燃煤电厂汞污染物控制现状研究
燃煤电厂烟气汞排放控制研究现状及进展

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。
燃煤电厂汞减排技术研究现状

大 部 分 的 现 有 烟 气 处 理 设 备 对 汞 的 减 排 都 具 有 一 定 的
作用. 但不 同的设 备对 烟气 中不 同形态 的汞 的捕 捉能力 有所 不同. 因而单 独的 除汞能 力相 对有 限 . 或者 需要 比较 苛刻 的 条 件才 能保 证较好 的汞去 除效果 。因此 , 用设 备联用 的方 采
能
把煤 中 的汞 转移 到了废液 中 . 煤后产 生的浆 液 的处 理是个 洗 新 的问题 . 同时该 方法无 法有效 去除煤 中与有机 碳结 合在一
起 的 汞 热处理 技术 是利用汞高 挥发性 的特 点 . 高 温环 境下把 在 222 脱 硫 设 备 协 同 除 汞 ..
唬
脱 硫设 备在 控制 燃煤 电厂烟 气 S , 0 排放 中发挥 着重 要 的作 用 。由于烟气 中的 H 极易 溶于水 或者其 他吸 收液体 ,
例 在 3 %左 右 的燃煤 烟气 .经过 E P后其 浓度 平均 可 以降 0 S 至5 %左右 。高洪 亮等 [ 8 ] 研究 发现 , 燃用 石煤 产生 的烟气通 过 E P后 气 态 汞 的 含 量 约 降低 13 ( 中 Hg 的下 降 最 为 明 S / 其  ̄ 显) .颗 粒汞 下 降 9 .%, S 65 E P对 烟气 中汞 的脱 除效 率 可 达 5 .% 可 以看 出 . S 97 E P的除汞能力 在很大程 度上受 到飞灰 含 量、 粒径 以及含 碳量 的影响 。美 国电科 院( P I对 干式 电除 E R) 器之 后增加 一个湿式 电除 器( S 的工艺进行 小 型试验后 WE P)
烧 烟煤的 电厂 飞灰可捕 捉烟气 中 3 %的汞蒸气 赵永椿等 _ 0 6 _ 在研究 燃煤 飞灰 的吸 附脱 汞能力后发 现 . T > 0 C L 10和 C S > TR
燃煤电厂汞排放监测和控制研究现状

文 献标 识 码 : B
文 章 编 号 :6 4— 0 9 2 1 )3— 1 0 17 8 6 (0 2 0 0 7— 3
.
0 引 言
汞是低 熔点 、 沸 点 、 人体 有 害 的元 素 , 具 低 对 是 有持 久性 、 生物 累积 性 和 生 物扩 大 作 用 的 有毒 污 染 物, 其毒害 作用 主要 表 现 在 阻碍 人 和 动 物 的 正常 代 谢机 能 , 别是 甲基 汞 , 特 通过 生 物 体 表 、 吸 道或 经 呼 口腔 通过肠 道 吸收 , 大 脑 感 觉 区 、 动 区 蓄积 , 在 运 造 成对 神经 系统 的损 害 ’ 。对 汞 排放 的污 染 源构 成
Hg ( )+C1 g ”g ( )一
Hg 1 s g C( ,)
H C ( , )+H 1g g 1S g C()
Hg 1( , )+H C2 s g
硫元 素 的存 在 可 以促 进 汞 元 素 以 固相 硫 酸 汞 ( S 的形 式 沉 积 下 来 。燃 煤 中硫/ 比率 较 低 HgO ) 氯 时, 硫元 素基本 上不 影 响烟气 中汞 的存在形 态 , 氯元 素起 主 导作用 。提 高硫/ 比率 可 以抑 制 氯化 汞 的 氯 形成 , 烟气 中高 浓度 的 S , O 不仅 会 促 进 硫 酸 汞在 灰 粒 表 面凝结 , 且还会 通 过抑 制 C, g 的形 成来 抑 而 1( )
王 杨
( 大连市 环境 监测 中心 , 辽宁 大 连
16 2 ) 10 3
摘 要 : 绍 了燃煤 电厂 汞控 制 研 究现 状 , 析 了燃 煤 中 汞 的 含 量 和 赋 存 状 态、 烧 中 汞 的 化 学 行 为 特 性 , 讨 了汞 介 分 燃 探 的监 测 和 控 制 技 术 , 我 国 燃 烧 电 厂 汞排 放 控 制提 供 参 考 。 为 关 键 词 : 煤 电 厂 ; 含 量 ; 学行 为 ; 测 ; 制技 术 燃 汞 化 监 控
