烟气 汞排放

U.S.EPA 30B 方法以适当的流量从烟道通过配
对吸附管抽取已知体积的烟气。 在烟道中的吸附剂
介质上采集 Hg， 采集管线采用全过程加热方式，能
够避免 Hg 在输送过程中可能发生的损失， 另外采
用吸附剂介质采集 Hg 可以避免 SO2 对吸附剂的干 扰。 RA-915M Hg 分析仪其工作原理是利用 Hg 原
第 27 卷 第 5 期
蔡同锋等 江苏省300 MW以上燃煤电厂汞排放现状分析
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江苏省燃煤电厂的燃煤来源主要有内蒙的神华 最终的 Hg 排放产生一定的影响，因此原煤中 Hg 含
煤、山 西 、印 尼 、安 徽 淮 北 淮 南 、山 东 、江 苏 徐 州 、陕 量对烟气中 Hg 含量的高低不起决定性的作用。
反距权重插值进行分析，发现在区域分布上江苏省整体呈现出南部高于北部的趋势。
关键词： 江苏省； 燃煤电厂； 汞（Hg）排放
中图分类号: X8
文献标识码: A
文章编号: 1674-4829（2014）05-0005-07
Study on Mercury Emission from Coal-fired Power Plant More than 300 MW in Jiangsu province
0 引言
汞 （Hg） 在 环 境 中 是 一 种 痕 量 重 金 属 污 染 物 ， 一 些 研 究[1-3]认 为 ，近 几 十 年 来 全 球 大 气 中 Hg 浓 度 的 增加，主要是煤的消费大量增长所造成的,Hg 目前已经 成为煤中潜在毒害微量元素中最受关注的元素之一[4-7]。 Hg 的主要排放来源于化石燃料的燃烧，尤其是煤炭 的燃烧， 使得燃煤电厂成为向大气中排放 Hg 的最 大源头[8-10]。 据统计，大气环境中的 Hg 除一部分来自 天然排放外( 例如火山活动、矿藏释放等), 很大一部 分来自人为活动， 约占 10% ~ 30%。 美国环保局( EPA) 估计 1994 ~ 1995 年, 美国年平均人为释放的 Hg 大约有 159 t, 其中近 87%是来自燃烧[11]。 它进入
10 家电厂分布于江苏省境内的南京、扬州、无锡、泰
州、徐州等不同区域，能全面表征江苏省境内装机容
量 300 MW 以 上 燃 煤 电 厂 烟 气 中 Hg 排 放 的 水 平 ，
研究对象具体分布见图 1。
116.000000 36.000000
117.000000
118.000000
119.000000
30.000000 116.000000
117.000000 118.000000
119.000000 120.000000 121.000000
30.000000 122.000000法
目前我国现行的烟气中 Hg 采样及分析方法为
《固定污染源排气中颗粒物测定和气态污染物采样
子蒸气对 254 nm 共振发射线的吸收进行分析，通过 塞曼效应进行背景校准。
本研究烟气中 Hg 采用便携式 Hg 采 样 器 PMS 30B 进行现场采集工作， 样品委托上海市环境监测 中心分析（符合 US EPA Method 7473），分析设备为 Lumex RA-915M & Pyro-915。 煤 粉 样 品 采 自 炉 前 煤，炉前煤为经过破碎研磨的煤粉，样品采集后装入 自封袋编号送上海市环境监测中心进行分析， 分析 仪器采用 RA-915MHg 分析仪， 该仪器不使用汞齐 法，而是采用塞曼效应背景校正原子吸收光谱技术， 使用更方便更可靠。
CAI Tong-feng1， SHI Zhi-qiang1， LIU Ning-kai1, WANG Man2
（1. Jiangsu Environmental Monitoring Center, Nanjing 210036 ,China；
2. Jingjiang Environmental Protection Agency, Jingjiang 214500 , China）
摘 要： 基于 2012 年江苏省 10 家典型燃煤电厂相关数据，分析了影响烟气中汞（Hg）排放浓度的因素。 其中电厂负
荷、烟气净化设施、燃烧炉类型等会直接影响烟气中 Hg 的排放浓度，而原煤中 Hg 的含量与烟气中 Hg 的浓度没有直接
的关系。 通过模型对江苏省现有 300 MW 以上燃煤电厂 Hg 排放量进行了估算，2012 年 Hg 排放总量约为 7.307 t。 通过
收 稿 日 期 ：2014-05-26
修 回 日 期 ：2014-07-09
基金项目：美国能源基金项目(G-1006-12776 ).
