i ve rs i ty o f Infor m ati on Science and T echno l ogy,N an ji ng210044,China 3.N an ji ng G uodian Env iron m en tal P rotection Equi pment Co.L td,N anji ng210044,Ch i na Abst ract:The effect and har m o f m ercury to t h e env ironm ent and hum an hea lth,as w ell as the m echanis m o f m ercury generation and e m issi o n i n coa-l fired po w er plants,w ere i n tr oduced.The related po licy and standar ds i n China and i n deve l o ped countries w ere co m pared,and the m a i n m on itoring m ethods fo r m ercur y i n flue gas focused.The re lati v e l y m ature m onitori n g m ethods i n cluded Ontario H ydr o M ethod(OHM),30A M ethod and30B M ethod w hich w ere developed by US EPA.Co mb i n ed w ith the m on itori n g experiences i n Ch i n a,it w as suggested t h at t h e standar d m on itori n g m ethods and equ i p m ents shou l d be developed for m ercury e m issi o n i n coa-l fired po w er plants by referri n g to the experience of deve l o ped countries,and the reduction targets and e m i s sion standar ds be for m ulated based on the e m ission m on itoring data a ll over the coun try. K ey w ords:coa-l fired po w er plants;m ercury e m issi o n;po licy and standar ds;m on itoring m ethods 汞是一种重金属污染物,可通过呼吸、皮肤接触、饮食等方式进入人体,危害人体健康。汞对人体健康的危害与汞的化学形态、环境条件和侵入人体的途径、方式有关。金属汞蒸汽有高度的扩散性和较大的脂溶性,侵入呼吸道后可被肺泡完全吸收并经血液输送至全身,在器官内被氧化而对人体造成
收稿日期：2012-02-14 作者简介：张静怡（1977—），女，山西永济人，工程师，主要从事火电厂环境保护研究与咨询工作。 E-mail:zhangjingyi@https://www.doczj.com/doc/726459116.html, 要经过选择性催化还原（SCR ）脱硝系统、除尘器和湿法烟气脱硫系统（见图2），这些现有的环保设施对汞的排放特性产生了不同的影响。 2.1SCR 脱硝系统的影响 根据美国中部某电厂采样测试结果[4]，SCR 脱 硝系统对烟气中汞的总量影响不大，但是部分元素态汞经过SCR 系统后发生了很大的变化，其与图2 汞从燃煤机组中排放 Fig.2Mercury emission from coal -fired power plants