美国燃煤火力发电厂汞控制技术的发展跟现状

美国燃煤火力发电厂汞控制技术的发展及现状一、引言汞是一种地方性、区域性和全球性的污染物,危害人体健康。
研究表明,汞与胎儿中枢神经系统先天缺陷、儿童语言和运动能力发育迟缓、儿童自闭症、成年人心血管疾病,包括心脏病发作等有关联。
减少汞排放有利于人类健康和环境。
汞可以通过多种渠道进入大气,包括自然过程(如火山爆发)和人为活动(如电厂燃煤),现在电厂燃煤已经成为美国最大的人为汞污染源。
美国及欧洲国家对工业汞排放控制经验表明,减少汞的排放会迅速和有效地降低食物链中的汞量,进而减少人类对汞的摄入,防止由此而产生的病变和危害。
通过控制燃煤电厂汞排放将显著地降低生物群中汞,增强公众的健康。
二、美国汞控制的立法和技术发展历程美国最早大规模对工业上的汞排放控制开始于20世纪90年代初,主要针对的是医药废物焚化炉及城市垃圾焚烧炉。
从图1中的数据统计可以看出,通过采用汞控制技术,美国人为汞的排放已从1990年的220吨/年降到了1999年的120吨/年。
现今美国最大的汞排放源为燃煤火力发电厂。
1999年通过10年的研究,克林顿时期的环保署认为对火力发电厂进行汞的控制是“正确和必须的”,计划在2007年达到90%的汞控制率。
布什政府废除了这个计划,并在2005年6月制定了清洁空气汞法规“clean air mercury rule”,计划在2010年达到20%的汞控制率,并可以交易;最终于2018年达到70%的汞控制率。
这个法规相比克林顿时期的决定有着很大的差距,于是20多个州决定自己制定更严格的政策来控制本州火力发电厂汞排放,并同时把布什政府送上了法庭。
2008年,美国上诉法庭判决:布什政府败诉,取消“清洁空气汞的法规”并责成布什政府环保署制定更严格的汞控制法规。
new jersey,massachusetts,connecticu州政府要求境内火电厂在2008年达到85%的汞控制率;illinois州政府要求在2009年实现90%的汞控制率;pennsylvania州长已签署了在2010实现80%汞控制率的法规;minnesota,maryland,new york,montana也已经行动起来。
燃煤电厂烟气中汞排放分析及监测方法研究

燃煤电厂烟气中汞排放分析及监测方法研究摘要:我国经济的日升月恒和重工业的稳步发展都需要燃煤来提供能量。
锅炉尾气主产物烟气成为了我国大气污染一大问题。
国家出台了一系列有关环保的政策来限制工厂尾气中一些元素的排放量,加强对有害成分排放的控制。
汞及其化合物会掺在燃烧煤炭的尾气中,污染上方大气且对生态环境造成不可逆直接伤害。
本文研究了国内外汞不同的采样分析和监测技术,提高汞排放监测准确和精确性,在其基础上提出改进建议,对汞排放控制的研究具有重要意义。
关键词:燃煤电厂;烟气;汞排放1.汞的基础监测方法(1)冷原子吸收分光光度法一定质量浓度的酸性高锰酸钾溶液吸收了燃煤电厂排放的烟气尾气中的汞,汞被吸收后发生了氧化反应变为离子态,汞离子又和氧化亚锡发生还原反应变回原子型态,存在于溶液内部的汞蒸气被通入的载气吹出进入到测汞仪内部,最后由冷原子吸收分光光度法(CAAS)测出Hg2+的质量浓度。
根据GB/T 16157中的气态污染物化学法采样系统,吸收烟道中烟尾气。
气密性试验后给采样管打开辅热装置。
实验前要先做一组对照组,将空白样品进行CAAS分析并记录数据。
注意采样时间为30min,需要避光运输,盛放产物的容量瓶也需要被原液洗涤大于2次,样品采集后需要尽快分析,或在0~4℃的温度下密封保存不要超过5d。
(2)原子荧光分光光度法气态汞属于荧光物质,经一定波长光源照射处于临界激发态,又降低活性回到基态左右能带,快速产生相对能量的荧光,分析其强度来测得汞含量。
以等速采样的方式,将颗粒物提取至玻璃纤维材质的滤筒,并用混合酸/王水对其进行消解化。
加热得到二价汞(Hg2+),Hg2+后续又和硼氢化钾(KBH4)还原反应生成气态汞,后被气泵打到光度计内部操作得到含量。
按GB16297-1996要求与CAAS类似组装。
各个采样点采样时间大于0.5h,样品数量大于2个,最后将数据取平均值。
