燃煤电厂烟气汞的监测方法
燃煤电厂烟气汞的监测方法
点击次数:1210 发布时间:2014-5-8
随着环境污染问题的日益严峻,重金属污染也越来越多的引起社会的重视,其中汞是重金属污染物的主要来源之一.据报道,人为排放的汞约占大气汞的3/4,而其中由燃煤释放的汞约占人为排放总量的45%.我国是世界第一产煤和耗煤大国,能源结构中煤的比例高达75%.因此,燃煤烟气排放的汞已成为我国汞污染的主要来源之一.
为了有效控制燃煤烟气汞的排放,《火电厂大气污染排放标准》明确规定了燃煤电厂烟气汞及其化合物的排放限值.为了使烟气排放达到标准要求,燃煤电厂必须将烟气中汞的排放控制问题摆上日程.深入研究燃煤烟气汞排放控制技术的前提和关键是能准确监测烟气中汞的浓度,因此本文对目前国内外燃煤烟气汞的监测
技术进行了综述.
1 燃煤烟气汞的产生机理
1.1 燃煤汞的产生
煤燃烧过程中,汞将经历复杂的物理和化学变化,最后大部分进入烟气中,小部分残留在底灰和熔渣中.燃煤中汞的产生过程如图1所示.
1.2 烟气中汞的存在形式
燃煤排入大气的汞可分为3种形态:气态元素汞(Hg0,g)、气态二价汞(Hg2+,g )和颗粒态汞(Hgp).
煤燃烧时,在通常的炉膛温度范围内,煤中的汞几乎全部以Hg0的形式进入烟气;在烟气冷却过程中,部分
Hg0同其他燃烧产物相互作用转化为Hg2+和Hgp.
颗粒态汞绝大部分可被除尘、湿法脱硫等烟气净化装置捕集去除.气态二价汞可溶于水,也易于被颗粒物所吸附,因此易于被捕集和控制,被释放到大气中的二价汞造成局地污染;Hg2+加热至800℃左右可被还原为Hg0.气态元素汞(Hg0)不溶于水且极易挥发,难于控制,传输距离远,对环境影响大,但Hg0可被催化氧化为Hg2+.若排入大气,Hg2+和颗粒态Hg在大气中停留时间只有几天,Hg0则可停留1年以上.
2 燃煤烟气中汞的监测方法
目前常用的汞分析技术有冷蒸汽原子吸收光谱法(CVAAS)、冷原子荧光法(CVAFS)、紫外差分吸收光谱法(UV-DOAS)等.因此,烟气中汞的监测关键在于采样以及样品的预处理过程.
2.1 我国烟气中汞的监测方法
目前,我国关于烟气汞监测的相关国家标准及行业规范有:固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法、固定污染源废气中汞的冷原子吸收分光光度法(暂行).
按照《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》中对气态污染物采样的要求进行烟气采样.在采样装置上串联两支各装10ml吸收液的大型气泡吸收管,流量设定为0.3L/min,采样时间为5-30min.废气中的汞被酸性高锰酸钾溶液吸收并氧化形成汞离子,汞离子被氯化亚锡还原为原子态汞,用载气将汞蒸气从溶液中吹出带入测汞仪,用冷原子吸收分光光度法测定.
2.2 国外烟气中汞的监测方法
国外对烟气中汞的监测主要是采用美国的方法,即安大略法(OHM)、30A法和30B法.3种方法都是用冷蒸汽原子吸收光谱法(CVAA)分析测定样品中的汞浓度.
2.2.1安大略法(OHM)
OHM(Ontario Hydro Method)方法可以采集颗粒态汞和气态汞,因此被认为是采集和分析燃煤烟气中不同形态汞的有效方法.美国环保署(EPA)和能源部(DOE)等机构也将OHM法推荐为美国的标准方法.
