燃煤电厂汞排放控制技术研究

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。

第37卷第5期2007年9月东南大学学报(自然科学版)J OURNAL O F SOUTHEAST UN I V ERS I TY (Natural S ci en ce Ed iti on)V o l 37No 5Sep.t 2007燃煤电厂汞排放特性实验研究杨立国 段钰锋 杨祥花 江贻满 王运军 赵长遂(东南大学洁净煤发电及燃烧技术教育部重点实验室,南京210096)摘要:选取了我国6个比较有代表性的燃煤电厂,采用美国EP A 推荐使用的OH 方法,对其入炉煤、底渣、飞灰、脱硫产物及烟气进行了取样分析,并针对系统汞的排放进行了平衡计算.测量了不同电厂的除尘器灰的含碳量,以分析其对飞灰中汞富集因子的影响.实验结果表明:在所测的6个燃煤电厂中,底渣排汞量不到总汞的1%,煤中的汞在燃烧区域以后绝大部分以气态和飞灰吸附态的形式排放,并随着机组容量的增大,气态汞的排放比例也有所增大.飞灰中的残碳对气态汞向飞灰的富集有促进作用,飞灰的含碳量与飞灰中汞的富集因子呈正相关关系.烟气中的氯元素可以提高可溶性二价汞的含量.实验研究表明,循环流化床燃烧方式可以极大地减少气态汞的排放量,其机理还有待于进一步研究.关键词:燃煤电站;汞排放;汞平衡;飞灰中图分类号:TK224 9+3 文献标识码:A 文章编号:1001-0505(2007)05 0817 05M ercury e m ission characteristics fro m coal fire d po wer pl antsY ang L iguo D uan Y ufeng Y ang X ianghua Jiang Y i m an W ang Y un jun Zhao C hangsui(Key Labo rat o ry o f C l ean C oalPow er G eneration and C om bu sti on T echno l ogy o fM i n istry of Education,S out h eastUn iversity ,N an ji ng 210096,C h i na)Abst ract :To eva l u ate the m ercury e m issi o ns ,and to co m prehend and com pare t h e s pec iati o n characteristics o f m ercury i n differ ent pow er plants ,six representa ti v e coa l fired po w er plants w ere selected ,of w hich t h ere w ere five pul v erized coal bo ilers and one circu l a ti n g flui d ized bed bo iler ,w ho se capac i ti e s ranged fro m 50MW to 600MW w ith different fl u e gas cleaning up dev i c es such as electro static precipitator (ESP),fabric filter (FF)and fl u e g as desulfuri z ation (FGD ).Sa m p les o f feed i n g coa,l bo ttom ash ,fl y ash ,desulfurization sorbent and flue gasw ere taken at the inlet and outl e t of po ll u tion contr o l dev ices fro m the si x differen t coa l fir ed pow er p lants .The resu lts of m ercury e m issi o n and m ercury balance s how that the m ercury speciation distri b uti o n changes g r eatly dependi n g on coal types ,co m busti o n bo ilers and d ifferent a ir po llution contro l dev i c es (APCD ).The fly ash exerts dif ferent i n fl u ence s onm ercur y adso r ption ,and the chlorine content i n flue gas can convertm o re ox i d ized m ercury .It is show n that circulating flui d ized bed com busti o n (CFBC )can decrease the to tal g aseous m ercury e m issi o n ,how ever the m echan is m needs to be further i n v esti g a ted .K ey w ords :co al fired pow er plan;t m ercury e m issi o n;m ercury ba l a nce ;fl y ash 收稿日期:2007 01 08.