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1、燃煤电厂脫汞技术研究与发展更新时间:09-9-1411:131概述我国是世界产煤大国，煤炭产量占世界的37%,同时也是一个燃煤大国，能源消耗主要以煤炭为主，能源结构屮煤的比例髙达75%,燃煤产生的污染物SOx和NOx早已引起人们的广泛关注。现在燃煤造成的痕量元素（如Hg、Pb、As、Se等）污染问题也正在引起人们的重视，特别是燃煤造成的汞污染。在世界范围内，由于人类活动造成的汞排放占汞排放总量的10%〜30%口］,燃煤电厂汞的排放占主要地位。据美国环境保护机构估计，1994年至1995年，美国由于人类活动
2、排出的汞达150t,其中约87%是由燃烧源排出的⑵。我国1978年至1995年，燃煤造成的汞排放量累计达到2500t,每年增速为14.8%,2000年燃煤造成的汞排放量估算为273t［3］o汞作为煤中一种痕量元素，在燃煤过程中，大部分随烟气排入大气，进入生态环境的汞会对环境、人体产生长期危害。烟气中的汞主要以两种形式存在:单质汞和二价汞的化合物。单质汞具有熔点低、平衡蒸气压高、不易溶于水等特点，与二价汞化合物相比更难从烟气中除去。汞的毒性以有机化合物的毒性最大，大量的汞通过干沉降或湿性沉降使甲基汞侵入沉降
3、污染水体。生物反应后形成剧毒的甲基汞，与・SH基结合形成硫醇盐，使一系列含・SH某酶的活性受到抑制，从而破坏细胞的基本功能和代谢。甲基汞能使细胞的通透性发牛变化,破坏细胞离子平衡，抑制营养物质进入细胞，导致细胞坏死。汞能在鱼类和其他生物体内富集后循环进入人体，对人类造成极人危害，并对植物产生毒害，导致植物叶片脱落、枯萎［4］。由于汞在大气屮的停留时间很长，毒性也大，因此对于汞的排放控制研究已成为研究热点。2汞在煤燃烧过程中的化学行为根据对已发掘煤矿的分析，虽然全球原煤中汞的含量仅为0.012〜33.000
4、mg/kg,但是由于煤的大量燃烧，全世界每年燃煤产生的汞总量达到3000t以上［5］。世界范围内煤的平均汞含量约0.13mg/kg,王起超等人曾对中国各省煤中的汞含量进行了测量，汞的平均含量为0.22mg/kg,可见我国燃煤中汞含量普遍偏丽汞在煤中处于富集状态12J。汞的熔点为・38.87°C,在常温下具有很强的挥发性，这使它在燃煤过程中与其他微量元素有着不同的化学行为。在燃煤电厂中，原煤首先进入制粉系统。煤在破碎的过程中产生热量，一部分汞从煤中挥发出来。煤粉进入炉膛燃烧，高温将煤中的汞气化成气态汞（即单
5、质汞，HgO),随着燃烧气体的冷却，气态汞与其他燃烧产物相互作用产生氧化态汞(Hg2+)和颗粒态汞(Hgp),这3种形态总称为总汞(HgT)o经过燃烧后，一部分汞伴随着灰渣的形成，直接存留于飞灰和灰渣屮；另一部分汞在很高的火焰温度(超过1400°C)下，随着煤中含汞物质的分解，以单质形态释放到烟气中。进入炉膛的煤粉屮的汞，绝大部分在火焰温度下转化为单质汞[6]°任建莉等人研究发现,煤燃烧时汞大部分随烟气排入大气，进入灰渣的只占小部分。飞灰中汞占23.1%〜26.9%,烟气中汞占56.3%〜69.7%,进入
6、灰渣的汞仅占约2%[7]o因此控制燃煤汞污染，关键是控制烟气中的汞向大气中排放。3燃煤电厂脱汞技术研究现状煤汞污染的控制方式主要分为燃烧前脱汞、燃烧中脱汞、燃烧后尾部烟气脱汞。IT前,国内外对于燃烧中脱汞的研究较少，主耍是利用改进燃烧方式，在降低NOx排放的同时，抑制一部分汞的排放。这里主要介绍燃烧前脱汞与燃烧后尾部烟气脱汞。①燃烧前脱汞洗煤和煤的热处理是减少汞排放简单而有效的方法。传统的洗煤方法可洗去不燃性矿物原料屮的一部分汞，但是不能洗去与煤中有机碳结合的汞。这样只能是将煤屮的汞转移到了洗煤废物中，但
7、这对减少烟气中的汞还是有积极意义的。在洗煤过程中，平均51%的汞可以被脱除[8]。目前，发达国家原煤入洗率为40%〜100%,而我国只有22%o从保护环境和经济可持续性的角度出发，应尽快提高我国原煤入洗率。由于汞具有高挥发性，在煤热处理的过程中，汞会受热挥发出来。对热处理脱汞技术研究表明[9],在400°C下可以达到最高80%的脱汞率。然而，在400°C下也发生了煤的热分解，导致挥发性物质的减少，煤的发热量也有很大的降低。热处理脱汞技术还处于实验室阶段，有待进一步研究。②燃烧后尾部烟气脱汞对于燃煤烟气汞的
8、排放控制，研究者们提出了各种各样的控制方法。目前，尾部烟气脱汞技术的研究主要包扌舌以下儿种方法：一种是以活性炭吸附为代表的吸附法,另一种是利用现有脱硫除尘装置的脱汞法，再者就是电晕放电等离子体脱汞法[10、11].电催化氧化联合处理脱汞法等[12]0选择性催化还原(SCR)技术不但是一种可以有效控制NOx排放的方法,而且对脱除氧化汞也是十分有效的。对徳国电厂选择性催化还原设备的入口(温度接近380°C)和出口烟气的检测显示：汞