OHM标准汞浓度取样系统如图2所示,其流程是,采样系统从烟气中等速取样,过滤器和取样管线的温度维持在120℃,防止气态汞在进入吸收瓶前的气路中发生冷凝,影响测试的准确性.取样系统主要由石英取样管、过滤器(石英纤维滤纸)、吸收装置、流量计和真空泵等组成.取样管和过滤器都配备加热装置,吸收瓶在采样过程中要放置于冰水中,维持干燥剂吸收瓶的出口烟气温度在20℃以下.颗粒态汞由位于取样枪前端的石英纤维滤筒捕获,氧化态汞由3个盛有1N KC1溶液的吸收瓶收集,元素汞由1个装有5%V/V HNO3·10%V/V H202和3个装有4%W/V KMnO4· l0%V/V H2SO4溶液的吸收瓶收集,最后由盛有干燥剂的吸收瓶吸收烟气中的水分.取样结束后,进行样品恢复,并对煤样、灰样和各吸收液样品进行消解;最后用冷蒸汽原子吸收光谱法(CVAA)分析测定样品中的汞浓度.
安大略法(OHM)的关键要求有以下几点:首先是样品要有代表性,在取样过程中不发生汞蒸气的冷凝和被吸附;其次是配制符合美国EPA标准的各种化学溶液,特别是KC1吸收液、HNO3/H202吸收液、
KMnO4/H2SO4吸收液;第三,进行待测样品的处理和消解;最后是使用冷蒸汽原子吸收光谱法(CVAA)原理的汞分析仪进行汞浓度的测定.
2.2.2 30A法
30A法烟气汞采样系统简图如图3所示,其流程是,采样系统从烟道中恒速抽取烟气,烟气经过过滤器进入汞转换器,通过汞转换器的作用,将烟气中的Hg2+还原为Hg0,再将烟气送至汞分析仪,检测数据被直接传输到记录、储存系统.采样管的采样探头装有烟尘过滤装置,过滤器和取样管线要持续加热,防止气态汞在气路中发生冷凝,影响测试的准确性.通常采用高温转化或催化转化将烟气中的Hg2+转化为Hg0.该方法能够实现在线监测,实时结果输出.
30A法设备系统高度集成化,操作简单,同一个燃煤电厂仅需一台仪器,即可完成对全厂所有烟道气的监测.但该法整个系统的运行维护难度较大,系统的稳定性与可靠性要求很高,这也制约着该方法的大规模运用.
2.2.3 30B法
30B法烟气汞采样系统如图4所示,采用系统从烟道中恒速抽取烟气,用填充有专用吸附材质(如活性炭等)的吸附管捕集烟气中的气态汞,之后再对固体样品进行分析.记录采样流量及采样时间.先将采集的样品加热使所有汞转化成汞蒸气,再将蒸气中的Hg2+转化成Hg0,之后进入汞分析仪进行检测.根据检测结果计算烟气中汞的浓度.
30B方法的操作比较简单,方法的精度和准确度较高,也可实现分形态采样.但是该方法主要运用于低烟尘环境,因此采样地点应当布置在烟气净化装置之后的烟道上.
3总结与展望
(1) 燃煤电厂烟气汞的3种监测方法中,安大略法(OHM)可测得烟气中排放的总汞浓度及三种形态汞各自的浓度,测量结果最为准确;30A法测得的是烟气中总气态汞(Hg0+Hg2+)的浓度,测量结果比较准确;30B法测得的也是烟气中总气态汞(Hg0+Hg2+)的浓度,但测量结果比30A法准确.
(2) 在对燃煤电厂汞排放进行监控的初期,可以参考现有相关标准,选择操作方便、成本适中、精度较高的30B方法.随着试点工作及相关研究的深入,探索、开发适合于我国具体情况的在线监测及安大略法的监测方法和设备,并出台相关标准和规范.