基金项目:国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2002CB 211604,2006CB 200301)、985教育部 振兴行动计划 一期联合资助项目.作者简介:杨立国(1978!),男,博士生;段钰锋(联系人),男,博士,教授,博士生导师,yfduan@seu .汞是一种神经毒物,而且是一种生物积累物质,对人类健康威胁很大.研究表明[1],燃煤汞排放是主要的人为大气汞排放源.根据Chu 等[2]研究,目前全球人为源汞散发量约4000t/a ,1995年中国燃煤大气排汞量为213 8,t 约占总量的5%.中国一次性能源以煤炭为主,1995年我国煤炭消耗量为13 8亿,t 居世界第一位[3],中国燃煤大气汞排放量自1978年至1995年年平均增长速度为4 8%,全国累积汞排放量为2493 8t [4].煤炭利用过程中,大量的汞被释放到大气中,对人类健康造成直接或潜在的危害.本文采用美国国家环保署(EP A )标准燃煤电厂汞取样分析方法对选取的我国6个燃煤电厂进行了系统全面的取样分析测试研究工作,获取了我国现阶段燃煤电站配置条件下汞排放特性的实验数据,掌握了目前我国部分燃煤电厂汞排放现状和规律,为将来我国燃煤电厂汞排放控制政策的制定提供了有益的参考.1 实验系统本文选取了我国6个比较有代表性的燃煤电厂锅炉系统进行实验研究,各个电厂系统配置如表1所示.实验对电厂的入炉煤样、底渣、预除尘器灰、除尘器灰、脱硫产物和烟气等进行了取样分析研究.固态产物的取样与烟气采样同时进行.取样点的布置如图1所示.表1 6个燃煤电厂锅炉容量和污染物控制装置电厂地点锅炉类型机组容量/MW设计煤种污染物控制1#北京W型火焰、飞灰复燃、液态排渣直流炉220神华煤静电除尘器2#内蒙古四角切圆燃烧方式煤粉炉200准格尔烟煤布袋除尘器3#内蒙古单炉膛 型煤粉炉50准格尔烟煤布袋除尘器4#内蒙古直流式燃烧器四角切圆燃烧方式、固态排渣煤粉炉600准格尔烟煤静电除尘器5#河北四角切圆方式、单炉膛 型露天布置、固态排渣煤粉炉600神华煤静电除尘器+湿法脱硫6#江苏固态排渣、超高压循环流化床蒸汽锅炉135混和煤种静电除尘器图1 电场飞灰取样点示意图烟气取样采用美国环保署(EPA)和能源部(DOE)等机构推荐的汞测试分析的标准方法OH 方法,如图2所示,其流程为:采样系统从烟气流中等速取样,取样管线的温度维持在120∀以上.取样系统主要由石英取样管及加热装置、过滤器(玻璃纤维滤筒)、吸收瓶(置于冰浴中)、流量计、真空泵等组成.颗粒态汞由位于取样枪前端的玻璃纤维滤筒捕获,氧化态汞由3个盛有KC l溶液的吸收瓶收集,元素汞由1个装有HNO3+H2O2溶液和3个装有KM nO4+H2SO4溶液的吸收瓶收集,最后由盛有干燥剂的吸收瓶吸收烟气中的水分.取样结束后,进行样品的恢复和消解;所有消解过的样品称重后立即送入全自动测汞仪H ydra AA进行检测.固态产物中汞含量的测定采用全自动汞测量仪DM A80来进行,DM A80固液相自动测汞仪将样品的加热过程和原子吸收光谱检测装置集于一身,能直接测定固体或液体中的总汞含量.图2 OH方法烟气汞等速取样系统简图2 结果与分析通过对6个燃煤电厂全负荷运行条件下的煤、底渣、飞灰、烟气(及脱硫产物)汞浓度数据和运行工况的计算分析,可以得到电厂在全负荷运行工况下的汞平衡,如表2和图3所示.表2 不同电厂不同形态汞的排放量g/h电厂煤中汞底渣中汞除尘器前不同形态汞排放量Hg0H g2+H g P除尘器脱除汞除尘器后不同形态汞排放量Hg0H g2+H g PW FGD脱除汞脱硫装置后不同形态汞排放量Hg0Hg2+H g P1#0 810 000 720 070 020 040 570 050 00!!!!2#26 40 0410 812 00 720 455 7017 60 00!!!!3#8 700 010 862 552 804 400 181 170 15!!!!4#69 60 2886 713 20 372 1236 530 90 00!!!!5#10 00 757 990 310 030 049 541 230 000 869 740 410 00 6#2 720 130 020 001 311 970 010 000 02!!!!2.1 汞平衡及排放因子煤燃烧后,汞被再分配到粉煤灰、炉渣和烟气中,通过实验研究,发现所测试的6个电厂中,进入飞灰中的汞占3 3%~99%,其中江苏某电厂135818东南大学学报(自然科学版) 第37卷图3 6个燃煤电厂的汞平衡ＭＷ的循环流化床锅炉高达99%.进入炉渣中的汞占0 00%~0 97%.排入大气中的汞占0 96%~90 9%,135MW 的循环流化床锅炉只有0 96%.汞排放因子(EF)表示燃煤电厂烟气中的汞排放到大气中的排放量,即人们通常所说的最终向大气排放的汞强度.根据1996年美国DOE 对9个电厂的汞浓度现场测试,结果显示其排放因子为0 82~9.46m g /G J [5],本文汞排放因子计算参照此文献,但使用了国际单位,具体定义如下:E f =m Hg GQ式中,E f 为汞排放因子;m Hg 为排放到大气中的汞量;G 为给煤量;Q 为煤的低位发热量.图4 燃煤电厂不同形态汞排放比例由图4可以看出,不同电厂燃煤汞的排放因子有很大差别,这主要是由煤质特性(主要是汞含量和低位发热量)决定的.