火电厂废气中汞监测技术发展现状与趋势分析
摘要:本文总结了国内外汞监测技术发展现状,着重介绍了美国的安大略法(OHM)、30A法和30B法,并分析了我国汞监测技术现状和存在问题,在此基础上提出我国火电厂汞监测技术发展方向:一是开发适用于我国具体情况的基于安大略法的便携式监测设备,并出台相关标准、规范;二是发展我国汞连续在线监测,为环境管理提供技术手段和科学依据。
关键词:火电厂,废气,汞,监测
汞是空气中最主要的有毒金属污染物。其挥发性、持久性和生物富集性会对生物神经系统产生严重危害，因而成为人们研究的热点。据 UNEP 的报告，2005 年全球人为源大气汞排放量为1930 吨，其中中国占42． 85%，为排放量最大的国家，同时中国是全球范围内汞污染最为严重的地区之一。针对我国日益严峻的环境形势，以及履约的要求，对汞污染控制已经提上议事日程。在 2010 年 6 月联合国环境规划署全球汞控制公约政府间谈判委员会第 1 届会议( INC1) 后，环境保护部会同八部委制定《重金属污染综合整治实施方案》，并开始部署在五大电力集团开展燃煤电厂大气汞污染控制试点工作。2011年 1 月，环境保护部公布《火电厂大气污染物排放标准 ( 二次征求意见稿) 》，这次修订不仅对烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放限值的要求都更加严格，并设置了汞的排放限值，确定我国火电厂汞的排放限值为 0． 03mg/m3。然而，我国尚未开展火电厂废气中汞污染监测，汞排放基本信息相当匮乏，因此归纳总结国内外汞监测技术发展现状，分析我国汞监测技术发展趋势，有利于探索适用于我国国情的汞污染监测技术，是实现汞污染定量化监测、评价排放状况的基本条件，对我国合理制定汞污染控制政策至关重要。
1 汞的形态及特点
通常在煤粉炉中，炉膛温度范围大约是 1200 ～ 1500℃，几乎所有煤中的汞( 包括无机汞和有机汞) 转变成 Hg0并以气态形式停留于烟气中［1］。在烟气流向烟囱出口的过程中，烟气温度逐步降低，Hg0会与其它烟气成分及飞灰颗粒发生一系列化学物理反应，排放废气中汞主要以气态元素汞( Hg0) 、气态氧化汞( Hg2 +) 和颗粒态汞( Hgp) 形式存在。废气中汞形态分布主要与燃煤中氯元素含量和温度的影响有关，气相汞在小于400℃ 以 HgC12为主，大于 600℃ 以 Hg0为主，400 ～ 600℃ 之间二者共存［2，3］。但是受煤种等因素影响，气相汞的形态分布变化较大，气态汞中 Hg0与 Hg2 +的比例从 9: 1 到 1: 9 不等，大约在 7: 3 左右［4］。不同形态的汞具有不同的物理、化学特性和生物特性。颗粒态汞( Hgp) 绝大部分可被除尘、湿法脱硫等烟气净化装置捕集去除。Hg2 +可溶于水，也易于被颗粒物所吸附，易于捕集和控制，被释放到大气中主要是造成局地污染; Hg2 +加热至800℃ 左右可还原为 Hg0。气态元素汞( Hg0) 不溶于水且极易挥发，难于控制，传输距离远，对环境影响大，但 Hg0可被催化氧化为 Hg2 +。若排入大气，Hg2 +和 Hgp 在大气中停留时间只有几天，Hg0则可停留 1 年以上
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