王新春-XXXX-南京水泥窑Hg排放监测和治理-PPT精品文档

How 水泥窑Hg排放监测
• 欧盟焚烧法规，每年监测2次 • 欧盟连续监测标准EN14884 • 德国焚烧法规（Ordinance on Waste
Incineration and Co-Incineration - 17. BImSchV）：连续监测 • 美国水泥新标准，连续监测
How重金属-德国水泥窑汞排放
(太平洋表面 ) 地壳中含量：0.05 (ppm)
基本特性
➢是在正常大气压力的常温下唯一以液态存 在的金属。
➢熔点-38.87℃ ➢沸点356.6℃ ➢密度13.546克/立方厘米。 ➢银白色液体金属。 ➢内聚力很强，在空气中稳定。蒸气有剧毒。
基本特性
➢溶于硝酸和热浓硫酸，但与稀硫酸、盐酸、 碱都不起作用。
• 每年世界产量8400吨，50%出自西班牙和意 大利，其他主要来自斯洛文尼亚、俄罗斯 和北美。
• 煤燃烧（Hg含量0.02-1mg/kg）排放 • 我国汞矿主要集中在黔、鄂、川、湘、桂、
陕等13个省区，贵州和陕西两省基础储量 占全国的76%。 • 主要用途冶炼、仪器制造、电器及机械制
Who
汞排放
• 有色冶金和燃 煤电厂是主要 来源。
• 水泥行业占总 排放量的7.8%。
How 减少暴露-含量标准
• 周摄入量标准：16ug/kg体重（FAO/WHO Expert Committee on Food Additives）
• 化妆品（《化妆品卫生规范》） 1mg/kg(1ppm)
• 鱼:总汞0.2-1mg/kg,甲基汞0.3-1.0mg/kg
Who
中国汞排放
• 目前只有大气 排放可以估算。
• 燃煤成为中国 最大的汞排放 源，占中国大 气汞排放总量 的 50% 以上．
• 大气汞排放的 其它主要排放 源还包括有色
数据来源：孙阳昭等.中国汞污染的来源_成因及控制技 术路径分析.环境化学.2013(6)
Who 中国汞排放(大气排放)
• 我国每年大气 汞排放约700t， 占全球的36%。
• OSHA PEL Vacated 1989户外
– 8小时平均TWA: 0.05 mg/m3 – Ceiling: 0.1 mg/m3 – Potential for skin absorption
• NIOSH Recommended Exposure Limit (REL)
– TWA: 0.05 mg/m3 – Ceiling: 0.1 mg/m3 – Potential for skin absorption
• 造成的疾病：神经和肾脏损伤、失明
Why 汞中毒的临床表现
• 经驱汞治疗后,患者各系统症状、体征逐渐缓 解,其消化系统和心血管系统症状2周内缓解; 神经系统症状3个月内缓解;肾脏损害恢复较 慢,在6个月内也可临床完全缓解
• 结论：汞中毒临床表现多样,易被误诊、漏诊, 故需进一步提高对此病的认识.及时脱离汞中 毒环境,并行驱求治疗,预后较好。
数据来源：L. Zhnag, M.H. Wong.Environmental
Why
人体中的Hg
– 血液Blood/mg dm-3: 0.0078 – 骨骼Bone/p.p.m: 0.45 – 肝脏Liver/p.p.m: 0.018-3.7 – 肌肉Muscle/p.p.m: 0.02-0.7 – 日均摄入量Daily Dietary Intake: 0.004-0.02 mg – 总量Total Mass In Avg. 70kg human: 6 mg
• 医疗产品( 如温度计、血压计) 、 电池和荧光灯生产等行业，产 品大量出口( 约占全球出口量的 40%—80%) ，这些行业的主要 问题是其生产过程中的汞污染 控制及产生的含汞废物的安全 处置，如处理不当也存在着较 大的环境风险 。
数据来源：孙阳昭等.中国汞污染的来源_成因及控制技 术路径分析.环境化学.2013(6)
• 数据来源：Constance L. Senior. Transient Model for Behavior of Mercury in Portland Cement Kilns..Ind.Eng.Chem.Res. Vol 49, No.3, 2010
How
汞的监测
一、湿法化学分析（Wet-Chemistry）
• 针对水泥窑烟气特点的还原器（Converter） 的开发研究
– 还原剂的选择 – 再氧化的控制 – 酸性气体的干扰
How
汞排放治理
• 原料和燃料选择 • 旁路放风 • 生料和收尘的清除（purge） • 粉尘二次烘烤 • 活性炭吸附 • 滤料吸附 • 湿法 • 干法/半干法
How
汞排放治理
• 粉尘二次烘烤法（Mercury Roasting）
美国：FDA-鱼类甲基汞1.0mg/kg
EPA-日均摄入量0.1mg/kg体重