而不同电厂又由于燃烧设备、运行工况以及污染物控制设备的不同,导致燃煤烟气汞排放因子有所不同.1#,2#,4#和5#电厂表明在全负荷运行条件下,现有的污染物控制装置对气态汞排放的控制没有多大作用,煤中汞几乎全部以不同气态汞形态排入大气;3#和6#电厂由于机组容量较低和循环流化床燃烧方式,导致飞灰含碳量较高(见表3),从而使得煤中汞绝大多数以固态产物形式得以脱除,只有极小一部分被排入大气.表3 各个电厂飞灰含碳量电厂取样编号除尘器(ESP 或FF)灰含碳量%一电场二电场三电场四电场1#507212 922 632 592 57507241 432 043 833 03507252 853 153 192 54507262 822 082 532 242#50803A0 9250803B 0 92508041 333#50807A2 8750807B3 18508092 594#508131 340 70 7950814A 0 90 920 930 8350814B 0 826#50912A 11 29 8950912B 12 0310 *******C1110 34图5所示为电厂汞以不同形态的排放比例按电厂机组容量的变化情况.说明汞的排放形式与电厂机组容量有很大关系.从本实验所得结果来看,较低的锅炉容量和循环流化床燃烧方式可以比较有效地控制燃煤电厂汞的大气排放.CFB 对汞的高脱除效率也被EP A 的现场测试所报道.美国EPA 对84台锅炉进行了现场测试工作,其中共选取了5台带FF 的CFB 锅炉,发现这种燃烧方式具有从66%~99%的汞脱除效率[6],平均值为86%.图5 燃煤电厂不同形态汞排放比例2 2 飞灰含碳量对汞排放特性的影响近年来,国内外学者对汞的吸附脱除做了大量的研究,取得了一系列成果,普遍认为燃煤飞灰能吸附烟气中的汞[7-9].飞灰作为汞的一种廉价吸附剂正日益受到人们的重视.表3列出了不同电厂除尘器灰的含碳量.图6所示为不同电厂的除尘器电场灰中汞的富集因子I k 随飞灰含碳量的变化趋势.由图6可以看出,同一电厂的不同除尘器电场819第5期杨立国,等:燃煤电厂汞排放特性实验研究灰中汞的富集因子随着含碳量的增大而增大;不同电厂的除尘器灰其汞的富集因子基本上也是与含碳量呈正相关性,只不过受烟气成分(主要是C l 元素)等其他因素的影响而有所偏离.图6 电场灰中汞的富集因子随飞灰含碳量的变化如图7所示,可以从飞灰含碳量来解释不同机组容量对汞排放特性的影响:锅炉容量越小,炭颗粒在炉内的停留时间越短,则飞灰中含碳量越高,导致飞灰中汞的富集因子增大,从而汞的气态排放量越小;反之则越大.循环流化床锅炉飞灰含碳量最高,所以汞的富集因子较高.图7 除尘器灰的含碳量随电厂锅炉容量及锅型变化2.3 烟气成分对燃煤电厂汞形态分布的影响规律文献[10]研究了20~900∀范围内燃煤烟气中各气体成分的化学反应性质,发现H g 0(g)与HC l (g),C l 2(g)可迅速反应.以下为H g 0(g)与烟气中C l 2和HC l 可能发生的反应:H g 0(g )+C l 2(g)#H gC l 2(s ,g)H g 0(g)+C l 2(g)#H g 2C l 2(s)H g 0(g)+HC l (g)#H gC l 2(s ,g)+H 2(g)H g(g)+HC l (g)+O 2(g)#H gC l 2(s)+H 2O (g)H a ll 等[10]同时还发现汞-氯系统中C l 2(g)的活性更大.本文通过对6个燃煤电站汞排放特性和烟气成分的分析研究,总结了几个影响烟气中气态二价汞H g 2+(g)含量的因素,如图8和图9所示.图8 氧化汞所占烟气总汞百分比随HC l 浓度的变化图9 氧化汞所占烟气总汞百分比随C l 2浓度的变化可以看出,烟气中二价汞比例与烟气中C l 的含量基本上是正相关性的.烟气中的气态二价汞H g 2+(g)易溶于水,可以被湿法脱硫装置(W FGD )脱除,因此提高烟气中气态二价汞H g 2+(g)的含量,是一种汞排放控制的有效手段.这表明烟气中的C l 有利于燃煤电厂气态汞排放的控制.3 结论1)对6个燃煤电厂的煤、底渣、飞灰、烟气(及脱硫产物)进行了取样分析,并针对系统汞的排放进行了平衡计算,得到了燃煤电站汞的富集规律和排放特性.2)现阶段还缺乏基于实验数据的对我国燃煤电厂汞排放总量和排放特性的研究.本文所选取的6个有代表性的燃煤电厂的实验研究表明,不同装机容量,燃用不同煤种的电厂其汞排放总量有很大差异,而我国不同煤种,甚至相同煤种的不同煤层之间汞含量的差距很大,这给估算我国燃煤电厂汞排放总量造成困难.3)不同的煤种、机组容量和污染物控制装置造成燃煤电厂汞排放特性的不同,随着机组容量的增大,汞的大气排放量有增大的趋势.4)就本文的研究来看,循环流化床锅炉可以有效地控制汞向大气的排放;烟气中的氯元素可以提高烟气中可溶性二价汞的含量.5)飞灰中的残碳可以增强飞灰对气态汞的吸附作用.不同的燃烧工况和燃烧设备会造成飞灰的820东南大学学报(自然科学版) 第37卷物理化学性质的不同,这导致烟气中颗粒态汞含量差异极大,并直接导致汞向大气中排放量的不同,飞灰对烟气中汞的吸附机理和吸附脱除能力值得进一步研究分析和开发利用.本实验工作是与清华大学热能工程系禚玉群副研究员、陈雷硕士、张亮博士研究生等共同努力工作完成的,在此表示感谢.参考文献(References)[1]M e 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燃煤电厂烟气中汞的控制技术大气中汞的来源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。