第9期 总汞量之比由43.67%下降到14.41%。根据分析，这主要是SCR脱硝系统催化剂中V2O5和TiO2产生的作用，当烟气通过催化剂层时，部分元素态汞与烟气中的酸性气体（如HCl、HF等）、氯气反应，被氧化成了氧化态汞。总之，SCR系统可以提升氧化态汞的含量，从而提高下游设备的脱汞能力。 2.2除尘器的影响 现有的除尘器分为静电除尘器（ESP）和布袋除尘器（FF）2种。在美国，静电除尘器还分为高温侧静电除尘器和低温侧静电除尘器，本文讨论的主要是低温侧静电除尘器。除尘器对汞的脱除主要是将烟气中大部分颗粒态汞捕获，同时部分氧化态汞由于吸附在细颗粒物表面也被除尘器捕获。但是除尘器对元素态汞仍然无法脱除。 根据ICR对美国84个不同燃煤电厂进行的相关检测，静电除尘器对烟煤和次烟煤烟气中汞捕获率分别为46%和16%，布袋除尘器对烟煤和次烟煤烟气中汞捕获率分别为83%和72%。 除尘器对烟煤和次烟煤的脱汞效率呈现出很大差异的原因主要是煤种不同导致煤中氯含量不同[5]，煤中的氯可通过同相、异相或催化氧化等途径将烟气中的元素态汞氧化，因此煤中的氯含量越高，烟气中元素态汞的份额就会越少，除尘器的脱汞效率越高。 结合部分电厂的现场测试结果可以看出，布袋除尘器对汞脱除的能力明显高于静电除尘器。这是由于布袋除尘器几乎可以捕集0.1μm以上的尘粒，对5μm以上尘粒的捕集效率可达99%以上。而静电除尘器需通过强电场使灰尘颗粒带电，进而将其除去，因此静电除尘器对尘粒的比电阻值有很高的要求。而尘粒的比电阻值与尘粒的化学成分有很大关系，燃煤粉尘的主要成分是SiO2、Al2O3、K2O、Na2O等，SiO2和Al2O3质量分数大于85%的尘粒很难被除去[6]。 另一方面，除尘器脱除下来的飞灰中汞含量随飞灰残碳量的增加而增加[7]。这是由于烟尘中残留的碳具有吸附烟气中汞的能力，烟尘中碳含量增加，除尘设备对汞的捕获率也会增加。而在布袋除尘器中，气相中的汞与飞灰及其飞灰中含有的碳粒等固体物料之间存在更加密切的相接触。2.3脱硫系统的影响 目前大型燃煤机组的脱硫设施多为湿法脱硫系统。湿法脱硫系统能够有效去除易溶于水的氧化态汞（Hg2+），但是对元素态汞无控制作用。根据美国的测试结果，脱硫吸收塔对氯化物含量高的烟煤有脱汞效果，而对美国西部产的次烟煤则几乎无效。总体而言，原煤中的氯质量分数大于200×10-6时，湿法脱硫系统的净脱汞效率为40%～60%；氯质量分数大于400×10-6时，湿法脱硫系统的净脱汞效率大约为80%，而当氯质量分数小于100×10-6时，湿法脱硫系统的净脱汞效率为10%～20%。 另一方面，湿法脱硫系统对烟气中的氧化态汞有还原作用，可将其还原为元素态汞，这对湿法脱硫系统的脱汞效率产生了负面的影响。其原因是脱硫系统中的亚硫酸盐和亚硫酸氢盐具有还原性，能将氧化态汞还原为不溶于水的元素态汞[8]。其反应机理如下。 亚硫酸盐的氧化反应： SO32-+H2O→SO42-+2H++2e-，E0=0.2V（1）氧化汞被还原： Hg2++2e-→Hg0，E0=-0.85V（2）另外，金属离子（如铁、锰、镍、钴、锡等）也能与氧化态汞反应，使之还原[9]，其反应式如下：2M2++Hg2+→Hg0+2M3+（3） 3脱汞技术 目前的脱汞技术大体分为燃烧前处理和烟气脱汞2类。 3.1燃烧前处理技术 燃煤电厂燃烧前处理技术是指添加溴化剂的脱汞技术，它是在电厂输煤皮带上或给煤机里加入溴化盐溶液，或是将溴化盐溶液直接喷入锅炉炉膛。溴化物的填加可以有效增加烟气中氧化态汞的比例，配合SCR烟气脱硝系统，可以保证进入后续设备烟气中的氧化态汞有较高的比率，从而利用下游的除尘器和湿法脱硫系统进行汞脱除。采用炉前添加溴化物的方法能够有效利用烟气湿法脱硫装置控制汞的排放，最高的脱汞效率可以达到88%。而且喷射系统简单，成本低。但是，值得注意的是被控制的汞大部分都进入烟气湿法脱硫装置的排出物—— —石膏或废水里，需要二次处理，因此其应用受到限制。 3.2烟气脱汞技术 烟气脱汞是当前商业应用的主要脱汞工艺，主要的方法是在除尘器之前喷射吸附剂，常用的吸附剂为溴化活性炭，烟气中的汞首先被活性炭上的溴化物氧化，而后再被活性炭吸附，最后在除尘器中捕集下来。除尘器可采用静电除尘器或布袋除尘器。 在这种方法中，煤中的氯含量也会对脱汞效率产生很大的影响，安装静电除尘器的机组采用活性炭喷射方法脱汞测试结果表明，随着活性炭喷射量的增加，脱汞效率随之提高；燃用 张静怡：燃煤电站烟气中汞脱除与减排技术