日本：总汞0.4ppm，甲基汞0.3ppm
How 金属汞允许职业暴露极限 （ Permissible Exposure Limit ）
• OSHA Permissible Exposure Limit (PEL)
– 短时间最高Ceiling: 0.1 mg/m3
How 源头减量化：排放标准
• 欧盟-水泥窑焚烧法规日均排放 (10%O2)30ug/Nm3
• 美国现行标准：新水泥厂41ug/Nm3;新标准30日均排放新厂21lb/100万短吨熟料 （10.5kg/100万t,10.5mg/t熟料）；老厂 55lb/100万短吨熟料（27.5kg/100万 t,27.5mg/t熟料）
Which 去除效率比较
数据来源：JK Sikemma et al. Science of the Total Environment,409(2011) 4167-4178
去除效率-电厂 Which
• 数据来源：Constance L. Senior. Mercury‘s Rising Impact..Environment Protection. June 2007
• 1971 年-1972 年冬：伊 拉克，涉及6530 人， 造成495人死亡。
Why 甲基汞通过生物累积
• 无机汞转为 甲基汞
• 甲基汞进入 鱼类和贝类
• 1g汞可造成 10公顷湖泊 内的所有鱼 类污染。
Why
大气Hg含量
数据来源：L. Zhnag, M.H. Wong.Environmental
王新春-XXXX-南京水泥窑Hg排放监测和治理
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大纲
• 为什么谈论？（Why） • 谁是防控目标行业？（Who） • 排放和减排机理什么？（What） • 怎么做?（How） • 何时做？（When） • 从哪里着手？（Where）
大纲
• 汞的基本特性 • 汞毒性 • 汞排放清单和污染 • 水泥窑汞排放机理和监测 • 水泥窑汞排放的治理 • 水泥窑汞排放的法规 • 总结
– 离线式，2个星期出结果
二、吸收剂法 (Sorbent Trap)
– 在线分析 – 接近实时监测 – 1-2个小时均值 – 被美国EPA认可 – 适于浓度低场合 – 间歇取样测均值
How
汞的监测
• 三、实时连续在线分析
– 原子吸收分析 – 原子荧光分析
Where 监测的难点
• 仪器只对Hg金属进行检测，需要对Hg化合 物进行还原
– FLSmidth开发 – 可回收超细粉
How
汞排放治理
• 溴化活性炭吸附
– 效率可达80%。 – 需要另加袋式收尘
器和风机 – 含Hg粉尘处置成新
问题 – 总投资2000万美元
数据来源：Limiting mercury emissions，ICR，2010（6）
How
汞排放治理
• 混凝土友好的活性炭吸附
• （来自environmentalchemistry ） • （WHO）人体日均摄入的来源：87%牙填料，
1-4%饮水和呼吸，其他是餐食
Why 汞中毒-毒理学特点
• 金属汞：主要经呼吸道侵入﹐皮肤也有一 定吸收能力﹐但消化道的吸收甚微﹐尚不 到摄入量万分之一。
• 无机汞盐的吸收取决于其溶解度﹐如硫化 汞不易溶解吸收﹐二氯化汞则很易吸收引 起中毒。
– 效率可达90%。 – 不需要另加袋式收尘器 – 含Hg粉尘可粉磨水泥 – 总投资小于75万美元
数据来源：Limiting mercury emissions，ICR，2010（6）
数据来源：UPDATE ON CONCRETE-FRIENDLY~(TM) MERCURY SORBENT。 Am.Che. Soc.Div Fuel Chem. 2008
Why
毒物
• 毒性的持久性和严重性
– 联合国环境发展组织UNEP把汞列为全球跨境污 染物
– 美国环保署把汞列为神经毒物
Why
Hg的四大特征
• 持久性 • 易迁移 • 高生物富集 • 高生物毒性
Who 矿藏、产量和用途
• 朱砂（HgS）、氯硫汞矿、硫锑汞矿和其它 一些与朱砂相连的矿物是汞最常见的矿藏。
• 有机汞的脂溶性较强﹐可通过各种途径侵 入体内。有机汞的毒理学性质另有特点﹐ 无论有机汞的急﹑慢性中毒均对中枢神经 系统有明显损伤作用。尤以烷基汞为甚﹐
Why
对人体的毒性
• 损害胚胎发育
• 受毒害的途径：吸入、皮肤吸收、摄入和 皮肤及眼睛的接触
• 易受攻击的器官：眼睛、皮肤、呼吸系统、 中枢神经系统和肾脏
• 全球每年人类造成的排放2320t，占总量的 50%
• 水泥是第四大排放行业，占10.2%
Who
欧洲30国
• 2000年排放293.3t • 水泥占10.3%
Who
美国汞排放
• 美国每年排放约100t， 燃煤电厂占50%，水 泥行业占8t。