燃煤电厂汞排放控制技术简介摘要：本文浅要分析了汞在燃煤中旳赋存形态及其排放特性，并根据影响汞清除率旳重要原因，简要简介了目前某些汞排放控制技术。

关键词：赋存形态清除率洗煤活性炭序言汞是目前重要旳全球性污染物之一，在大气中停留时间长、毒性大，并且具有生物累积作用，对人群健康构成很大威胁。

全球每年排放到大气中旳汞总量约为5000吨，而燃煤过程中汞排放占相称大旳比重。

根据美国环境保护署(EPA)1997年给美国国会旳汞研究汇报显示，燃煤电厂是最大旳汞排放污染源。

与燃油相比，燃煤产生旳汞排放要高出10倍到100倍。

因此燃煤电厂对于汞污染物旳排放控制刻不容缓。

一、汞在燃煤中旳赋存形态及其排放特性要控制燃煤电厂汞排放，就必须先理解汞在燃煤中旳存在形态及其特性，以便对症下药。

煤中大部分汞是以固溶物形式存在于黄铁矿中，以硫化物结合态、有机物结合态和残渣态存在，也也许有部分微细旳独立汞矿物分布在黄铁矿和有机物组分中。

汞是煤中较易挥发旳痕量元素之一。

煤粉通过燃烧，其中旳汞重要分为两部分：一部分伴伴随灰渣旳形成，直接存留于灰渣和飞灰中；另一部分在火焰温度下伴随煤中黄铁矿(Fes：)和朱砂(HgS)等含汞物质旳分解，以单质形态释放到烟气中。

，由于炉内高温,单质汞是煤粉中旳汞在火焰温度下存在旳重要形式。

当烟气流出炉膛，流经换热面，烟气温度逐渐减少时，一部分旳气相单质汞会被飞灰通过物理吸附、化学吸附和化学反应等途径吸取，从而转化为以颗粒态存在旳汞№(P)，这一部分包括HgC12、HgO、HgSO4和HgS等。

一部分旳气相单质汞在烟气温度减少到一定范围时，会被烟气中旳含氯物质氧化而生成气相氯化汞(HgC12)。

目前学术界认为烟气中气态二价态汞多数为HgCl2(g)。

最终尚有一部分气相单质汞仍保持不变，随烟气排出。

研究表明，在空气污染控制器旳上游烟气中旳气相汞中Hg2+占50 ～80％，单质汞Hg0占20 ～50％。

二、影响汞清除率旳重要原因燃煤烟气中旳汞重要有三种形态：二价汞（Hg2+）、单质汞（Hg0）、颗粒汞（Hg P）。

关于燃煤电厂汞排放及其控制技术的探究摘要：介绍了燃煤汞排放的现状、汞排放引起的危害及现行控制标准。

结合目前对汞排放控制的最新技术，提出了改善燃煤汞排放的建议。

关键词：汞排放；燃煤烟气；除汞技术0 引言燃煤电厂中 Hg 等痕量元素虽然排放浓度并不高，但是由于痕量元素本身的累积效应以及高毒性，它们也成为污染物控制的主要对象。

我国先后 4 次颁布实施有关燃煤电厂大气污染物的排放标准，标准中均没有设置汞的排放限值，在新的《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223 －2011）中增加汞的排放指标。

经研究美国、欧盟和德国的火电厂排放标准，确定我国火电厂汞及其化合物排放浓度限值为 0． 03mg/m 3（自 2015 年 1 月 1 日起实施）。

随着环保排放标准的日益严格，汞污染防治工作已被纳入电力企业“十二五” 规划，《重金属污染综合防治“十二五” 规划》和《“十二五” 重点区域大气污染联防联控规划》都对燃煤电厂大气汞排放控制工作做了安排。

目前汞排放控制对策、燃煤电厂汞形态分布、排放机理及控制技术的研究被提上了议程。

1 汞排放的危害随着高效电除尘器、烟气脱硫、烟气脱硝、高烟囱排放等污染控制技术的采用，烟尘、SO 2 和NO x 的污染已得到有效的控制，燃煤电厂汞污染问题逐渐显现。

由于汞在 36℃就开始蒸发，温度越高，蒸发越快。

汞蒸气可以随着大气环流迁移到很远的地方，随着燃煤烟气的排放，这些汞被扩散到空气中，溶解于水中，由于汞比重大，往往沉积于河底。

在甲基维生素 B12 存在下，经过厌氧细菌的作用，沉积于河底的汞离子形成了甲基汞和二甲基汞，甲基汞能积聚在水生生物中，参加食物链，使汞在鱼体内富集浓缩，达到极高浓度，最高可达20 万倍! 甲基汞进入人体后主要侵害神经系统，尤其是中枢神经系统。