实验八底泥中汞的存在形态 一. 实验目的 1.了解形态分析的意义，学习测定底泥样品中各种形态汞的方法。 2.学习冷原子荧光测汞仪的使用方法。 二．实验原理 根据各种形态汞在不同浸提液中的溶解度,采用连续化学浸提法测定底泥中汞存在的水溶态,酸溶态(包括无机汞和甲基汞),碱溶态,过氧化氢溶态及王水溶残渣态. 由于汞沸点很低,易挥发,同时汞离子能定量地被亚锡离子还原为金属汞,因而可以使用测汞仪,在常温下利用汞蒸气对253.7 nm汞共振线的强烈吸收来测定溶液中的汞含量,吸收强度的大小与汞原子蒸气浓度的关系符合比耳定律。 三. 仪器与试剂 1. 仪器 (1) 测汞仪. (2) 恒温振荡器. (3) 离心机. (4) 酸度计. (5) 细口反应瓶:100mL. (6) 玻璃注射器:20mL. 2.试剂 (1) 汞标准溶液:准确称取0.1354 g氯化汞(分析纯)溶于50mL 10%H2SO4及10mL 1% K2Cr2O7溶液中,用去离子水稀释至1000mL,得到0.1mg/mL的汞标准储备液.吸取此标准储备液5.0mL,加入50mL 10%H2SO4及10 mL 1%K2Cr2O7溶液,用去离子水稀释至1000mL,得0.5mg/L的汞标准溶液. (2) 溴化剂:溴酸钾(0.1mol/L)-溴化钾(1%)溶液. (3) 盐酸羟胺(12%)-氯化钠(12%)溶液. (4) 10%SnCl2溶液. (5) 盐酸溶液:0.2mol/L. (6) 1%硫酸铜溶液. (7) 1%氢氧化钾溶液. (8) 30%过氧化氢. (9) 王水. (10) 5%硝酸. (11) 盐酸:1:1. (12) 浓盐酸. 四. 实验步骤 1. 标准曲线的绘制 取0.5mg/L的汞标准溶液0.2,0.3,0.4,0.5,0.6mL分别加到100mL细口反应瓶中,再加入5%的HN03溶液使体积为19mL,然后加入1.0mL 10%SnC12溶液,加盖橡胶反口塞,摇动10 min后,用20mL注射器取出10mL气体,注入吸收池中,测定透光率.根据汞含量与透光率的关系,绘制标准曲线. 2. 不同形态汞的浸提方法 (1) 水溶态汞(氯化物,硝酸盐和硫酸盐)的浸提方法:准确称取19风干泥样品于50mL离心管中,加入10mL去离子水,在恒温振荡器上振荡30 min,离心分离,吸取上清液于25mL容量瓶中.
燃煤电厂烟气汞排放控制研究现状及进展 1燃煤电厂汞的排放 煤作为一次能源的主要利用方式是燃烧，其燃烧产物会对环境造成严重的破坏。全世界发电用煤量巨大，燃煤电厂是导致空气污染的最大污染源之一。在煤燃烧造成的污染物中，除SO2、NO X和CO2外，还有各种形态的汞排放。汞是煤中的一种有毒的重金属痕量元素，具有剧毒性、高挥发性、生物体内沉积性和迟滞性长等特点。全球每年排放到大气中的汞总量约为5000吨，其中4000吨是人为的结果，而燃煤过程的汞排放量占30%以上。由于我国一次性能源以煤炭为主，原煤中汞的含量变化范围在0.1~5.5mg/kg，煤中汞的平均含量为0.22mg/kg，是世界范围内煤中平均汞含量的1.69倍。根据相关报道,预计2010年中国电煤总需求量为16亿t,以煤炭含汞量为0. 22mg/kg，电厂平均脱汞效率为30%计, 2010年燃煤电厂汞排放量约为246. 4 t。因此燃煤所造成的环境汞污染形势不容乐观，对其排放控制不容忽视。 2 烟气中汞的存在形式及其影响因素 2.1 汞的存在形式 烟气中汞的存在形式主要包括3种：单质汞(Hg0)、化合态汞(Hg+和Hg2+)和颗粒态汞。其中单质汞(Hg0)是烟气中汞的主要存在形式。烟气中汞的存在形态对汞的脱除有重要影响。不同形态汞的物理、化学性质差异较大，如化合态汞易溶于水，并且易被烟气中的颗粒物吸附，因此易被湿法脱硫设备或除尘设备脱除。颗粒态汞也易被除尘器脱除。相反单质汞挥发性高、水溶性低，除尘或脱硫设备很难捕获，几乎全部释放到大气中，且在大气中的平均停留时间长达半年至两年，极易在大气中通过长距离大气输送形成广泛的汞污染，是最难控制的形态，也是燃煤烟气脱汞的难点。 2.2 影响汞存在形态的主要因素 2.2.1 燃煤种类的影响 燃烧所用煤种不同，烟气中汞的形态分布也不同。烟煤燃烧时，烟气中Hg2+含量较高，Hg0含量偏低；而褐煤在燃烧时，烟气中Hg0的含量却较高。褐煤燃烧所产生烟气中Hg0含量最高，亚烟煤次之，烟煤最低，如图1。 2.2.2 燃烧方式以及添加剂的影响 与司炉和链条炉相比，煤粉炉中煤粉与空气接触更加充分，燃烧效率较高，形成的烟气中气态汞含量相对较高，而留在底渣中的汞相对较少。在燃烧过程中，向炉膛内加入一定量
