燃煤汞污染综述.docVIP

燃煤汞污染现状及其控制 专业：环境科学 姓名：张宏祥 学号：2014年5月23日 导言 汞是具有巨毒性、持久性、易迁移性、高度生物蓄积性的化学物质，可通过呼吸、皮肤接触、饮食、母婴遗传等方式进入人体，对人体健康造成危害。世界高度关注汞污染问题，汞被认为是全球性循环元素，减少因燃煤向大气排放汞是人类的共同任务。中国一次性能源以煤炭为主，燃煤汞排放是主要的人为大气汞排放源。2010 年我国原煤消耗 31.8 亿 t，是 2000 年的2.41倍，其中电煤消耗18亿t。煤炭利用过程中，会有大量的汞被释放到大气中。因此，研究燃煤电厂汞污染问题显得十分重要。 一、国内外发展情况 2000 年 12 月，美国 EPA 宣布开始控制燃煤电厂锅炉烟气中汞的排放。2005 年 3 月，美国 EPA 颁布了汞排放控制标准，成为世界上首个针对燃煤电站汞排放实施限制标准的国家。 联合国环境规划署（UNEP）专门制定了一系列工作日程来控制汞污染，2010 年 6 月，政府间谈判委员会第一次会议（INC1）在瑞典斯德哥尔摩召开，拟定了一项具有全球法律约束力的汞问题文书，来自包括中国在内的 140 多个国家、政府间组织和国际组织的 400 多名代表出席了本次会议。 中国的汞排放量已经世界第一，UNEP 的报告草案中，2005年中国汞排放量为 825.2t，占全球总排放量的42.85%；印度汞排放量为171.9t，占全球总排放量的 8.93%；美国汞排放量为118.4t，占全球总排放量的6.15%。我国电力和热力行业化石燃料燃煤排放汞 387.4t，美国排放 62.8 t。 目前我国相关政府部门及行业尚未正式对外发布过燃煤电厂汞排放的数据，专业学者的相关研究也都是估算的数据。根据中国电力企业联合会与清华大学共同承担的联合国环境规划署《中国燃煤电厂大气汞排放》项目，2008 年中国燃煤电厂大气汞排放量比 2005 年降低 10%左右，主要是因为脱硫机组占煤电机组的比例由 2005 年的 14%快速提高至 2008 年的 60%，而脱硫机组装置对汞有协同去除的作用。 国内基于现场实测的燃煤电厂汞排放资料还很少，对燃煤电厂汞排放的研究主要还是以实验室数据为王圣等 首次基于现场实测的要求，选取我国 6 个代表性的燃煤电厂作为研究对象，依据现场实测数据计算分析其汞排放特性，并得出燃煤电厂汞脱除率和汞平均排放因子，通过拟合得到燃煤电厂汞排放因子和机组装机容量、发电负荷、环保设备运行等参数的函数关系。 汞污染防治工作被纳入电力企业“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。国家环境保护部正在组织开展“燃煤电厂大气污染控制试点工作”，汞排放监测试点工作已经开始进行。 2011 年 9 月 21 日，我国环保部发布了新修订的《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223-2011）提出了汞及其化合物的控制指标，规定燃煤发电锅炉的汞及其化合物排放限值为 0.03mg/m3。 二、燃煤电厂汞污染控制技术 （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% ，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。 （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对汞的脱除具有积极的作用。主要方法包括：流化床燃烧、低氮燃烧和炉膛喷入吸附剂法。 流化床燃烧有较长的炉内停留时间，使得微颗粒吸附汞的机会增加，更有利于气态汞的沉降。另外，流化床燃烧操作温度相对较低，导致氧化态汞含量增加，又抑制了氧化态汞重新转化成 Hg0，在后续净化设备中更易被去除。低氮燃烧法同样是由于其操作温度较低，增加了烟气中氧化态汞的含量。炉膛喷入吸附剂法则是针对 Hg2+容易被吸附去除的机理，不同气体和碳以不同比例存在时对汞的去除率的影响，研制某种催化剂，促使 Hg0氧化成 Hg2+，从而控制汞污染。 （3）燃烧后脱汞（烟气脱汞）是电厂汞污染控制技术的研究重点，主要包括两方面：一是脱汞吸收剂的开发；二是对现有污染控制设备进行一定程度的改进，使其具有脱汞性能，实现脱硫脱硝脱汞一体化。 高效经济的吸附剂研制是吸附脱汞的重要研究内容，这些吸附剂包括碳基类吸附剂（活性炭及改性活性炭、飞灰、活性炭纤维