燃煤电厂大气汞排放在线监测技术及应用

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1、第33卷第7期华电技术Vol，33No．72011年7月HuadianTechnologyJu1．2011燃煤电厂大气汞排放在线监测技术及应用张洁(华北电力大学能源动力与机械工程学院，河北保定071003)摘要：分析了不同汞在线连续监测仪器中烟气采样系统、汞形态转化系统及汞分析仪的原理、方法及其异同，对汞在线监测设备的实际应用及其性能评估情况进行了介绍，针对我国开展燃煤电厂烟气汞在线监测工作可能存在的问题及下一步的工作提出了建议。关键词：燃煤烟气；在线监测；汞排放；性能评估中图分类号：x701．7文献标志码：B文章编号：1674—1951(2011)0

2、7—0072—05保障。为解决上述问题，新兴的汞实时在线监测技0引言术近年来取得了较大进展及实际应用。该技术主要汞是一种具有严重生理毒性的化学物质，可通是基于冷蒸气原子吸收光谱(CVAAS)、冷蒸气原子过呼吸、皮肤接触、饮食、母婴遗传等方式进入人体，荧光光谱(CVAFS)、塞曼调制原子吸收光谱对人体健康造成危害。此外，进入大气后，虽然(ZVAA)和新兴的化学微传感器等先进技术发展起H和H的停留时间只有几天，但Hgo可以在大来的，其优点是能获得在线的、实时的分析结果。随气中停留1年以上，形成超远距离输送。有关研究着此类技术的不断发展与燃煤电厂汞污染控制标

3、准表明，我国目前汞污染情况严重，而燃煤过程汞排放的实施，汞在线连续监测仪器CEMS(Continuous占人为汞排放总量的比重较大。2010年，我国燃煤EmissionMonitoringSystem)有望在我国燃煤电厂大电厂汞排放量约为150tl】J，燃煤火电厂汞排放问题规模应用。越来越受到关注。在最新的《火电厂大气污染物排鉴于目前对汞监测技术的介绍主要集中在取样放标准(二次征求意见稿)》中，已明确规定标准实分析法以及从原理角度来分析在线分析技术，本文施后新建火电机组汞的排放标准为0．03mg／m。尝试从汞烟气排放连续监测系统(CEMS)的角度来随着

4、整个社会环保意识的加强以及我国汞污染面临分析此项技术及其应用情况。的国际压力越来越大，为了保护生态环境和人民身1汞CEMS的组成体健康，同时为国际汞公约谈判做前期准备，汞污染监测工作已刻不容缓、势在必行。国家环境保护部汞CEMS由烟气取样与输送系统、汞形态转化正在组织开展“燃煤电厂大气汞污染控制试点工系统、汞分析系统、校准系统及数据的采集／处理／传作”，目前试点工作已完成前期准备，正式进入了汞输系统5部分组成。排放监测试点工作阶段。汞CEMS流程如图1所示。在通常情况下，汞烟气中的汞排放浓度和形态的精确监测是脱汞CEMS是用装有颗粒物过滤装置的采样探头

5、连续从控制的一个重要前提，而选取合适的测量方法是准烟道内抽取烟气，用伴热管线将其通入Hg转换器，确测定烟气中汞的关键之一，当前进入实际应用的将Hg还原为Hg。再输送到分析仪，测定排放源排烟气汞监测方法可以归纳为2大类：一类是取样分放的总气态Hg(即元素汞Hg与Hg之和)，分析析法，另一类是在线分析法。取样分析方法主要有数据又直接被传输到数据记录、储存系统。汞形态吸附法、MIT固体吸附法、有害元素取样链方1．1烟气取样与输送系统法、美国EPA方法、扩散管和扩散网技术以及安大烟气取样与输送系统主要由采样枪和输送管线略法OHM(OntarioHydroMet

6、hod)等。总体来说，组成。由于分析系统通常只能对干样品进行分析，取样分析方法具有测量结果准确、成本较低等优点，为了保证样品始终处于露点以上，一般采用以下2但由于测量结果需要在取样后分析得出，无法得到种方式：一是使用加热式取样探头和加热式输送管实时的数据，因此，数据的实时性和连续性无法得到线，保证样品输送全过程温度始终高于露点温度；二是使用热稀释探头和样品输送管线，样品经稀释后收稿日期：2011～05—25进行转化与分析。与直接抽取法相比，热稀释法可·74·华电技术第33卷行校准。一般会通过将不含汞的样品气体引人系统校准仪器的零点进行CEMS零点校准。

7、而对汞量程的校准可以通过内置、外置汞标准发生器或连接汞标气源进行校准。校准气体需从采样探头进入系统，经过与样品气流流路相同的所有部件最终到达分析单元，达到测量系统的全程校准。1．5数据采集、处理和传输系统数据采集、处理和传输系统主要是通过工业控图3塞曼调制原子吸收光谱法(ZAAS}测汞原理图制计算机及相关软件等对测量数据进行采集、处理常是紫外光和可见光)，在很短的时间内发射出比并传输到计算机相应位置，系统一般应具有记录、存照射光波长较长的光。根据物质的荧光波长可确定储、显示、数据处理、数据输出、打印、故障告警、安全其分子结构，根据荧光强度可测定物质的含

8、量。管理和数据、图文传输功能。CVAFS方法测汞采用汞灯作为辐射源，用氩气2汞CEMS实际应用