作 者 简 介 ：蔡 同 锋(1980-), 男,江 苏 宿 迁 人,本 科, 工 程 师 , 主 要 从 事 环 境
监测、环境监理工作．
通 讯 作 者 ： 时 志 强 (1985 - ), 男 , 安 徽 界 首 人 ， 硕 士 ， 工 程 师 ,E -mail:
西、山东、河南等省及部分国外进口煤炭。 燃煤来源
（2）湿法脱硫对烟气中 Hg 的去除效果
较多且每家电厂的燃煤构成也不同， 往往一家电厂
为 了 研 究 石 灰 石-石 膏 湿 法 脱 硫 对 烟 气 中 Hg
从几个地方采购煤炭混合使用， 这样就造成入炉煤 的浓度的影响，选取了 A 和 E 燃煤电厂的脱硫进口
表 1 煤中 Hg 质量分数分析统计
电厂名称 主要燃煤来源
A
山西
B
山西
C
印尼
D
江苏
E
印尼
F
山东
G
安徽
H
江苏
I
内蒙
ω（Hg）/（ng·g-1） 201 55 185 75 95 14 90 117 68 113 142 401 78 49 258 336 124 100
ω(Hg)/（ng·g-1） 128 130 54.5 104 90.5 272 63.5 297 112
Abstract: The impact factors in concentration of mercury emission from coal-fired power plants were analzied，based on the datas of 10 coal-fired power plants of 300 MW in Jiangsu province. The main impact factors were the load，the flue gas purification facilities，combustion furnace model, there were not obvious correlation between concentration of mercury and the mercury content of coal. Through the model to estimate the total mercury emission of more than 300 MW coal-fired power plant in Jiangsu province, the total mercury was emissions about 7.307 tons in 2012. By Inverse Distance Weighted analysis found that the total emission in southern higher than in the north in the regional distribution of Jiangsu province. Key words: Jiangsu province; coal-fired power plants; mercury emission
第 27 卷 第 5 期 2014 年 10 月
环境科技 Environmental Science and Technology
Vol．27 No．5 Oct．2014
江苏省 300 MW 以上燃煤电厂汞排放现状分析
蔡同锋 1， 时志强 1， 刘宁凯 1， 王 曼 2
（1. 江苏省环境监测中心， 江苏 南京 210036；2.江苏省靖江市环保局， 江苏 靖江 214500）
方法》和《固定污染源废气汞的测定冷原子吸收分光
光度法》。 就燃煤电厂而言，湿法脱硫后的烟气中含
湿量较高且温度较低，由于气态 Hg 的活性很强，随
着气温降低， 部分气态 Hg 可以凝结在采样管道表
面，从而导致对烟气总 Hg 浓度的低估。 另外燃煤电
厂烟气中 SO2 浓度往往较高， 烟气中高浓度的 SO2 会进入吸收瓶形成 SO32-， 烟气中的气态 Hg 元素会 和吸收液中的 SO32-反应，干扰测量结果。 因此，该标 准不适用于高硫烟气 Hg 浓度的测定。
120.000000
121.000000
122.000000 36.000000
35.000000 34.000000 33.000000 32.000000 31.000000
A HD
江苏省
B
IE
C
J
F G
35.000000 34.000000 33.000000 32.000000 31.000000
2 结果与分析
2.1 Hg 排放水平影响因子分析 （1）燃煤中 Hg 含量对 Hg 排放水平的影响 煤中含有微量的元素 Hg， 全球发掘原煤中元素
Hg 质量分数在 0.012 ～ 33 mg/kg，我国原煤中元素 Hg 的质量分数范围为 0.003 ～ 10.5 mg/kg[16]，多数煤中 Hg 质量分数处在 0.01 ～ 1.0 mg/kg 之间， 算数平均值为 0.15 mg/kg；少数煤中 Hg 质量分数达 2 ～ 6 mg/kg；全国 原煤中的平均 Hg 质量分数约为 0.22 mg/kg[17]，略高于 美国原煤中的平均 Hg 质量分数（0.21 mg/kg）[18]。 但是， 我国原煤 Hg 含量的变化区间很大，尤其是内蒙古、贵 州、山西、陕西等省[19-20]。 对所选择的 9 家燃煤电厂的入 炉煤进行取样，送至实验室进行 Hg 含量分析，并对每 个样品进行平行样测试， 从而分析煤炭中 Hg 含量对 烟气中 Hg 释放的影响，分析结果见表 1。