燃煤大氣汞排放控制技術(shù)
我國70％左右的能源來自燃煤，而部分地區(qū)的煤炭含汞量較高，因此燃煤引起的大氣汞污染較為突出，迫切需要開展對燃煤大氣汞排放的控制研究，制定相應(yīng)的控制政策、法規(guī)和標準。
控制燃煤汞排放的途徑包括非技術(shù)控制措施和技術(shù)性控制措施。非技術(shù)控制措施包括:燃用低汞煤；采用不含汞或者含汞量低的天然氣、石油和其它非化石燃料替代燃煤；提高能源效率，減少能源使用，以降低燃煤大氣汞排放。技術(shù)控制措施主要分為三種:燃料預(yù)處理、燃燒技術(shù)改進和煙氣凈化，這三種措施又分別稱為燃燒前脫汞、燃燒中脫汞和燃燒后煙氣脫汞。盡管目前有多種方法可用于燃煤汞排放控制，但還沒有任何一種技術(shù)完全成熟并得到廣泛應(yīng)用。
燃燒前脫汞主要是通過洗煤除去原煤中的部分汞，阻止汞進入燃燒過程。原煤中的汞一般與灰分、黃鐵礦等物質(zhì)結(jié)合在一起，洗選煤技術(shù)可去除大部分以硫化鐵形式存在的硫和其它礦物質(zhì)，同時除去原煤中部分汞。這是一種技術(shù)相對簡單并且成本較低的減少汞排放的方法，應(yīng)予以重視。常規(guī)物理洗選技術(shù)對原煤中汞的去除率可變性較大，對美國4個州煤層中選取的26份煙煤煤樣進行煤洗分析，結(jié)果表明汞的去除率變化范圍為12％～78％。當(dāng)原煤中的汞與無機礦物質(zhì)(如黃鐵礦)絡(luò)合在一起時，傳統(tǒng)的物理洗煤方式能有效去除原煤中的汞，但是與有機物絡(luò)合的汞則很難在洗選過程去除，且處理費用較高。除常規(guī)洗煤方法外，利用選擇性燒結(jié)法或柱式泡沫浮選法可進一步去除汞。但總體來說，洗煤并不能完全解決燃煤過程中的汞污染問題，因此，燃燒中和燃燒后脫汞仍是十分必要的。
改變?nèi)紵隣顩r能夠降低煙氣中的汞濃度，或者改變煙氣特性從而使煙氣中的汞更容易被下游煙氣凈化裝置去除。例如，流化床燃燒方式能降低煙氣中汞及其它痕量重金屬的排放，這主要是因為這種燃燒方式燃煤在爐內(nèi)停留時間較長，致使細顆粒吸附汞的機會增加，能促進氣態(tài)汞的去除。低氮氧化物燃燒技術(shù)同樣有利于汞的污染控制，原因可能是其操作溫度較低，能減少汞的釋放，從而降低煙氣中汞的濃度。但目前的測試結(jié)果還不能得出十分肯定的結(jié)論。
燃煤煙氣中汞的存在形式主要包括氣態(tài)元素汞、氣態(tài)二價汞和固態(tài)顆粒汞。固態(tài)顆粒汞指的是與顆粒表面結(jié)合的汞，它較容易被除塵器脫除。氣態(tài)二價汞易溶于水，易被濕法洗滌系統(tǒng)所捕獲而脫除。并且，氧化態(tài)的汞蒸氣在煙氣中可以部分或全部被顆粒碳吸附，吸附程度取決于煙氣的溫度，而吸附汞的碳顆？梢员怀龎m設(shè)備從煙氣中除去，所以排入大氣的二價汞量比較少。研究表明，常規(guī)的煙氣凈化裝置，包括除塵器、脫硫系統(tǒng)和脫硝系統(tǒng)，可以去除大部分的固態(tài)顆粒汞和一半以上的氣態(tài)二價汞。利用常規(guī)煙氣凈化裝置協(xié)同控制汞排放，能有效提高現(xiàn)有污染物控制設(shè)備利用效率，實現(xiàn)汞和二氧化硫、氮氧化物等污染物的聯(lián)合控制，從而可降低設(shè)備投資及運行成本。
氣態(tài)元素汞具有較高的蒸氣壓并難溶于水，是相對比較穩(wěn)定的形態(tài)，難以被常規(guī)污染控制設(shè)備捕集。通過添加吸收劑將之捕獲，或者通過活性碳噴射、電催化氧化、光催化氧化等技術(shù)將其轉(zhuǎn)化為易去除的二價汞形式，可以有效控制其排放。但是，由于燃煤種類、燃煤品質(zhì)、燃燒狀況和設(shè)備等因素都會影響汞的脫除效率，因此，目前沒有一種技術(shù)是汞減排的“萬靈丹”，適合一個電廠的煙氣脫汞技術(shù)未必適用于其它的電廠。
綜上所述，很多措施都可以控制大氣汞的排放，但是這些技術(shù)對汞及其它污染物的控制效果差別很大。許多情況下，單一控制手段難以達到理想的脫汞效果，因此，要大幅度削減大氣汞的排放需同時采取多種措施，這可能導(dǎo)致控制費用較高。
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