水泥工业汞的排放现状及展望——汞排放的管控规则及现状

2.4 其他国家的水泥工业汞排放情况

加拿大对于水泥生产的汞的控制，是关注其烟气中的汞浓度，使用废物作为水泥窑燃料时，烟气中汞排放浓度限值为 0.15mg/m3 。澳大利亚水泥窑汞排放限值为 1.0mg/m3，印度 0.2mg/m3，摩洛哥 0.10mg/m3(以上三值均为不使用废物)。

从水泥生产汞排放限值可见，目前，许多国家对于水泥生产汞排放的限制还是比较宽松的，包括加拿大这样的经济发达国家。

3 中国水泥工业汞排放情况

目前，我国对水泥生产汞排放的研究较少，零星做了一些水泥生产线中汞的排放机理研究、监测方面的工作，包括对相关装置配置的优化。 本文对现有的一些数据和案例做一归纳总结和分析。

3.1 我国水泥生产原材料和燃料的汞含量

我国幅员辽阔，原燃材料品种多，原燃材料的汞含量差别很大。 比如，针对水泥生产主要原燃料，亦是汞的主要贡献者——石灰石和煤的汞含量，文献中，石灰石分别为 0.005～0.40 和 0.002mg/kg，煤为0.1～13mg/kg;文献中，石灰石分别为(16±3)、(18±1)和(42±39)μg/kg;煤分别为(25±3)、(36±18)和(26±4)μg/kg; 文献中，石灰石为0.028mg/kg，煤为0.046mg/kg; 文献中，石灰石分别为30.055、11.042、12.161 和 6.751mg/kg;煤为 0.046mg/kg。

由上述数据可见，石灰石中汞含量，最高的为30.055mg/kg，最低的为 0.002mg/kg;煤的汞含量，最高的为 13mg/kg，最低的为0.046mg/kg。即使是同类材料，汞含量也是差别悬殊，这导致对汞含量数据统计困难，增加了水泥生产汞输入控制的难度。

目前有研究认为， 水泥厂日常生产的汞排放，一般来说可以达到国家控制标准要求;但当协同处置污泥等废物时，则加大汞超标的压力。 我国 44 个城市污水处理厂污泥中汞含量统计结果显示， 汞含量最大46.00mg/kg，最小0.12mg/kg，中值1.90mg/kg，平均值5.11mg/kg。污泥的汞含量也是差别极大，因此，有必要对处理的污泥种类及数量进行限制。

3.2 水泥生产中汞排放特征和行为研究

3.2.1 汞排放形式及排出烟气中的汞量

根据汞的理化与形态特征，大气中的汞主要分为三种形态，分别是：气态单质汞 (Hg0 )，气态二价汞( Hg2+ )， 颗粒态汞 (HgP )，三者之和称为总汞(HgT)。Hg2+包括一些二价无机汞化合物和极少量二价有机汞，HgP 是吸附于大气气溶胶的 Hg 。 Hg0 和 Hg2+又称为气态总汞， 其总量约占大气汞的 90%;HgP 所占比例约为 10%。

不同形态的Hg 在大气中的传输特性不同。 Hg0在大气中的停留时间长达 0.5～2.0 年， 并且可以随大气进行远距离传输、 迁移， 参与全球 Hg 的循环;Hg2+易溶于水，可扩散到几十到几百公里，降到地面或者水体中， 影响局部区域的生态系统;HgP 一般在排放源的附近沉降下来，主要影响当地的生态系统。

不同形态的Hg 在一定条件下可相互转化，如Hg0 在有 O3、H2O2 和Cl2 等氧化剂的情况下可氧化成Hg2+， 而活性较强的 Hg2+在太阳辐射特别是紫外辐射和一些还原性条件作用下又可还原成 Hg0。

水泥生产汞排放主要有两种形态，即 Hg0 和Hg2+。 只有了解在生产过程中汞排放产生的原因及转变情况，才能采取更有针对性的减排措施。 无论国内还是国外， 对水泥厂排放的汞形态研究都是不多的。文献对国内三条5 000t/d 生产线进行汞排放研究，获得的标准状态下各测点烟气中的汞含量见表 1，各种形式汞的排放量见表2。

为充分利用余热， 窑尾气体用来烘干生料和煤。生料磨和煤磨后面有袋除尘器收集粉尘。 该研究均是在生料磨开启模式下进行的。三个工厂收尘配置相同。 烟气中的 HgP 被除尘器捕集， 排出烟气中的 HgP 含量都很低， 特别是工厂1和工厂 2 的 HgP 含量为 0， 只有工厂 3 的 HgP 有少量检出。 60%以上的汞是氧化形式，只有三个采样地点例外，分别是工厂 2 窑尾生料磨除尘器后、工厂 3 煤磨除尘器后和窑头电除尘器后。

延伸阅读：

燃煤汞污染监测及控制技术