石河子大学化学化工学院 燃煤电厂锅炉烟气静电除尘装置设计——大气污染控制工程课程设计任务书 院（系）：化学化工学院 专业：环境工程 学号： 姓名： 指导教师：
完成日期： 2016.01.02 目录 一、前言.................................................................... - 1 - 二、设计资料和依据...................................................... - 2 - 2.1设计依据标准.......................................................... - 2 -2.2设计条件.............................................................. - 2 -2.3烟气性质.............................................................. - 2 -2.4气象条件.............................................................. - 3 - 2.5设计内容.............................................................. - 3 - 三、系统设计部分....................................................... - 3 - 3.1空气量和烟气量的计算.................................................. - 4 -3.2电除尘器的选型............................................ 错误!未定义书签。 3.3电除尘器总体尺寸的确定................................................ - 5 - 3.4 电除尘器零部件的设计和计算……………………………………………………………….- 5 - 3. 5 供电系统的设 计………………………………………………………………………………… .-13- 3.6 壳 体 (14) 四、烟囱的设计............................................. 错误!未定义书签。 4.1烟囱高度的确定：.......................................... 错误!未定义书签。
食品中汞的存在形态及其毒性研究进展 摘要：随着汞在工业、农业、医药等方面的广泛应用,由汞及其化合物所造成的环境汞污染问题日益严重,已成为人类生存环境的一大公害。其中汞的化合物通过食物进入人体中,造成含汞化合物在人体各个脏器的聚集,从而产生各种急性、慢性中毒。为了更好的了解汞在食品中的存在形态及其毒性,本文就此研究的新进展进行综述。 关键词：食品；汞化合物；存在形态；毒性 Advances inspeciationand toxicityof mercuryin food Abstract:With themercuryis widely used inindustry, agriculture, medicine and otherfields,mercury pollutionenvironmentalproblems caused bymercury and its compoundswith the benefit ofa serious, has become a majorhazardto human survivalenvironment.Mercury compoundswhichenter the bodythrough food, causing the mercury-containing compoundsgathered