燃煤电厂汞排放控制技术概述

北极星环保网讯:燃煤电厂汞排放控制技术主要分为燃烧前控制、燃烧中控制和燃烧后控制三大类，其中以燃烧后控制技术的研究应用最为广泛。目前我国应首选协同效应除汞技术来控制燃煤电厂汞排放。

汞是一种全球性污染物，燃煤电厂是汞污染的最大来源之一。《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223—2011)增加了汞的排放指标。具体要求如下：自2015年1月1日起，燃煤锅炉执行0.03mg/m3的汞及其化合物污染物排放限值；重点地区火力发电锅炉执行0.03mg/m3的汞及其化合物污染物排放限值，执行的具体地域范围、实施时间，由国务院环境保护主管部门规定。

我国大气污染控制长期以来偏重于烟尘、二氧化硫和氮氧化物等常规污染物，对于汞这种在大气中以痕量水平存在的重金属污染物治理力度不够。随着《水俣公约》的通过，我国燃煤电厂汞排放控制将面临着巨大压力。

燃煤电厂汞排放控制技术主要分为燃烧前控制、燃烧中控制和燃烧后控制三大类。目前大多数的汞排放控制技术为燃烧后控制技术，对于燃烧前控制技术国内外研究尚少，燃烧中的汞排放控制技术更是寥寥无几。

1燃烧前汞排放控制技术

1.1煤的燃烧前洗选除汞

采用洗煤技术控制汞排放是基于煤粉中有机物与无机物密度不同的一种物理清洗技术。去除率与煤的种类、煤的清洗、分选技术、原煤中的汞含量水平等都有关系。传统的洗煤方法只可洗去不燃性矿物原料中的一部分汞，而不能洗去与煤中有机碳结构结合的汞，洗煤的实质只是将污染物汞转移到了煤洗废物中，但这对于减少排气中的汞还是有积极意义。

另外一种燃烧前对煤进行物理预处理脱汞的方法是浮选法，浮选法是在煤浆中加入有机浮选剂进行浮选，这时有机物成为主要的浮选物，无机矿物质成为矿渣。一般而言，浮选法可获得约21%-37%(质量分数)的去除率。由于煤中汞等痕量元素主要以矿物质形式存在，它们将在浮选废渣中富集。

1.2煤的燃烧前热处理除汞

美国爱荷华州立大学研究基金会发起了燃烧前原煤脱汞的课题研究。其研究的出发点是使用回收的烟气来加热原煤粉到300℃的温度，原煤中的汞会随着温度的升高而释放出来，这样加上回收烟气中本身就携带的汞蒸气，加热原煤后的烟气的汞蒸气浓度会大大高于锅炉尾部烟气的浓度。再通过相应的烟气回收装置来回收加热原煤后的烟气，就可以在很大程度上除去原煤中的汞，达到燃烧前原煤除汞的效果。

2燃烧中汞排放控制技术

2.1流化床燃烧除汞

循环流化床燃烧能降低烟气中汞和其他微量重金属的排放，主要是因为颗粒物在炉内滞留时间较长增加了颗粒对汞的吸附，充分利用了小颗粒对汞的吸附作用。另外它的炉内温度相对较低，Hg2+生成量较高，在后续净化设备中易被去除。周劲松等人还通过在循环流化床锅炉内添加石灰石，通过实验发现可导致燃烧后烟气中的汞由气态向固态转化继而被除尘装置脱除，从而降低了气态汞的含量，达到了降低汞排放的目的。

2.2炉膛喷射吸附剂除汞

由于除尘器对于亚微米颗粒的捕获率较低，而汞等痕量元素蒸气容易在尾部烟道中发生吸附、冷凝、凝结和结核等物理化学变化而富集在亚微米颗粒表面。因此向炉膛喷入粉末状的固体吸附剂颗粒可以抑制亚微米颗粒的形成，从而提高汞在除尘装置中的捕集比例。ConstanceL.Senior等的实验研究发现燃烧中加入沸石也能有效地捕获汞，实验证明沸石在高温和低温下都可以吸附Hg0和Hg2+。

2.3改变燃烧工况除汞

烟气中的大部分亚微米颗粒是由矿物质汽化而产生的，而其汽化受炉膛温度影响，因此锅炉的运行条件会影响痕量元素的排放。陆晓华等根据实验数据得到了煤灰中部分重金属元素含量与煤粉细度、煤灰粒径、燃烧气氛和燃烧工况的关系模型，证明了在没有对痕量元素采取其它的控制方法时，改变燃烧工况(如采用较大颗粒的煤粉，还原性气氛和降低炉膛温度等措施)可以降低锅炉中痕量元素的排放。

但以目前的情况来看，使用改变工况的方法来控制汞排放的理论还未成熟，具体的控制措施也尚未形成。

3燃烧后汞排放控制技术

3.1吸附剂喷射除汞

汞在燃烧中容易富集于亚微米颗粒，而传统的除尘设备对亚微米颗粒捕获效率较低，所以在燃烧过程中使气态汞转化为固态，使其富集在相对容易捕获的颗粒上。目前，使用最多的气态汞的吸附剂是活性炭，而用硫、氯和碘处理了的活性炭对单质汞的捕获最为有效；HancaiZeng等人利用氯化物处理过的活性炭在烟气中除汞，发现ZnCl2溶液处理过的活性炭对汞蒸气的吸收能力大大增强。

另外选择合适的C/Hg比可以提高活性炭对汞的捕集率。除了活性炭之外，还有一些非碳基吸附剂，如金属吸附剂、钙基吸附剂、螯合物吸附剂等。目前在发达国家某些电厂，喷射活性炭吸附剂已作为一种脱汞的方法投入了商业试运行。

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