吸附法脱除燃煤烟气汞-中汞网

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摘要：介绍了吸附法净化燃煤烟气汞的发展趋势，主要包括：活性炭吸附法、活性炭吸附再生法、改性活性炭吸附法、活性炭纤维吸附法以及我们所研究的载银活性炭纤维- 低温等离子体原位再生技术等，希望能够为我国汞谈判、汞减排及汞资源的回收利用提供新的思路。

关键词： 燃煤烟气;汞;吸附法;载银活性炭纤维;低温等离子体

0 引言

煤燃烧过程中痕量重金属排放的研究已成为燃烧污染中的一个新的前沿领域。特别是易挥发元素汞，由于其毒性和在食物链中的生物放大性，汞的研究成为近几年研究的热点。尽管汞在煤中浓度很低，只有几到几十 μ g / g ，但由于煤炭的大规模开发利用，煤燃烧己成为大气汞污染的一个主要来源。世界上已有少数几个发达国家制定了限定煤中汞的排放标准，随着目前国际汞谈判的压力的增加及人们环保意识的提高，这种限定必然会愈来愈广泛和严格。

中国是世界第一煤炭消费大国，能源结构中煤的比例高达75% ，煤炭平均汞含量约为0.20 μ g/ g ，高于世界平均含量0.13 μ g / g，而我国燃煤技术普遍落后，由之所致的汞污染尤为严重。据估算，2000年中国燃煤汞排放量约在300t左右，大气排放量约在161～220t之间。有关测定表明，重庆、北京、长春、沈阳等工业城市大气汞含量是纽约布鲁克林、曼哈顿市区的数倍甚至上百倍，在采暖期城市大气中更为严重。国际社会有倾向认为中国是汞排放最严重的国家之一，而燃煤很可能对人为汞排放的贡献率超过40% 。因此，减少和控制燃煤汞排放迟早会成为我国社会经济发展将面临的巨大压力。

1 吸附法脱除燃煤烟气汞

燃煤汞排放控制研究范围包括：烟气组分中汞的形态分布与转化、燃煤过程及烟气中汞的单相和多相反应机理、汞形态的测量、烟气中汞的脱除技术等。任建莉等研究发现，煤燃烧时汞大部分随烟气排入大气，进入飞灰和底灰的只占小部分。飞灰中汞约占23.1%～26.9% ，烟气中汞占56.3%～69.7% ，进入底灰的汞仅占约2% 。飞灰和底灰中的汞在环境中稳定性较好，不易溢出，危害性小，而以气相随烟气进入大气中的汞，特别是单质汞，可通过呼吸道进入人体，或通过干、湿沉降大范围地污染土壤和地表水体，通过食物链进入人体，危害健康。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。

对于燃煤烟气汞的排放控制，研究者们提出了各种各样的控制方法，包括以活性炭吸附为代表的吸附法，利用现有脱硫装置或除尘装置的除汞法，电晕放电等离子体法、电催化氧化联合处理法等。利用现有脱硫或除尘装置除汞，投入资金虽小，但脱汞效率不高，如湿法脱硫装置( WFGD )可以将烟气中 80%～95%的可溶于水的 Hg2+除去，但对于不溶于水的HgO捕捉效果不好。据美国能源部( DOE )和 EPRI在电站的现场测试，WFGD 对烟气中总汞的脱除率在10%～80%范围内。烟气中的飞灰、HCl和NO X 影响 HgO转化为 Hg2+的转化率，由此影响 FGD 的除汞能力。除尘装置可以部分捕集飞灰中的汞，捕集效率取决于除尘器对微粒颗粒的捕集率，因为飞灰中90%以上的汞存在于 <0.125 mm 粒径的飞灰微粒上。因此单靠现有脱硫和除尘设备脱汞效率不高。

如何提高脱汞效率，又能够充分与这些设备结合?一种经济有效的方法是采用吸附法技术脱汞。研究表明，很多物质能吸附烟气中的汞，如活性炭、含有未燃尽碳的飞灰、钙类物质 ( CaO 、 Ca ( OH )2 、 CaCO 3 、CaSO 4 ˙ 2H 2 O )、矿石类物质(沸石、蛭石、高岭土、膨润土等)、钛类物质( TiO2 )、贵重金属类物质(如金银等)，都能不同程度地吸附烟气中的汞，而且经过一些化学改性和催化处理，还可显著改善对汞的吸附特性。这方面的研究是近年来汞污染控制的研究热点，研究成果很多。

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我国大气汞污染及减排政策研究

原标题：吸附法脱除燃煤烟气汞

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