(3) 随着燃煤烟气汞监测技术的深入研究及逐步成熟,燃煤电厂烟气汞的迁移转化规律及控制技术的研究也要逐步开展起来,加快我国燃煤电厂烟气汞污染控制技术的发展.。
烟气中汞分析-刘宏
两种取样监测方法选择
EPA方法29(安大略法)
优点:能够对价态汞进行采样 缺点:仪器便携性差,采样流量大,需要不断加冰;重复性差,对 操作人员要求较高。一般用于科研部门对价态汞的研究。 EPA方法30B 优点:操作简单、检出限低(可到ng级)、重复性好 缺点:耗材不可重复使用,成本较高。
冰浴吸收瓶采样装置
四川省环境监测总站
燃煤锅炉废气中汞及其化合物 监测技术
刘宏 2015年11月
主要内容:
1.需求分析
-------------为什么要测
2.解决方案
---------------如何测量
3.技术支持方案保证
---------------方法、方案技术保证及验证
1.需求分析:
标准依据2014年7月1日实施的最新的GB13274-2014 <<锅炉大 气污染物排放标准>>, 规定至2015年1月1日必须进行烟气汞的测量 。
吸收瓶之前的所有连接处也必须选择不吸附汞材质。
活性炭吸附气态汞气中的气态汞; 第二段作为备用段,用于吸附穿透的气态汞。
热裂解原子吸收装置
该采样分析系统的注意点
SO2、NOx会抑制活性炭对汞的捕获,可采 用在吸附管前端增加一节碳酸盐类化合物以 去除酸性气体。 吸附管不可重复使用,目前多是进口耗材, 成本相对较高。
2.解决方案:
2.1烟气汞监测方法分析
在线烟气汞测量技术(EPA方法30A)
国外取样分析方法
液体吸收取样分析法(EPA方法29以及EPA方法101A)(安大略法)
干吸附剂取样分析法(EPA方法30B以及EPA方法324)(30B法)
国内有对应的两个标准已进入征求意见稿阶段: HJ 543–201x《固定污染源废气 总汞的测定 冰浴吸收瓶采样-冷原子吸收分 光光度法》 HJ xx-201x 《固定污染源废气 气态汞的测定 活性炭吸附/热裂解原子吸收 法》
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。
燃煤电厂烟气中汞的采样与分析方法
N nig J n s 10 1 C ia aj , i gu2 0 3 , hn ) n a
A BS TRA CT : M ec r e tn e hn lg sc n it fs mpi g a d a a y i ,a d t e a ay i t o fme c r o tnth sbe n r u y t sig tc oo y i o ssso a ln n n l ss n h n lssme h d o r u y c ne a e
第 4卷
第 2期
环
境
监
控
与Leabharlann 预警 Vo14, . . No 2 Aprl2 2 i 01
21 0 2年 4月
Envr n n a n trng a d F r wa n n io me t lMo io i n o e r i g
・
监 测技 术 ・
d i 0 3 6 /.s .6 4 6 3 . 0 2 0 .0 o:1 .9 9 ji n 17 — 7 2 2 1 . 2 0 4 s
n l g . Ac o dng t if rnts mp ig meh s,t e e itn tsig tc n l g a e n diie no we a p ig a ay i d oo y c r i o d fe e a ln tod h x si g e tn e h o o y h s b e vd d i t ts m ln n lss, r y s mp i t d a d o —ie a l ss tc oo y Th a p ig p i cpl a lng meho n n ln nay i e hn lg . e s m ln rn i e,s se sr t r y tm tucu e, poc s n a eo pp iain o h r e sa d r ng fa lc to ft e