invarious organsof the body,resulting ina variety of acuteand chronicpoisoning.In order to betterunderstand the newprogressin thepresenceof mercury in theform offoodand toxicity, thisstudyreviewedin this article. Keywords: Food; mercury compounds; speciation; Toxicity 环境中的汞污染除自然因素释放并因生态环境的改变而引起迁移外,绝大部分是由人为因素所致。随着城市工业的发展与城市化进程的加快,含汞工业废水使河水日益受到污染,通过生物链富集到水生动物体内,土壤用污水灌溉、污泥施肥及施用含汞农药,最终对人体健康产生严重的影响。汞的复杂的生物地球生物化学行为和生态毒性效应已经引起人类的广泛关注,尤其是不同形态的汞有不同的化学行为、生物积累特性和毒性。在所有有毒金属中汞最为人们所关注,也是研究最集中的金属。为了今后更深入地进行研究,现对食品中汞的存在形态及其毒性做一概述。 1．食品中汞的污染来源 地球经一系列的自然过程如火山活动、地热活动及地壳放气作用等将汞释放入大气[1]。姚学良等人[2]通过对成都平原的基底断裂特征进行探索,初步认为我国成都平原的汞污染除人为来源之外,还可能与平原基底断裂的地球放气作用有关,这是造成该区大气汞污染的主要原因。气相汞的转移归宿是土壤,全球通过降水从气相中转入固相或液相的汞平均为33×109mg/d,土壤中的汞污染主要由于汞矿采掘与汞杀虫剂的大量使用有关[3]。土壤中汞及其化合物的存在不仅影响作物生长,减少作物产量,降低作物品质,造成经济损失,而且还会通过食物链在人体内积累,直接危害人体健康。蔬菜是每日必须摄人的一类产品,在汞污染比较严重的地区,居民摄入的不合格蔬菜对其健康存在着很大的隐患。 汞在进一步迁移转化中,特别是在嫌气条件下,无机汞可以被生物甲基化为甲基汞和二甲基汞,并通过水生生物的食物链而富集,给汞的环境污染带来更严重问题[4]。鱼类和贝类含有人体所需的丰富的蛋白质和微量元素,但是它们却极容易吸收汞,居民摄入水体污染严重的水产品,会对其健康存在着很大的隐患[5]。历史上发生在日本和瑞典两起大规模中毒事件都与甲基汞有关。 2.汞的代谢途径
3燃煤电厂的环境污染 3.1总括燃煤电厂的情况 燃煤电厂是能源消耗大户，具有用量大、产污量多、排污集中且影响范围大的 特点，使得燃煤电厂已成为许多地区最主要的污染源。它所涉及的环境污染物，有 生产过程中的水、气、声、渣等常规污染物；燃煤贮存、灰渣运输等过程中的无组 织排放的污染物；以及主体工程、原料输送工程占地、水源使用等方面的生态影响 和社会影响等。可以讲,一个大型电厂是一个与社会、经济、环境紧密相关的系统工 程。因此，针对燃煤电厂工程特点和污染特征，透过对影响区域内的大气、水、声、 土壤等方面调查和监测，分析电厂通过采取环保措施后环境质量状况，各项污染物 的治理情况，对其在近期和长期对自然、生态和社会环境的影响的工作显得尤为重 要。 3.2污染问题和与其他电厂的对比的方面 3.2.1烟尘排放 燃煤电厂锅炉的粉尘控制也得到了足够的重视，特别是现代化大型火电厂的静电除尘装备比较完善，大部分电厂的除尘效率已达到98%-99%，全国获此装备基本实现了烟尘达标排放。尽管火电装机容量迅速增加，但烟尘排放总量呈现下降的趋势，基本上做到了增容不增污。但现有的装备的静电除尘设备难以除去燃煤排烟中超细、超轻并易分散的粉尘。 3.2.2二氧化硫排放 2002年电力行业二氧化硫排放量为666×10 8 t，占全国工业部 门二氧化硫排放量的34.6%。目前，我国火电厂烟气中二氧化硫的排放浓度和总量 普遍超出目前的国家排放标准，火电厂二氧化硫排放尚未得到有效控制。“九五” 期间，二氧化硫排放量随装机容量的增长呈上升趋势，已成为我国电力行业实现可持续发展的制约因素。为实现对二氧化硫排放总量的控制，我国今后几年至少要新装1500×104 KW的脱硫设备。由此可见，控制二氧化硫排放的形势十分严峻。氧化硫排放量的减少主要是通过关停小火电机组和换烧低硫煤来实现。二 3.2.3氮氧化物排放 2000年全国火电机组氮氧化物排放量约为469×104t,占全国工业部门氮氧化物排放量的46.1%。火电厂烟气中氮氧化物的排放浓度和总量普遍超出目前的国家排放标准，我国燃煤