数据表明，2010 年 1 ～11 月份用于发电的煤就达 10．05 亿t。

如按照国外燃煤中汞的平均含量0．2 mg/kg 计算，燃煤中含汞量达201 t。

燃煤电厂中汞的排放与控制的研究摘要：本文对煤中微量元素汞的含量以及燃煤烟气中汞的排放情况进行了论述，综述了重金属汞在煤中的存在形态及在燃煤电站中的转化过程，并重点介绍了燃煤烟气中重金属汞的控制方法的最新研究进展，分析了燃煤电厂在汞的控制方面存在的主要问题，并结合我国国情提出了相关建议。

关键词：燃煤电厂；烟气；汞；排放；控制Keywords: coal-fired power plant; flue gas; mercury; emission; control0引言汞对已知的任何生物没有作用，人们很久以前就认识到汞是一种有毒的物质，且属于毒性最强的元素之一。

汞污染对生态环境的影响虽然比较缓慢，但进入生态环境的汞会产生长期的危害，特别是有机汞污染环境后，对人类造成严重威胁。

自然界中汞有三种价态，零阶汞Hg0，一价汞Hg+和二价汞Hg2+。

零阶汞易挥发，且难溶于水，是大气环境中相对比较稳定的形态，在大气中的停留时间很长，平均可达1年左右，可以在大气中被长距离地输运而形成大范围的汞污染。

造成汞环境污染的来源主要是天然释放和人为两方面。

从局部污染来看：人为来源是相当重要的。

以美国为例[1]，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150t左右，其中占33%、份额最大的当属燃煤电站，约50t，垃圾焚烧炉年排放汞量约占20%，医疗垃圾焚烧约占10%。

对于燃煤过程，汞主要是以气态形式排放。

汞的电离势高，高电离势决定了汞易变为原子的特性，因而汞易迁移，难富集，利用一般的污染物控制装置无法有效捕捉而排入大气。

由于全球煤炭消耗量巨大，汞经由燃煤过程的迁移、转化已成为它在生物圈内循环的一个重要途径。

本文在参阅大量文献的基础上，从煤中汞的存在形态谈起，论述了燃煤电站中汞的形态转化过程，简要论述目前学术界对燃煤电站中汞的排放形式及其控制方法，并对该领域的研究提出了一些看法。

1 煤中汞的含量及燃煤烟气中汞的排放情况1.1 煤中汞的含量我国是一个燃煤大国，能源消耗主要以煤炭为主，因而由燃煤造成的汞污染问题也相当严重。

燃煤火力发电厂烟气汞排放问题与建议研究摘要：汞是一种有毒重金属，在大气和水体中的积累可能对生态系统和人类健康造成潜在风险。

为解决燃煤火力发电厂烟气汞排放问题，必须寻求科学高效的方法，减少汞的排放，保护环境和生态健康。

在燃煤火力发电厂烟气汞排放的解决方案中，汞捕集技术是一种重要的方法。

通过在燃烧过程中采用汞捕集剂，可以有效地将烟气中的汞元素捕获，并将其固定在固体颗粒上，防止其进入大气和水体。

这一方法可以降低燃煤火力发电厂烟气中的汞含量，减少对环境的污染，同时也为后续的汞排放控制提供了有效的途径。

关键词：燃煤；火力发电厂；烟气汞；排放问题；控制建议引言燃煤火力发电是全球主要的电力供应方式之一，燃煤火力发电厂在燃烧过程中会释放大量的烟气污染物，其中包括对环境和健康产生潜在威胁的重金属汞。

烟气中的汞排放不仅对大气造成污染，还可能经由沉降进入水体，造成水生生物中的富集，形成生态链传递，引发环境风险。

在此背景下，燃煤火力发电厂烟气汞排放控制技术的研究和应用显得尤为重要。

1燃煤火力发电厂烟气汞排放概述燃煤火力发电厂烟气中含有大量的汞元素，其排放对环境和人类健康造成严重威胁。

烟气中的汞会被释放到大气中，随着大气传播并最终沉降到地表水体，汞进入水体后会转化为有机汞，累积在水生生物体内，形成食物链传递，引发生态风险。

同时，烟气中的汞排放还可能被人体吸入，导致神经系统和免疫系统等严重损害，威胁公众健康。

为了控制燃煤火力发电厂烟气中的汞排放，烟气汞排放控制显得尤为重要。

采取有效的汞排放控制措施可以减少大气中汞的含量，减缓汞在生态系统中的传播和积累，降低对环境和生态的不良影响。

此外，烟气汞排放控制还能够降低人体接触汞的风险，保护公众的健康。

燃煤火力发电厂烟气汞排放控制涉及多种技术手段。

例如，在燃烧过程中通过调整燃烧条件和采用先进的燃烧技术，可以降低汞的生成量；利用脱硫除尘系统可以捕集烟气中的汞颗粒，减少排放量；而通过使用活性炭等吸附材料可以捕集烟气中的汞蒸气。