空白样品步骤同上。
采样时,在没有尘粒抖落的前提下剪碎并收集样品,加入王水加热轻微沸腾状态,约2h冷却,后用滤纸过滤。
燃煤电厂大气汞排放的新形势及控制技术分析

年 全 球 汞 排 放 量 最 大 的 三 个 国 家 是 中 国 、 国 和 印 ( 美 CAM R) 首 次 规 定 了 火 电 厂 的 汞 排 放 , 也 是 世 界 , 这
欧 出 度 , 三 个 国 家 的 汞 排 放 总 量 占 世 界 汞 排 放 量 的 上 第 一 个 规 定 汞 排 放 的 法 规 。 盟 也 展 开 行 动 , 台 这 5 % , 中 中 国 是 美 国 和 印 度 两 国 排 放 量 之 和 的 两 了 有 关 多 种 有 毒 有 害 物 质 的 限 排 令 。 0 年 9月 , 7 其 2 08 欧
全球 环境 问题 的新 热 点和 前沿 领域 。
联 合 国 环 境 规 划 署 ( NEP) 00 年 报 告 称 燃 u 2 8
将汞 列 为环 境 污染 物 之一 。0 2 , 2 0 年 UNEP首 次 公 布 全 球 汞 排 放 评 估 报 告 。 后 两 年 一 次 的 联 合 国 环 之
倍 以 上 。 着 我 国 经 济 的 不 断 发 展 , 煤 消 耗 量 还 会 盟 出 台 禁 止 汞 出 口政 策 , “ 令 ” 求 , 随 燃 该 禁 要 自20l 年 1 区 7 不 断 增 加 , 排 放 污 染 问 题 逐 渐 突 出 , 临 的 国 际 谈 起 , 内 2 国 禁 止 出 口任 何 含 汞 产 品 。 汞 面 判 压 力 很 大 , 何 在 国 际 新 形 势 下 控 制 汞 排 放 特 别 如 然而 , 使 当时 汞污 染 控制 问题 的呼 声 很 高 , 即 但
燃 煤 电 厂 大 气 汞 排 放 的 新 形 势 及 控 制 技 术 分 析
周 云 山 袁新 勇 张 淼
华 电 重 工 股 份 有 限公 司
燃煤电站汞排放控制技术研究的现状

Vo _ 4 l1
第 4期
No. 4
重 庆电力高等专科学校学报
Jun l f h nqn lc i P w rC l g o ra o ogigEet0 9年 1 2月
De . 0 9 o2 0
燃煤 电站汞排放控制技术研究的现状
后脱汞等方 面的技术 ; 较为详细地论述 了汞排放控 制技 术研 究的现状 , 并结合我 国国情提 出了相关建议 。
【 关键词】 ; 汞 燃煤电站; 控制技术 【 中图分类号】 717 X0. 【 文献标识码】 A
【 文章编号】08 02 20 )431- 10 . 3 (09 04 5 3 8 0 0
1 燃煤 电站汞排放 特征
煤 中汞 的存 在 形 态是 影 响 汞 排放 的重要 因素 。 燃煤 烟气 中 主 要 存 在 3种 形 态 的 汞 : 相 单 质 汞 气 ( g)气 态 氧 化 汞 ( g ) 及 颗 粒 态 汞 ( g ) H。、 Hn 以 H。。 不 同形 态 汞 的物理 、 化学 性质 差异较 大 , 如气 态氧 化 汞易 溶于 水 , 且易 被烟 气 中的颗粒 物 吸 附 , 并 因此 易 被湿 法脱硫 或 除尘 设 备 分 离 ; 粒 态汞 也 易 被 除 尘 颗 器 分离 ; 反气相 单质 汞不 溶 于水 , 相 除尘 或脱硫 设备 很 难捕 获 , 乎 全部 释放 到 大 气 中。 因此 目前 研 究 几
汞 (H 是 人们 熟知 的一 种有 毒性 的金 属污 染 g) 物 , 计资 料 表 明 , 类 向 大气 中排 放 汞 每 年 达 到 统 人 20 50余 吨 , 中 以煤 为燃 料 的 燃 煤 电站 、 圾 焚烧 其 垃
向大气 中排放的汞达 10 50吨 , 给人类及生态环境造 成极 大危 害 。根 据 美 国环 保 署 ( P 19 E A) 97年 给美 国 国会 的 汞研究 报 告 , 煤 电站 是 对 人 体 造 成 危 害 燃 最大 的汞排 放 污 染 源 。20 05年 3月 美 国颁 布法 规 控制燃 煤 电厂汞 污染 物 的排 放 。我 国 目前 还没 有制 定针对燃煤 电站汞排放的控制标准 , 但对汞污染物 加 以控 制是 大势 所趋 。
