燃煤汞污染綜述

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1、燃煤汞污染現(xiàn)狀及其控制專業(yè)：環(huán)境科學(xué)姓名：張宏祥學(xué)號：X111140062014年5月23日導(dǎo)言汞是具有巨毒性、持久性、易遷移性、高度生物蓄積性的化學(xué)物質(zhì)，可通過呼吸、皮膚接觸、飲食、母嬰遺傳等方式進(jìn)入人體，對人體健康造成危害。世界高度關(guān)注汞污染問題，汞被認(rèn)為是全球性循環(huán)元素，減少因燃煤向大氣排放汞是人類的共同任務(wù)。中國一次性能源以煤炭為主，燃煤汞排放是主要的人為大氣汞排放源。2010年我國原煤消耗31.8億t，是2000年的2.41倍，其中電煤消耗18億t。煤炭利用過程中，會有大量的汞被釋放到大氣中。因此，研究燃煤電廠汞污染問題顯得十分重要。一、國內(nèi)外發(fā)展情況2000年1

2、2月，美國EPA宣布開始控制燃煤電廠鍋爐煙氣中汞的排放。2005年3月，美國EPA頒布了汞排放控制標(biāo)準(zhǔn)，成為世界上首個針對燃煤電站汞排放實(shí)施限制標(biāo)準(zhǔn)的國家。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）專門制定了一系列工作日程來控制汞污染，2010年6月，政府間談判委員會第一次會議（INC1）在瑞典斯德哥爾摩召開，擬定了一項具有全球法律約束力的汞問題文書，來自包括中國在內(nèi)的140多個國家、政府間組織和國際組織的400多名代表出席了本次會議。中國的汞排放量已經(jīng)世界第一，UNEP的報告草案中，2005年中國汞排放量為825.2t，占全球總排放量的42.85%；印度汞排放量為171.9t，占全球總

3、排放量的8.93%；美國汞排放量為118.4t，占全球總排放量的6.15%。我國電力和熱力行業(yè)化石燃料燃煤排放汞387.4t，美國排放62.8t。目前我國相關(guān)政府部門及行業(yè)尚未正式對外發(fā)布過燃煤電廠汞排放的數(shù)據(jù)，專業(yè)學(xué)者的相關(guān)研究也都是估算的數(shù)據(jù)。根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會與清華大學(xué)共同承擔(dān)的聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署《中國燃煤電廠大氣汞排放》項目，2008年中國燃煤電廠大氣汞排放量比2005年降低10%左右，主要是因?yàn)槊摿驒C(jī)組占煤電機(jī)組的比例由2005年的14%快速提高至2008年的60%，而脫硫機(jī)組裝置對汞有協(xié)同去除的作用。國內(nèi)基于現(xiàn)場實(shí)測的燃煤電廠汞排放資料還很少，對燃煤電廠汞排放

4、的研究主要還是以實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)為王圣等首次基于現(xiàn)場實(shí)測的要求，選取我國6個代表性的燃煤電廠作為研究對象，依據(jù)現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)計算分析其汞排放特性，并得出燃煤電廠汞脫除率和汞平均排放因子，通過擬合得到燃煤電廠汞排放因子和機(jī)組裝機(jī)容量、發(fā)電負(fù)荷、環(huán)保設(shè)備運(yùn)行等參數(shù)的函數(shù)關(guān)系。汞污染防治工作被納入電力企業(yè)“十二五”規(guī)劃，《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》和《“十二五”重點(diǎn)區(qū)域大氣污染聯(lián)防聯(lián)控規(guī)劃》，都對燃煤電廠大氣汞排放控制工作做了安排。國家環(huán)境保護(hù)部正在組織開展“燃煤電廠大氣污染控制試點(diǎn)工作”，汞排放監(jiān)測試點(diǎn)工作已經(jīng)開始進(jìn)行。2011年9月21日，我國環(huán)保部發(fā)布了新修訂的《火電廠大氣

5、污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223-2011）提出了汞及其化合物的控制指標(biāo)，規(guī)定燃煤發(fā)電鍋爐的汞及其化合物排放限值為0.03mg/m3。二、燃煤電廠汞污染控制技術(shù)（1）燃燒前脫汞燃燒前脫汞屬于對源的控制，大大減少了汞進(jìn)入燃燒過程的量，主要包括洗煤和熱解技術(shù)。洗煤技術(shù)是一種簡單而低成本的降低汞排放的方法，采用先進(jìn)的物理化學(xué)洗煤技術(shù)，汞的脫除率可達(dá)64.5%。目前，發(fā)達(dá)國家的原煤入洗率已經(jīng)達(dá)40%~100%，而我國只有22%，因此，我國應(yīng)盡快提高原煤入洗率。熱解法脫汞則是利用汞的高揮發(fā)性，在不損失碳素的溫度條件下，使煙煤溫和熱解把汞揮發(fā)出來。比較這兩種工藝，洗煤脫汞工藝相對成熟，

6、熱解脫汞工藝尚處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，有待進(jìn)一步研究。（2）燃燒中脫汞關(guān)于燃燒中脫汞技術(shù)的研究很少，但針對其他污染物采用的一些燃燒控制技術(shù)對汞的脫除具有積極的作用。主要方法包括：流化床燃燒、低氮燃燒和爐膛噴入吸附劑法。流化床燃燒有較長的爐內(nèi)停留時間，使得微顆粒吸附汞的機(jī)會增加，更有利于氣態(tài)汞的沉降。另外，流化床燃燒操作溫度相對較低，導(dǎo)致氧化態(tài)汞含量增加，又抑制了氧化態(tài)汞重新轉(zhuǎn)化成Hg0，在后續(xù)凈化設(shè)備中更易被去除。低氮燃燒法同樣是由于其操作溫度較低，增加了煙氣中氧化態(tài)汞的含量。爐膛噴入吸附劑法則是針對Hg2+容易被吸附去除的機(jī)理，不同氣體和碳以不同比例存在時對汞的去除率的影響，

7、研制某種催化劑，促使Hg0氧化成Hg2+，從而控制汞污染。（3）燃燒后脫汞（煙氣脫汞）是電廠汞污染控制技術(shù)的研究重點(diǎn)，主要包括兩方面：一是脫汞吸收劑的開發(fā)；二是對現(xiàn)有污染控制設(shè)備進(jìn)行一定程度的改進(jìn)，使其具有脫汞性能，實(shí)現(xiàn)脫硫脫硝脫汞一體化。高效經(jīng)濟(jì)的吸附劑研制是吸附脫汞的重要研究內(nèi)容，這些吸附劑包括碳基類吸附劑（活性炭及改性活性炭、飛灰、活性炭纖維等）、鈣基類吸附劑（CaO、Ca(OH)2、CaCO3、CaSO4·2H2O等）、礦物類吸附劑（沸石、蛭石、高嶺土、膨潤土、硅土等）、金屬類吸附劑（Fe2O3/TiO2、