燃煤电厂烟气中汞形态及含量的采样分析方法
第1 2 期
煤 气 与 热 力
质汞 停 留在烟 气 中。烟气 从炉 膛 出 口流 向烟 囱出 口
的过程中, 随着烟气流经各换热设备 , 烟气温度逐步
降低 , 烟气 中汞 的形 态 也 发 生变 化 。在 烟气 降 温 过 程中, 烟 气 中的汞 主要 以气 态 汞 ( 气态单质汞、 气 态 二价 汞 ) 及 固态 颗 粒 汞存 在 : 在低于 4 0 0 ℃ 时 烟 气 中汞 以 H g C 1 为主 , 高于 6 0 0℃ 时 以气 态 单 质 汞 为 主, 4 0 0~6 0 0 o C二者 共 存 ; 固态 颗 粒 汞 是 易 被 吸 附 在 飞灰 或残炭 表 面的那 部分 汞 , 易被 除尘器 脱除 。
瓶 吸 收气态 二价 汞 、 气 态单 质汞 。样 品经 消解后 , 由
流 量计 、 孔板 流 量计 等 组 成 。化 学 试 剂 瓶组 由 8个 装 有不 同试 剂 的吸 收瓶 组 成 , 用 于 收 集 不 同形 态 的 汞 。恒 温采 样枪 从 烟气 流 中等 速 采样 , 固态颗 粒 汞 先 由滤桶 加 热 箱 中 的 石 英 纤 维 滤 纸 ( 被 加 热 器 加 热) 捕集 , 烟 气 再 依 次 经 过 8个 试 剂 瓶 。气 态 二 价 汞 由 3个装 有 K C 1 水溶 液 ( 浓度 为 1 m o l / L ) 的试 剂 瓶 收集 , 气 态单 质 汞 由 1 个装有 H N O 体 积 分 数 为 0 . 0 5 、 H O : 体 积分 数 为 0 . 1的水 溶 液 的试剂 瓶 与 3 个 装有 K Mn O 质量 浓度 为 4 0 L 、 H s O 体 积分 数 为0 . 1的水溶 液 的试剂 瓶 收集 , 最 后 由装 有 干燥 剂
燃煤电厂烟气中的汞浓度测量
(CVAAs)分析测定。
1.6 美国 EPA 方法 101A
EPA 方 法 101A[11] 的 取 样 链 与 EPA 方 法 29 相
似, 不同的是 EPA 方法 101A 不使用 10%H202·5% HN03 溶液, 仅使用 4%KMn04·10%H2SO4 吸收溶液 (捕捉 Hg0 和 Hg2+)。
采用等速取样方式, 使烟气通过加热的石英纤维滤
膜和一组冰浴中的吸收瓶, 吸收瓶系列包括两个
10%H202·5%HN03 和两个 4%KMn04·10%H2SO4 吸收 瓶。烟气中颗粒汞被吸附于滤膜上, 气相汞通过滤膜
进 入 各 吸 收 瓶 中 的 吸 收 溶 液 中 , 其 中 4%KMnO4· 10%H2SO4 溶 液 吸 收 Hg0, 10%H202·5%HN03 溶 液 吸 收 Hg2+。吸收液样品中的汞含量用冷原子吸收光谱
KCl 溶液的吸收瓶收集, 元素汞由 1 个装有 5%V/V HNO3·10%V/V H2O2 和 3 个 装 有 4% W/V KMnO4· 10%V/V H2SO4 溶液的吸收瓶收集, 最后由盛有干燥 剂的吸收瓶吸收烟气中的水分。取样结束后, 进行样
MW 燃煤烟气中汞浓度的分布进行了现场取样和分 析[14] 。
EPA29, EPA101A 这几种测定烟气中汞的集尘
器方法的主要缺点是费用高, 需要较大的样本来克
服高的汞空白、S02 的干扰以及壁面损失。
1.7 美国 EPA 的 OHM 法(Ontario Hydro Method)
能 源
近年来, OHM 方法[12]被认为是采集和分析燃煤 研 究
烟气中不同形态汞的有效方法, 被美国环保署(EPA) 与
Cle a n Coa l Combus tion & 洁净煤燃烧与发电技术
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
燃煤电厂烟气脱汞技术的
利用特定的膜材料,选择性地将烟气中的汞分离出来。该技术具有高效 、节能的优点,但膜材料的耐久性和成本是需要解决的问题。
各种脱汞技术的优缺点
