汞在燃煤电厂中的迁移规律以及汞污染物控制措施

北极星环保网讯:【摘要】GB13223-1991燃煤电厂大气污染物排放标准对我国燃煤电厂污染物的排放进行了规定和限制。由于我国煤矿储量极其丰富，也使得我国的燃煤电厂得到了迅速发展，虽然带来了较大的经济效益，缓解了社会用电的紧张，但是也带来了严重的环境污染。本文对汞在燃煤电厂中的迁移规律进行了分析，对汞污染物的控制提出了相应的方案和措施。

【关键词】汞；燃煤电厂；迁移规律；污染物控制

前言

经济的快速发展带动了人们生活水平的提高，也带动了能源的大量消耗。由于受到技术条件和资金等的限制，我国目前电力资源的主要来源仍然是火力发电厂。但是由于煤在锅炉中燃烧后产生的烟气对于环境会产生极其严重的污染，对于其污染物的治理和控制，也成为电力环境保护面临的焦点问题。随着认识的提高和技术的发展，现行的控制技术已经基本解决了烟尘、硫氧化物和氮氧化物的排放问题，但是对于有害金属，尤其是汞的控制，仍需要进行相应的技术改进和创新。

1汞在燃煤电厂中的迁移规律

汞在煤炭资源中的含量极少，而且并不均匀，煤炭的种类和产地不同，汞的含量也有着很大的差别。汞在煤炭中的存在可以分为无机汞和有机汞，一般含量约为0.22，在褐煤中含量相对更少。要对汞在燃煤电厂中的迁移规律进行分析，才能为汞污染物的控制提供真实和准确地参考依据。

首先，要对汞在煤炭中的存在形态进行分析。汞在煤炭中的主要存在于相应的矿物质中，由于其自身的亲硫特性，因此主要分布在黄铁矿中。汞在煤中的存在形态可以分为可交换态、硫化物结合态、有机物结合态以及燃烧后的残渣态4种形态。

根据相应的数据和试验，汞的赋存形态主要是硫化物结合态和残渣态，其余两种形态出现的机率都极小。因此，从其化学亲硫性而言，汞在自然界中的主要存在形态是硫化物形态，只是在不同的煤种之中，不同形态的汞所含的比例也不尽相同。

其次，要对煤燃烧过程中汞的形态变化进行分析。电厂煤粉锅炉的燃烧过程中，炉膛中的温度可以高达1200～1500℃，而大部分汞的化合物虽然比较稳定，但是在温度高于800℃时，会处于热不稳定状态，煤中汞将受热挥发以汞蒸气的形态存在于烟气中。

烟气中汞的主要形式有3种，即气态零价汞、气态二价汞以及颗粒态汞。当温度高于800℃时，汞自身的化学稳定性会遭到破坏，化合物中的汞会转化为单质汞。在燃烧室的下游，烟气温度会有所降低，汞在烟气中，会与相应的物质发生一系列的化学反应，从而形成二价汞化合物。如果温度地域500℃，如果缺乏氯元素的存在，汞会以固体形式，依附在硫酸盐-硫酸汞凝结出的颗粒表面；如果存在氯元素，绝大部分汞会以氯化汞的形式存在。

最后，由于汞自身的形态变化，虽然其大部分都存在于燃煤烟气中，但是随着烟气的运动和煤炭的转移，也会出现一定程度的迁移现象，广泛存在于锅炉中的底灰、除尘器捕获的飞灰、烟囱残留灰以及湿式洗涤后所产生的污水中。因此，在对汞污染物进行管理和控制时，要全面分析汞的迁移规律和形态变化，使得管理工作可以达到事半功倍的效果。

2汞污染物的控制措施

2.1燃烧前脱汞

燃烧前对煤进行相应的脱汞处理，将污染消灭在未发之前，是一种新型的污染防治措施，其效果也是十分显著的。主要是立足煤粉中有机物与无机物的密度差异以及有机亲和性的不同，采取浮选法的物理清洗，去除原煤中存在的部分汞，从而减少进入燃烧过程的汞的含量。

由于汞与无机物存在亲密的依存关系，主要以硫化物结合态和残渣态存在，因此，常规的洗煤方法可以去除煤种约40%的汞含量，但是并不能从根本上解决汞的排放控制问题，因此，仍需要与其他方法相互结合。

2.2燃烧中脱汞

由于煤在燃烧过程中的大量放热，使得燃烧中对汞的控制十分困难，相关的研究很少，缺乏完善的方法和措施，可以以其他污染物的燃烧控制技术为参考，对汞的脱除进行分析。

例如，采用流化床燃烧方式，可以降低烟气中汞及其他微量重金属的含量，其原理主要是因为烟气在炉内停留的时间相对较长，使得细微颗粒吸附汞的机会增加，对于气态汞的沉降更有效率。而低氮燃烧技术同样有利于对汞的污染控制，其主要原理是由于其操作温度相对较低，从而导致烟气中氧化态汞的含量有所增加。

2.3燃烧后脱汞

这是对汞污染物进行控制和处理最为关键的步骤，也是最为主要的方式。随着科学技术的发展，新的除尘和烟气脱硫脱氮设备和技术不断得到应用，这也给烟气脱汞提供了巨大的发展空间。

首先，要对现有设备的脱汞性能进行优化和改进。现有电厂大气污染物控制设备的脱汞功能，主要集中在除尘控制单元和有害气体控制单元。

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