汞在燃煤电厂中的排放与控制燃煤电厂是目前世界上最主要的电力供应方式之一。

然而，煤炭的燃烧会产生大量的汞排放，对环境和人体健康构成了潜在的威胁。

因此，针对燃煤电厂中的汞排放问题，采取有效的控制措施十分必要。

首先，了解汞在燃煤电厂中的来源以及排放途径是至关重要的。

汞在燃煤过程中主要来自于煤炭中的天然含汞物质。

当煤炭燃烧时，天然含汞的物质会被释放出来，并随烟气一起进入大气中。

汞主要以气态元素形式存在，但在某些特定条件下也可转化为固态或液态形式。

针对燃煤电厂中的汞排放问题，可以采取一系列的控制措施来降低其排放量。

首先，进行煤炭的预处理是十分关键的一步。

通过对煤炭进行洗选、除尘以及预处理，可以有效降低煤炭中汞的含量，从而减少燃烧过程中汞的排放。

其次，采用高效的脱硫技术也是降低汞排放的有效手段。

脱硫过程中，除了可以去除煤炭燃烧排放物中的二氧化硫，还可以同时去除其中的汞。

此外，采用先进的脱氮技术也能有效降低氮氧化物排放，并同时减少与汞的相互作用，从而进一步降低汞排放。

此外，对烟气进行高效的除汞处理也是一种常见的控制方法，可以采用压力吸附、催化氧化等技术进行治理。

除了在源头上进行控制外，对燃煤电厂中的汞排放进行监测和评估也是重要的。

通过持续的汞排放监测，可以了解燃煤电厂的汞排放情况，并及时采取相应的控制措施。

监测可以通过连续监测设备或间歇性采样测试等方式进行。

此外，对汞排放进行评估也是十分必要的，可以通过建立适当的数学模型来预测和评估不同控制措施对汞排放的影响。

然而，仅仅依靠燃煤电厂内部的控制措施是不够的，全面控制汞排放还需要政府、企业与公众的共同努力。

政府应制定相关的环保法规与政策，加强对燃煤电厂的监管，并推动采用更环保的能源替代煤炭。

企业应积极引进先进技术，提升汞排放控制的水平。

公众也应增强环境保护意识，倡导减少煤炭的使用，同时支持政府和企业在控制汞排放方面的努力。

总之，燃煤电厂中的汞排放问题不可忽视，对环境和人类健康具有一定的危害性。

浅析燃煤电厂烟气汞的排放及控制摘要：排放到环境中的汞会对人类健康和环境造成明显的伤害。

汞进入人体后，可能会造成脑组织的损害，当环境中汞的浓度达到一定的范围时，会造成汞中毒。

因此，要对燃煤机组的汞污染进行控制，各国也在针对燃煤机组汞污染的控制进行相关的研究。

关键词：燃煤电厂；烟气汞；排放；控制一、燃煤电厂烟气汞的排放赋存在燃煤中的汞经过燃煤电厂的锅炉机组后，开始在炉内高温下，几乎所有的汞会转变为零价汞进入高温的烟气，经过各污染控制设备和其他设施的过程中，由于温度、烟气成分及飞灰等的影响，汞会发生复杂的物理化学变化而转化为不同的形态，最终表现为三种形态：颗粒态汞、氧化态汞以及元素态汞。

一般颗粒态汞易于被除尘器收集，氧化态汞易溶于水，易于被WFGD脱除；而元素态汞挥发性高、不溶于水，不溶于酸，很难被除尘器去除。

因此，汞的排放形态直接影响汞的脱除效率。

二、燃煤电厂烟气汞形态转化的影响因素1．在燃煤电厂中，不同形态的汞的含量及比例受到多种因素的综合作用，主要包括煤种、锅炉的燃烧方式及燃烧温度、烟气气氛以及烟气中的HCl和飞灰等。

燃煤电厂烟气中的汞含量及形态与燃煤锅炉燃烧的煤种密切相关。

研究表明，烟煤燃烧产生的烟气中的汞是以氧化态为主的，亚烟煤燃烧后，烟气中的二价汞含量与零价汞含量相当，褐煤燃烧后烟气中以零价汞为主。

2.锅炉燃烧温度影响汞的形态，在炉膛温度较高时，烟气中零价汞含量较大，大多数的二价汞形成的氧化物不稳定，会发生分解生成单质汞。

当烟气温度降低于750K时，烟气中汞元素的主要形态是二价汞。

3.锅炉的燃烧方式不同，会影响煤的燃烧情况，从而影响汞的形态分布，例如，在相同的条件下，循环流化床产生的烟气中的二价汞的比例较大，这与循环流化床的低燃烧温度有关。

从燃煤电厂的测试结果发现，使用循环流化床的锅炉排放的烟气飞灰中富集的汞含量较高，这可能是因为循环流化床的燃烧温度较低，形成的飞灰含有较高含量的未燃尽碳，吸附了更多的零价汞。