汞和砷元素形态及其价态测定法 本法系采用高效液相色谱-电感耦合等离子质谱法测定供试品中汞或砷元素形态及其价态。 由于元素形态及其价态分析的前处理方法与样品密切相关，供试品溶液的制备方法如有特殊要求应在品种项下进行规定。 一、汞元素形态及其价态测定法 照高效液相色谱法-电感耦合等离子体质谱测定法（通则 0412）测定。 色谱、质谱条件与系统适用性试验 以十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂；以甲醇 -0.01mol/L乙酸铵溶液（含0.12%L-半胱氨酸，氨水调节pH值至7.5）（8：92）为流动相；流速为1.0ml/min。以同轴雾化器的电感耦合等离子体质谱（具碰撞反应池）进行检测；测定时选取的同位素为202Hg，根据干扰情况选择正常模式或碰撞池反应模式。3种不同形态汞的分离度应大于1.5。汞元素形态及价态示意图 对照品贮备溶液的制备 分别取氯化汞、甲基汞、乙基汞对照品适量，精密称定，加8%甲醇制成每1ml各含100ng（均以汞计）的溶液，即得。 标准曲线溶液的制备 精密吸取对照品贮备溶液适量，加8%甲醇分别制成每1ml各含0.5ng、1ng、5ng、10ng、20ng（均以汞计）系列浓度的溶液，即得。 供试品溶液的制备 除另有规定外，取供试品适量，精密称定，加人工胃液或人工肠液适量，置37℃水浴中超声处理适当时间，摇匀，取适量，静置约24小时，吸取中层溶液适量，用微孔滤膜（10μm）滤过，精密量取续滤液适量，用0.125mol/L盐酸溶液稀释至一定体积，即得。同法制备空白溶液。 测定法 分别吸取系列标准曲线溶液和供试品溶液各20～100μl，注入液相色谱仪，测定。以系列标准曲线溶液中不同形态汞或价态汞的峰面积为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线，计算供试品溶液中不同形态或价态汞的含量，即得。
3 燃煤电厂的环境污染 3.1 总括燃煤电厂的情况 燃煤电厂是能源消耗大户，具有用量大、产污量多、排污集中且影响范围大的 特点，使得燃煤电厂已成为许多地区最主要的污染源。它所涉及的环境污染物，有 生产过程中的水、气、声、渣等常规污染物；燃煤贮存、灰渣运输等过程中的无组 织排放的污染物；以及主体工程、原料输送工程占地、水源使用等方面的生态影响 和社会影响等。可以讲,一个大型电厂是一个与社会、经济、环境紧密相关的系统工 程。因此，针对燃煤电厂工程特点和污染特征，透过对影响区域内的大气、水、声、 土壤等方面调查和监测，分析电厂通过采取环保措施后环境质量状况，各项污染物 的治理情况，对其在近期和长期对自然、生态和社会环境的影响的工作显得尤为重 要。 3.2 污染问题和与其他电厂的对比的方面 3.2.1烟尘排放 燃煤电厂锅炉的粉尘控制也得到了足够的重视，特别是现代化大型火电厂的静电除尘装备比较完善，大部分电厂的除尘效率已达到 98%-99%，全国获此装备基本实现了烟尘达标排放。尽管火电装机容量迅速增加，但烟尘排放总量呈现下降的趋势，基本上做到了增容不增污。但现有的装备的静电除尘设备难以除去燃煤排烟中超细、超轻并易分散的粉尘。 3.2.2二氧化硫排放 2002 年电力行业二氧化硫排放量为 666×10 8 t，占全国工业部 门二氧化硫排放量的 34.6%。目前，我国火电厂烟气中二氧化硫的排放浓度和总量 普遍超出目前的国家排放标准，火电厂二氧化硫排放尚未得到有效控制。“九五” 期间，二氧化硫排放量随装机容量的增长呈上升趋势，已成为我国电力行业实现可持续发展 的制约因素。为实现对二氧化硫排放总量的控制，我国今后几年至少要新装 1500×104 KW 的脱硫设备。由此可见，控制二氧化硫排放的形势十分严峻。氧化硫排放量的减少主要是通过关停小火电机组和换烧低硫煤来实现。二 3.2.3氮氧化物排放 2000 年全国火电机组氮氧化物排放量约为 469×104t,占全国工业部门氮氧化物排放量的