燃煤电厂汞污染及控制

➢大气汞主要来自于煤和含汞垃圾的燃烧、金属矿物冶炼,以及生产工 艺涉汞行业(电池、荧光灯、温度计和PVC等生产工艺)。 ➢2009年我国煤炭消费超过30亿吨,其中50%用于电厂。考虑到我国对 电力需求的高速增长在未来一段时间内还将继续,电厂燃煤总量也将保 持高速增长趋势。同时,电厂是集中排放,较其他排放源更易于控制, 燃煤电厂的控制能在很大程度上实现中国汞排放总量的消减。
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二、全球大气汞污染形势和控制现状
2.1 全球汞污染——汞污染具有全球性
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二、全球大气汞污染形势和控制现状
2.1 全球汞污染——利用模型估算全球汞循环
工业革命后人为 活动增加了大气 中250%的汞, 地表水中25%的 汞,深海洋中 11%的汞。
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( Sunderlan and Mason,2007)
二、全球大气汞污染形势和控制现状
2.1 全球汞污染——全球自然和人为大气汞排放量
➢总排放量为 7710吨 ➢自然源大气 汞排放量为 5207吨,其中 海洋排放2682 吨。 ➢人为源排放 量为2503吨, 其中燃煤燃油 排放1422吨。
编辑ppt (Nicola Pirrone, Sergio Cinnirella, Xinbin Feng, et al,2008) 8
年份
其他有色金属冶炼 锌冶炼 其他燃煤 燃煤电厂 电池/荧光灯生产 水泥生产 汞冶炼 其他
(ye wu, shuxiao wang, David G. Streets, et al., Environ. Sci. Technol., 2006, 40 (17), 5312-5318)
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燃煤电厂汞污染物控制现状研究
作者:汤敏华
来源:《科学与信息化》2020年第21期
摘要燃煤电厂汞排放导致的污染问题日益严重,本文主要分析了燃煤电厂燃烧前、燃烧中和燃烧后不同階段脱汞技术现状,同时对现有污染物控制设备协同脱汞效果进行了分析和研究。
关键词燃煤电厂;汞污染;协同脱汞
引言
随着社会对环保重视程度的增加,燃煤电厂汞污染问题越来越受到人们的关注。
我国于2011年制定的《火电厂大气污染物排放标准》中要求,燃煤电厂所排放到大气的烟气中的汞及其化合物的浓度不超过30μg/m3。
北京于2015年5月发布的DB11/139—2015《锅炉大气污染物排放标准》规定汞排放限值为0.5μg/m3,由此可见,我国正在加强对电厂汞污染物的治理力度,因此研究当前燃煤电厂汞控制技术,对于我国的汞污染治理有重要意义。
1 燃煤汞控制技术
燃煤电厂中通过煤燃烧排放到烟气中的汞主要有元素汞(Hg0)、二价汞(Hg2+)和颗粒汞(HgP)。
Hg0由于易挥发不溶于水已成为当前控制汞排放的难点。
随着人们对电厂汞污染问题的不断研究,已经形成了燃烧前脱汞、燃烧中脱汞和燃烧后脱汞三个方向的脱汞技术路线。
1.1 燃烧前脱汞
燃煤电厂的燃烧前脱汞技术主要是在送入锅炉之前,通过煤炭的洗选、热解以及化学和生物等技术方法,在一定程度上降低燃煤中的汞含量。
洗选煤技术可以使用重介质法、跳汰法和浮选法,利用煤和其他杂质在密度和亲水性等方面的不同,实现将一部分的汞从入炉煤中脱除。
煤炭的热解技术发展比较迅速,煤中的汞在热解过程中会逐渐析出,当热解温度达到400 ℃时,烟煤中的汞的脱除率便可以达到70%~80%[1]。
燃烧前化学法脱汞技术经济性较差,现阶段尚不能被广泛使用;微生物法有较好的环保性,有比较好的应用前景,但尚处于实验室研究阶段。
1.2 燃烧中脱汞