活性炭喷射技术优点
简单易行,适用范围广。缺点:活性炭消耗量大,二次污染风险 高。
氧化吸收技术优点
脱汞效率高,适用于高浓度汞排放源。缺点:氧化剂和吸收剂选择 和配方关键,可能产生二次污染物。
利用活性炭对汞的吸附作用,将活性炭 喷入烟气中,从而实现对汞的去除。此 技术具有去除效率高、操作简便等优点 。
VS
新型金属氧化物吸附剂
研究人员正在开发新型金属氧化物吸附剂 ,如锰氧化物、铁氧化物等,这些吸附剂 具有较高的汞吸附容量和选择性。
未来烟气脱汞技术的挑战
汞的低浓度与复杂性
01
烟气中汞的浓度通常较低,且存在多种形态,对脱汞技术的效
技术的运行成本和环境风险。
智能化监控
借助物联网、大数据等先进技术 ,建立智能化监控系统,实时监 测烟气中汞的浓度、分布和脱除 效果,为优化运行提供科学依据
。
03
燃煤电厂烟气脱汞技术的 应用
燃烧前脱汞
煤洗选
通过洗选的方式去除燃煤中的汞,降 低燃烧过程中汞的释放。但此方法对 煤中汞的去除效果有限,通常只能去 除部分表面的汞。
02
烟气脱汞技术概述
现有烟气脱汞技术简介
01
活性炭喷射技术
利用活性炭的吸附性能,将活性炭喷入烟气中,吸附其中的汞。该技术
具有简单、易行的优点,但活性炭的消耗量大,且容易产生二次污染。
02 03
氧化吸收技术
通过氧化剂将烟气中的汞氧化为易溶于水的形式,再利用吸收剂将其从 烟气中分离出来。该技术的脱汞效率较高,但氧化剂和吸收剂的选择和 配方是关键。
燃煤电厂烟气中汞的控制技术
大气中汞的来源1 主要来源大气中主要汞污染源为燃煤电厂、水泥厂以及有关矿物材料的开采和加工。
甲基汞同时可从城市废物充填和污水处理厂直接排出。
燃煤电厂是汞向大气排入的最主要来源。
上海市对空气中细粒径颗粒态汞的分析表明,大气中汞的颗粒物来源燃煤约占80%左右。
2 燃煤电厂生产过程汞的迁移转化电厂燃煤中的汞经燃烧通过烟气、飞灰和灰渣以及冲灰水的排放进入大气、土壤和水体。
由于汞具有挥发性,电厂用煤在粉碎过程中已有部分挥发。
煤粉进入炉内,随着温度升高,挥发出的气态汞随着烟气排放。
烟气进入除尘设备后,部分汞被灰颗粒吸附随同残留在灰渣中的汞一块被排入灰场。
进入大气的汞通过干湿沉降进入土壤和水体。
灰渣和冲灰水中的汞进入环境后,其中零价汞比重大,不易溶于水,在靠近排放口处沉淀下来。
二价汞离子在迁移过程中,被底泥和悬浮物中颗粒吸附,渐渐沉降下来。
其它形态的汞在水或沉降物中也可以转化成二价汞。
二价汞在微生物作用下,生成毒性更大的甲基汞和二甲基汞。
火电厂灰场的粉煤灰也会对土壤和地下水造成影响。
汞的危害汞是有剧毒性的微量元素,它具有挥发性和累积性。
汞在空气中传输扩散,最后沉降到水和土壤中,从而对环境和人体健康构成极大隐患。
大气中汞的浓度往往较低,一般不为人们所重视。
如果汞直接或通过大气沉降进入水体,它将以毒性更大的形态-甲基汞在鱼和动物组织中累积。
甲基汞和二甲基汞也可富集于藻类、鱼类和其它水生生物中。
生物累积导致处在食物链顶端的食肉动物体内的汞浓度数千倍甚至数百万倍于水中的汞浓度,从而在整个食物链中富集。
人体汞接触主要通过食用被污染的鱼。
高水平的汞接触将对人的神经系统和生长发育产生影响。
根据汞的接触剂量,它的健康影响依次是:感觉和认知能力的轻微损失、颤抖、不能行走、抽搐和死亡。
长期吃大量从同一汞污染区域捕获的鱼的人汞中毒的风险最大。
尤其对于育龄妇女风险更大,因为胎儿的神经系统对汞更敏感,比成人更容易受到汞的危害。
燃煤汞的形态锅炉燃烧过程中,煤中汞受热挥发以汞蒸汽的形式存在于烟气中,在炉内高温条件下,几乎所有煤中的汞(包括无机汞和有机汞)转变成元素汞并以气态形式停留于烟气中。
燃煤电厂汞排放控制技术介绍
燃煤电厂汞排放控制技术简介摘要:本文浅要分析了汞在燃煤中旳赋存形态及其排放特性,并根据影响汞清除率旳重要原因,简要简介了目前某些汞排放控制技术。
关键词:赋存形态清除率洗煤活性炭序言汞是目前重要旳全球性污染物之一,在大气中停留时间长、毒性大,并且具有生物累积作用,对人群健康构成很大威胁。
