燃煤电厂烟气测量方法分析

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1、燃煤电厂烟气测量方法分析0、引言汞作为常温T唯一的液态金属，以其高挥发性、易迁移性、生物累积性、毒性，引起了国际社会的广泛关注。燃煤电厂是全球汞排放的首要源头，约占全球总排U的40%。裾统计，2010年我国火电厂的汞排放e为3041。汞成为燃煤电厂烟气污染物中继SO2、NOx颗粒物后又一主要污染物。我国的国情决定了以火电为主的能源结构在短期内不会改变，我国高度重视汞污染防治工作，（重金属污染综合防治“十二五”规划）是我国出台的第一个“十二五”专项规划，同时，为获得全面的汞排放数据，环保部于2012年在企国范围内组织开展燃煤电厂烟气汞排放测谧试点工作，因此，明确各种汞测铽方

2、法，对全方而了解我国汞排放情况，制定出相应的政策法规与减排措施具有重要意义。1、燃煤烟气中汞排放形态汞在煤屮的主要存在形式是黄铁矿，在燃煤烟气屮有三种形态，既元素态汞（Hg）、氧化态汞（Hg）、颗粒态汞（Hg）,三者之和即为总汞（Hg）。煤在锅炉中燃烧的同时，进入烟气的汞儿乎都以Hg的形态出现，Hg的比例很小。在烟气流出炉膛，随着温度的降低，Hg与其他物质发生了一系列的物理化学变化，Hg和Hg随之产生。烟气汞在通过各污染物脱除设施的过程中，其形态分布发生变化。钟丽萍研究发现，SCR脱硝设施对烟气中Hg浓度改变很小，但会使Hg的含量增加，Hg的含量受煤中氯元素含量的影响。高

3、洪亮等研究了电除尘器对循环流化床锅炉烟气汞排放特性的影响，结果发现烟气中的Hg通过电除尘器后含量大幅度下降。因此，在火电厂排放的烟气中，Hg的含量非常低，儿乎可以不计。同时，由于粉尘对汞有一定的吸附作用，除尘设备在一定程度上也能降低烟气中Hg、Hg的比例。唐念等研究烟气汞在火电厂污染物控制设施内部的迁移规律时发现，Hg通过湿法脱硫系统后含量大大降低，这是因为Hg有较强的水溶性，在WFDG中富集到脱硫石膏中。2、烟气测量标准与方法2.1国内外烟气汞测S:标准欧洲燃煤烟气汞测量的技术标准主要有：EN13211-2001、EN14884-2005,通过手工和自动测量系统测定总汞

4、浓度。美国标准比较完备，涵盖了湿法手工采样、半自动干法检测、在线连续测量以及检测手段的性能指标、测试程序等。美国标准主要有：EPAMethod30A、EPAMethod30B、ASTMD6784（OHM）、PS12A、PS12B、CFR40Part75。日本标准有JISK022-1997,提供两种手工采样方法。我国相关标准有《同定污染源废气汞的测定冷原子吸收分光光度法》（HJ542-2009）。我国的污染源烟气汞测量技术处于起步阶段，力了使得我国汞测量技术水准进•一步完善和提高，还需借鉴发达国家的经验，在全面、广泛地了解我国汞排放特征的基础上，制定出更为完备的测量方法和技

5、术规范。2.2烟气汞测量方法烟气汞采样系统分为手工湿法吸收、固体吸附剂吸附和在线实时监测三种，0前已有的分析方法如CVAAS（冷原子吸收光谱法）和CVAFS（冷原子荧光光谱法）仅能测量元素汞的浓度。2.2.1手工湿法测量方法手工湿法测量方法主要包括OHM法和JISK0222-1997法。两种湿法吸收方法流程类似,后者仅用于测量烟气中气态总汞，因而操作较为简单。OHM法由美国ASTMD6784标准提出，可测得烟气中各种形态的汞浓度。OHM采样系统如图1所示。烟气通过恒温取样枪等速进入始终维持在120度以上的过滤装罝，颗粒态汞被过滤装置所拦截。随后烟气依次通过浸在冰浴中的吸收

6、瓶装置，前三个吸收瓶装有KCI溶液，用于吸收氧化态汞，第四个吸收瓶含有硝酸和过氧化絚溶液，第五、六、七个吸收瓶含有高锰酸钾和硫酸溶液，川于吸收元素态汞，最后一个吸收瓶装有硅胶或其他干燥剂，用于吸收烟气中的水分。采样后lh内完成对样品的回收，随后对不同形态汞的吸收采集装置分别进行消解，分析在回收后45d完成。円本标准JISK0222-1997提供了湿法吸收测S烟气中汞浓度的方法。捕集对象为气态汞，定量范围为1-lOOOng。湿法吸收采样装置组成如图2所示，采样管采用硼硅酸玻璃、石英玻璃、钛或者陶瓷材料制成，烟气通过时谣要进行加热保温，防止冷凝；采样结朿后，进行样品处理和样品

7、分析。2.2.2固体吸附剂测量方法固体吸附剂测量方法包括金汞齐富集法和美国EPAMethod30b两种。金汞齐富集法的汞富集剂由石英砂和叫氯化金制成，质量约为80-200mg；富集管材质为石英玻璃管，屮部填充富集剂，两侧放置玻璃棉，如图3所示。烟气经过滤材料去除颗粒物后通过一次汞富集管，然后一次汞富集管通入无汞空气或惰性气体作为载气进行加热，汞脱附后进入二次富集管，再次加热被送入载气室用CVAAS（冷原子吸收光谱法）和CVAFS（冷原子荧光光谱法）进行吸收测定。同时，为了测量本底值，需要准备空白的汞富集管。目前，金汞齐富集法常