燃烧中脱汞主要是在锅炉中添加氧化剂,将煤燃烧后产生的元素汞更多的转化成二价汞或者颗粒汞,以便于除尘设备和脱硫系统将其脱除。
通常所采用的氧化剂一般为卤化物,如溴化钠、溴化钙或者含溴化铵等。
马晶晶[2]等对溴化钠的脱汞效果进行了研究,发现煤在250~400 ℃燃烧过程中,溴化钠可以促进烟气中元素汞的氧化;高正阳[3]等在研究溴化钙的性质时,发现在煤燃烧过程中加入溴化钙可以明显增加烟气中颗粒汞含量。
总体来看,燃烧中脱汞技术的研究虽然取得了一定的进展,但对于大规模的现场应用实践尚有一段距离。
1.3 燃烧后脱汞
当前,科技人员对燃烧后脱汞技术的研究相对比较深入,也取得了比较好的实践。
该技术主要有三个方面,一是基于活性炭等吸附剂喷射技术脱汞,二是使用专用催化剂催化氧化脱汞,三是在现有的常规污染物控制设备上进行的协同脱汞。
吸附剂喷射技术脱汞效率较高,但也有高成本、影响飞灰处理等缺点,使用经济性较差。
利用现有电厂污染物控制设备实现多污染物一体化脱除已成为燃烧后脱汞的研究热点。
2 污染物控制设备协同脱汞
2.1 SCR协同脱汞
电厂脱硝技术通常采用选择性催化还原(SCR)工艺。
SCR催化剂通常是由钒、钛和钨等金属氧化物按照一定的配比混合而成,该催化剂具有一定的催化能力。
催化剂的工作温度为300~400℃,汞在此范围内会在SCR催化剂表面发生异相催化氧化,发生形态的转化,烟气中的元素汞会被氧化成二价汞,从而有利于被除尘设备和脱硫设备脱除。
目前总体来看,烟气脱硝装置对汞排放的影响表现为可以促进元素汞转变为二价汞,有利于烟气汞的脱除。
2.2 除尘设备协同脱汞
燃煤电厂烟气中HgP的含量受到煤的性质、煤中的汞含量以及锅炉燃烧方式等的影响比较大,其一般赋存在烟尘之中或者烟尘表面,因此燃煤电厂可以在脱除烟尘的同时去除烟气中的HgP。
当前静电除尘器是被燃煤电厂所广泛采用的除尘设备,该设备除尘率可以达到99%,在电场的作用下,以颗粒形式存在于烟气中的汞可以同飞灰一同被该设备脱除。
袋式除尘器也具有较高的除尘效果,也可以将烟气中的颗粒汞脱除,此外,当烟气经过袋式除尘器时,会在滤袋之上产生一层飞灰,由于飞灰具有一定的吸附性,因此该飞灰层也可以吸附一定量的元素汞,进而使得袋式除尘器脱汞效率更高。
2.3 脱硫设备协同脱汞
湿法脱硫技术(WFGD)因具有较好的脱硫效果,已被众多的燃煤发电机组所采用。
WFGD协同脱汞主要是对烟气中Hg2+的吸收,这主要是由于Hg2+易溶于水;但对于挥发性强、几乎不溶于水的Hg0的脱除能力则较弱。
此外,烟气中的Hg2+经过湿法烟气脱硫系统时,有一部分会被还原为Hg0,导致WFGD的脱汞效率下降,该现象是由于烟气中SO2在脱硫塔中和石灰石浆液反应生成亚硫酸盐,进而和烟气中的Hg2+反应生成亚硫酸汞,而亚硫酸汞性质非常不稳定,分解形成Hg0,从而引起脱硫塔出口Hg0浓度升高。
因此湿法脱硫装置的脱汞效果取决于烟气中的二价汞含量以及零价汞的再释放,而抑制零价汞的再释放已成为提高脱硫设备脱汞效率的研究重点。
3 结束语
随着国家环保治理力度的逐渐加大,电厂汞排放的控制逐渐被提上日程。
目前燃煤电厂尚没有一套成熟、可应用的脱汞技术,在现有污染物控制设备基础上进行协同脱汞是当前燃煤电厂行之有效的经济性脱汞方案,同时,也应加强燃烧前脱汞技术的研究,通过提高洗选煤技术,进一步减轻燃煤电厂汞排放所导致的污染问题。
参考文献
[1] WANG M,KEENER T C,KHANG S J. The effect of coal volatility on mercury removal from bituminous coal during mild pyrolysis[J]. Fuel Processing Technology,2000,67(2):147-161.
[2] 马晶晶,姚洪,罗光前,等. NaBr对煤燃烧NO还原和汞氧化影响的实验研究[J].工程热物理学报,2010(8):149-152.
[3] 高正阳,殷立宝,周黎明,等.不同煤燃烧过程颗粒汞生成特性的实验研究[J].燃料化学学报,2012,40(9):1135-1141.。