燃煤电厂烟气脱汞技术探讨及适用性探讨燃煤电厂是当前中国能源供应的主要来源之一，然而燃煤所产生的烟气中含有大量污染物，其中汞是一种极其有害的重金属污染物。

汞的存在会对环境、生态和人类健康造成严重的影响。

因此，开发可行的技术来减少燃煤电厂的汞排放已经成为当前环保领域迫切需要解决的问题。

本文将针对燃煤电厂废气中汞的来源、特性、处理技术及适用性进行探讨。

燃煤电厂废气汞的来源和特性燃煤电厂废气汞的来源主要包括煤炭中天然含有的汞、煤炭处理过程中的损失和燃煤过程中的挥发排放。

汞通常以元素的形式存在于煤中，但煤中汞的含量和形态因煤的类型、区域、年代和开采方式的不同而异。

现有研究表明，中国东北地区的煤中汞含量较高，煤中汞的形态主要为无机汞。

在燃煤过程中，汞主要以元素和无机形态的氧化态汞存在于烟气中。

燃煤电厂的烟气中汞的形态和含量取决于燃烧控制、废气处理设备和煤种等因素。

通常，燃煤电厂大约有80%的汞存在于固体废弃物中，而20%的汞则以气态排放进入大气中。

目前，主要的汞排放控制技术包括吸附剂、氧化剂和活性炭吸附剂的使用以及固定化技术。

这些技术主要用于废气中无机汞的控制，但是对于废气中的有机汞并不是很有效。

吸附剂是一种在固体表面上吸附汞、将其去除的材料。

目前已经研发出一系列吸附材料，如硫酸盐、Zeolite、ZnO、TiO2等。

然而，这些吸附剂的应用也存在一定的限制，例如使用成本昂贵，废液处理存在困难等。

氧化剂是将无机汞转化为更易被去除的氧化态汞的方法。

常见的氧化剂包括氧气、氯化氢、DV等。

然而，这些方法不能去除有机汞，并且本身存在储存和运输等方面的问题。

活性炭吸附是现代常用的技术之一，通过物理吸附吸附汞并达到减排的目的。

活性炭吸附剂具有高比表面、介孔、广谱的吸附性能，是一种应用广泛的废气治理技术。

固定化技术是将废气中的汞转化为固态，通过沉降、过滤等方法将其去除。

这种技术将汞转化为固态，可以有效地降低二次污染，但是对于处理废气和垃圾场中的固体废弃物存在一定的技术难度。

燃煤电厂汞排放与控制技术研究进展摘要：目前我国主要汞排放污染源是燃煤锅炉排放，汞元素具有很大的毒性，与此同时还具有相应的迁移性和累积性，所以会对环境和人体的健康产生很大的影响，目前全世界范围都比较关注汞元素的排放。

我国燃煤电厂在具体运行过程中会排放汞，在对该污染物进行控制时，所采用的技术是控制装置以及脱汞技术。

随着人们对环境保护工作的不断重视，汞排放浓度以及废水汞含量的排放限值会越来越严格。

关键词：污染物排放；脱汞技术；燃煤电厂；应用分析引言重金属汞的毒性非常大，是燃煤四大污染物之一，与此同时，还具有累积性以及潜伏性，所以会对环境和人类的健康产生很大的威胁，目前全世界范围都非常重视该项问题。

我国的煤炭消费量是比较大的，所以汞的排放量也比较大，煤的燃烧是汞排放的最主要来源，在全世界范围内我国的煤燃烧量以及汞的排放量都比较大。

我国的能源特征是富煤贫油，针对这一特点，我国工程院发表了相应的刊物，其表明我国的煤炭消费到2030年仍占有50%，所以未来我国能源结构的一个主要成分是煤炭资源。

1汞排放标准近年来我国针对燃煤烟气汞的排放，制定了相应的控制措施，并且颁布了相应的排放标准。

2015年我国实施的相关规定中，明确指出汞的排放限值为0.03mg/Nm3，相关委员会和研究人员建议，该排放限值要进一步的进行修订，修订之后的排放限值为3μg/Nm3。

2015年我国技术监督局所颁布的排放标准中的汞排放限值为0.5μg/Nm3，，从2017年我国所采用的汞的标准限值为0.01 mg／Nm3。

由此可以看出，随着社会的不断发展，人们越来越重视汞的排放，并且相关限制越来越严格。

2影响因素2.1汞的形态产生的影响汞具有较高的挥发性，并且不容易溶于水，所以比较稳定，在对其进行收集，其具时，很难通过污染控制设备进行收集。

在去除汞离子时，可以溶解HgCl2有较好的溶解性。

2.2不同烟气处理方式产生的影响颗粒态汞如果被飞灰吸附，那么在对其进行去除时，可以采用电除尘器以及机械除尘器，但是该种除尘方法并不具有良好的去除效果，所以在进行烟气脱汞时，该种方法一般不会使用。