液相色谱-原子荧光光谱联用测定鱼样中甲基汞的含量 ——LC-AFS法 1、目的 建立一个前处理操作方便，准确可靠的测定鱼类样品中甲基汞的方法 2、主题内容及适应性 本方法规定了鱼类中甲基汞测定的液相色谱-原子荧光光谱法，本法适用于鱼类中甲基汞的测定。 3、原理 样品中的甲基汞用提取液提取后，通过C18色谱柱，由于C18柱对无机汞、甲基汞和乙基汞的吸附能力不同，流动相将无机汞、甲基汞和乙基汞依次洗脱，洗脱的溶液首先和氧化剂混合，再和空气混合，通过紫外光照射，将有机汞都氧化成无机汞，最后混合还原剂和盐酸发生氢化反应，进入原子化器，与原子荧光联用进行数据收集和处理。 4、试剂与材料 除非另有说明，所用试剂均为分析纯，水为蒸馏水或相当者；液相色谱流动相所用溶剂均为色谱纯并经过0.45μm滤膜过滤。 4.1 试剂 4.1.1 流动相：5%乙腈jing（HPLC级）+0.5%乙酸胺+0.1%半胱氨酸，经溶剂过滤器过滤后，放在超声波清洗器中超声20min，除去气泡。 4.1.2 载流：7%HCl（优级纯） 4.1.3 还原剂：0.5%KOH +1.5% KBH4 4.1.4 氧化剂：0.5%KOH +1%K2S2O8 4.1.5 清洗液：CH3OH-H2O（1+1） 4.1.6 提取液：10%HCl+1%硫脲+0.15%KCl 4.2 标准溶液 4.2.1 标准储备溶液：用水配制1000μg/L的Hg2+-MeHg-EtHg的混合标准溶液100mL，保存于4℃冰箱。 4.2.2 标准工作溶液：标准工作液根据需要用混合液逐级稀释配置（混合液包括提取液：流动相：水=3：4：3） 5、仪器与设备 5.1 岛津高压液相泵-SAP10形态分析预处理装置-原子荧光光谱仪
脱汞技术综述 摘要：中国式全球范围内汞污染最为严重的地区之一，汞在烟气及大气中的存在方式有三种：元素态汞（Hg0），氧化态汞（Hg+、Hg2+）可颗粒态汞（Hg（p）），汞的存在形式影响其去除效率，本文综述了各种汞的去除方法，详细介绍了燃烧后脱汞的方法及研究现状。 关键词：脱汞；颗粒态汞；氧化态汞；元素态汞； 1.前言 汞是煤中一种痕量元素，在煤燃烧过程中会排入大气，对环境、人体产生极大的危害。有关汞对环境及人体的影响有相当多的文献记载，燃煤锅炉作为造成环境汞污染的主要人为排放源，已经在世界范围引起广泛关注。世界范围内煤中汞含量一般在0.012-0.33mg/kg，平均汞含量约为0.13mg/kg，我国煤中汞的平均含量为0.22mg/kg，我国是一个产煤大国。 2.1汞在煤中的存在形式 煤中汞的存在形式是影响汞排放的重要因素。对于煤中汞的存在形式,许多学者都进行了研究。煤中汞的形态可分为无机汞和有机汞，煤在地质化学中被归为亲硫元素,因而煤中汞主要存在于黄铁矿(FeS2)和朱砂(HgS)中,煤中的汞主要存在于无机矿物质中。 2.2汞在烟气中的存在形式 汞脱除的有效性取决于汞的形态分布，目前认为，在煤燃烧烟气中，汞存在3中基本形态：元素态汞（Hg0），氧化态汞（Hg+、Hg2+）可颗粒态汞（Hg（p））。Hg+烟气及大气中极不稳定，极易转化为二价汞，而Hg2+易溶于水可以被湿式烟气脱硫装置脱除，Hg（p）可以通过常规的污染物控制设备去除，所以氧化态及颗粒态汞比较容易被去除。由于Hg0的高挥发性及在水中的难溶性，在大气中的平均停留时间长达半年至两年，现有的烟气净化设备很难将其去除。因此，燃煤烟气脱汞的关键就是Hg0的脱除。 1.燃烧过程的脱汞 目前燃煤烟气脱汞技术主要分为燃烧前脱汞、燃烧后脱汞以及燃烧后尾部烟气脱汞，其中燃烧后脱汞技术的研究最为广泛。 3.1燃烧前脱汞 燃烧前脱汞属于对源的控制，大大减少了汞进入燃烧过程的量，主要包括洗煤和热解技术。洗煤技术是一种简单而低成本的降低汞排放的方法，采用先进的物理化学洗煤技术，汞的脱除率可达64.5%。目前，发达国家的原煤入洗率已经达40%~100%，而我国只有22%[1]，因此，我国应尽快提高原煤入洗率。热解法脱汞则是利用汞的高挥发性，在不损失碳素的温度条件下，使烟煤温和热解把汞挥发出来。比较这两种工艺，洗煤脱汞工艺相对成熟，热解脱汞工艺尚处于实验室研究阶段，有待进一步研究。 3.2燃烧中脱汞 关于燃烧中脱汞技术的研究很少，但针对其他污染物采用的一些燃烧控制技术队汞的除具有积极的作用。主要包括：流化床燃烧、低氮燃烧和炉膛喷入吸附剂法。