全球每年排放到大气中旳汞总量约为5000吨,而燃煤过程中汞排放占相称大旳比重。
根据美国环境保护署(EPA)1997年给美国国会旳汞研究汇报显示,燃煤电厂是最大旳汞排放污染源。
与燃油相比,燃煤产生旳汞排放要高出10倍到100倍。
因此燃煤电厂对于汞污染物旳排放控制刻不容缓。
一、汞在燃煤中旳赋存形态及其排放特性要控制燃煤电厂汞排放,就必须先理解汞在燃煤中旳存在形态及其特性,以便对症下药。
煤中大部分汞是以固溶物形式存在于黄铁矿中,以硫化物结合态、有机物结合态和残渣态存在,也也许有部分微细旳独立汞矿物分布在黄铁矿和有机物组分中。
汞是煤中较易挥发旳痕量元素之一。
煤粉通过燃烧,其中旳汞重要分为两部分:一部分伴伴随灰渣旳形成,直接存留于灰渣和飞灰中;另一部分在火焰温度下伴随煤中黄铁矿(Fes:)和朱砂(HgS)等含汞物质旳分解,以单质形态释放到烟气中。
,由于炉内高温,单质汞是煤粉中旳汞在火焰温度下存在旳重要形式。
当烟气流出炉膛,流经换热面,烟气温度逐渐减少时,一部分旳气相单质汞会被飞灰通过物理吸附、化学吸附和化学反应等途径吸取,从而转化为以颗粒态存在旳汞№(P),这一部分包括HgC12、HgO、HgSO4和HgS等。
一部分旳气相单质汞在烟气温度减少到一定范围时,会被烟气中旳含氯物质氧化而生成气相氯化汞(HgC12)。
目前学术界认为烟气中气态二价态汞多数为HgCl2(g)。
最终尚有一部分气相单质汞仍保持不变,随烟气排出。
研究表明,在空气污染控制器旳上游烟气中旳气相汞中Hg2+占50 ~80%,单质汞Hg0占20 ~50%。
二、影响汞清除率旳重要原因燃煤烟气中旳汞重要有三种形态:二价汞(Hg2+)、单质汞(Hg0)、颗粒汞(Hg P)。
关于燃煤电厂烟气中汞含量监测问题的探讨
关于燃煤电厂烟气中汞含量监测问题的探讨作者:陈英来源:《中国科技纵横》2017年第01期摘要:人类在长期吸入汞蒸汽或汞化合物粉尘的情况下,会出现精神异常、震颤等慢性中毒体征,在短时间吸入大量汞蒸汽的情况下,会出现恶心、呕吐、胃肠道穿孔、急性肾功能衰竭等体征,甚至死亡,可见汞污染防治的重要性。
而燃煤电厂在生产过程中产生的汞含量,在人为汞排放总量中的比重最大,所以通过提升燃煤电厂烟气中汞含量的监测水平,准确掌控排放烟气中汞及其化合物的浓度,对汞及其化合物排放浓度超标燃煤电厂进行治理、环保部门核算汞排放总量等至关重要。
在此背景下,本文针对燃煤电厂大气汞监测问题展开研究,为燃煤电厂大气汞监测水平的提升提供参考。
关键词:燃煤电厂;大气汞;监测问题中图分类号:X83 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)01-0008-01燃煤电厂电力生产过程中,烟气中会含有一定的固态颗粒汞、气态单质汞和气态二价汞,为确保出口烟气中汞及其化合物的排放浓度达到《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13221-2011)要求(≤30ug/m3),人们尝试利用OHM、CEMS、30B、HJ543-2009等方法对烟气中汞浓度进行监测,对几种监测方法的优劣进行对比,目的是寻求最准确的监测方法,真实掌控汞的排放情况。
1 燃煤电厂大气汞监测的主要方法1.1 OHM此监测方法的适用范围是0.5至100ug/m3,具体的监测流程是,先利用石英取样管、过滤器、真空泵、加热装置等结构构成的采样系统,从燃煤电厂超过120摄氏度的烟气管道环境中对烟气进行持续2h的等速采样,在采样的过程中,固态颗粒汞、气态二价汞、气态单质汞、水分会分别被石英纤维滤筒、氯化钾溶液吸收瓶、硝酸溶液吸收瓶和高锰酸钾吸收瓶、硅胶吸收瓶吸收;然后在复原、消解处理的基础上,进行冷原子荧光光谱等技术对大气汞进行监测。
可见此方法在应用的过程中,对烟道采样位置的依赖性较低,既可以对大气汞监测还可以对各种状态的汞含量进行测定,但在具体操作的过程中采样和样品处理的复杂性较高,受外界因素的影响较大,使监测的准确性保证难度非常大。