汞撒利类在燃煤电厂中的排放特征和控制技术研究汞是一种常见的有毒物质，其排放对环境和人类健康造成了严重影响。

特别是燃煤电厂作为重要的汞排放源，其排放对全球大气汞污染有着重要的贡献。

因此，研究燃煤电厂中汞排放的特征和控制技术具有重要意义。

首先，让我们了解汞撒利类在燃煤电厂中的排放特征。

燃煤电厂主要通过燃烧煤炭来产生电力，而燃烧过程中汞主要以元素汞(Hg0)、离子汞(Hg2+)和颗粒态汞(Hgp)三种形态排放。

元素汞是汞的最常见形态，占据了燃煤电厂排放总量的大部分。

离子汞和颗粒态汞的排放量相对较少。

其次，燃煤电厂中汞排放的控制技术是必不可少的。

针对燃煤电厂汞排放的特点，研究和实施有效的控制技术可以显著降低汞排放，并减少对环境的负面影响。

目前，常用的汞排放控制技术主要包括以下几种：1. 燃烧优化技术：通过优化煤种选择和燃烧条件，可以有效降低燃煤电厂中的汞排放。

例如，选择低汞含量的燃料，优化燃烧温度和压力等参数，可以降低燃烧过程中汞的生成和排放。

2. 烟气净化技术：燃煤电厂中常用的烟气净化技术包括静电除尘器和脱硫脱硝设备。

这些设备可以通过捕集汞颗粒和汞物质，将其从烟气中去除。

然而，传统的净化技术对于气态汞的去除效果较差，因此需要结合其他技术进行改进。

3. 激活炭吸附技术：激活炭是一种具有很强吸附性能的材料，可以用于捕集汞。

将激活炭投入燃煤电厂的烟道系统中，可以有效地吸附烟气中的汞，达到减少汞排放的目的。

同时，捕集的汞可以进行有效的回收和处理。

4. 汞稳定剂技术：汞稳定剂是一种能够与汞形成稳定化合物的化学物质。

通过添加汞稳定剂到煤炭或燃烧过程中，可以显著降低汞排放。

这种技术被广泛应用于燃煤电厂和其他燃烧过程中，具有较好的效果。

总的来说，燃煤电厂中汞撒利类的排放特征和控制技术的研究具有重要的意义。

通过深入了解汞排放的来源和特点，有针对性地实施汞排放控制技术，可以有效降低燃煤电厂对环境的污染，减少对人体健康的危害。

●Vol.32,No.92014年9月中国资源综合利用China Resources Comprehensive Utilization近年来,汞污染越来越受到公众关注。

而燃煤电厂是最主要的汞排放源之一,占人为排放的1/3。

世界范围内煤中汞平均含量为0.13mg/kg ,而我国煤中汞平均含量为0.22mg/kg ,我国是燃煤大国,按照此数值计算,每年燃煤排放的汞量巨大,对自然生态环境和人居环境产生较大影响[1-8]。

为了控制煤中汞的排放,目前有多种控制排放技术,本文对常用的汞控制排放技术进行了分析。

1汞排放形态煤中汞经燃烧后,主要有3种存在形态:气态单质汞(Hg 0)、气态二价汞(Hg 2+)和颗粒态汞(Hg P )[9-13]。

气态二价汞易溶于水,如吸附在颗粒物上,则变为颗粒态汞,颗粒态汞和气态二价汞易被除尘设施和脱硫设施脱除,是目前汞形态中被脱除的主要部分,但气态单质汞具有较低的水溶性,不易被脱除,是最难控制的汞形态之一,也是今后脱汞的研究重点。

2汞排放控制技术根据燃煤烟气中汞的来源、产生到排放流程,汞的排放控制主要集中在3个阶段,即燃烧前脱汞(主要针对煤中汞)、燃烧中脱汞(降低汞的产生)和燃烧后脱汞(主要针对烟气中汞)。

2.1燃烧前脱汞燃烧前脱汞可以理解为对煤中汞的前处理。

在煤粉未进入炉膛燃烧前,采取相应控制措施降低进入炉膛的煤中汞含量,从源头上控制汞的产生。

目前控制方法有燃煤洗涤和热解技术[14-16]。

2.1.1洗煤技术煤中汞主要存在于无机物中,根据煤中无机物和有机物的密度以及有机亲和力的不同,在煤粉浆液中加入浮选剂。

浮选过程中煤中有机物主要成为收稿日期:2014-04-21作者简介:张晓勇(1980-),男,江苏淮安人,工程师,硕士研究生,博士在读,从事环境应急工作。

燃煤电厂烟气中汞排放控制技术分析张晓勇1,2,张金池1,张布伟3,蔡同锋3(1.南京林业大学森林资源与环境学院,南京210037;2.江苏省环境应急与事故调查中心,南京210036;3.江苏省环境监测中心,南京210036)摘要:介绍了煤中汞燃烧后的排放形态,并较为详细地论述了各种汞排放控制技术,同时对烟气脱汞技术进行了展望。