工業燃煤鍋爐煙氣汞的處理

黃秀燈

摘 要：簡單介紹燃煤煙氣脫汞技術現狀，基于現有工業鍋爐煙氣污染物的處理設備進行脫汞效果的研究，江門某企業的15t/h的鏈條爐采用“干式靜電除塵+濕法同步脫硫脫硝+濕式靜電除塵”技術路線對鍋爐煙氣的污染物進行治理，對煙氣中的汞去除有很好的去除效果。其中，脫硫工藝對汞的處理效率為9%，濕法靜電工藝對汞的處理效率為52.1%，濕法靜電除塵裝置的采樣口汞的濃度為0.0042mg/m3。

關鍵詞：工業鍋爐；煙氣脫汞；脫汞技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.014

0 前言

我國的原煤汞含量在0.1-5.5mg/ kg之間，平均為0.22mg/kg，高于世界平均水平約0.09mg/kg，煤的燃燒是大氣汞污染的主要來源。2014年，國家新頒布的《鍋爐大氣污染物排放標準》（GB13271-2014）提出了汞及其化合物的濃度排放限值≤0.05mg/m3?？芍瑖覍θ济哄仩t煙氣的金屬汞排放的重視，本文通過對煙氣汞的形態論述、脫汞工藝的論述及工程實際的檢測來論述燃煤鍋爐煙氣汞的處理。

1 燃煤煙氣汞污染的危害

1.1 燃煤鍋爐汞的存在形態

燃煤煙氣中的汞主要以單質汞（Hg0） 、二價汞（Hg2+）、顆粒汞（Hg） 形式存在，由于單質汞熔點低，平衡蒸汽壓力高，不易水解，因此比二價汞更難去除。Kevin C.Galbreath等在研究過程中發現，鍋爐煙氣出口，溫度970℃，單質汞占了86%。

1.2 汞污染的危害

鍋爐燃煤過程中，燃料煤含有的汞燃燒過程中56.3～69.7%隨煙氣排放，成為大氣中汞的重要來源；23.1～26.9%進入飛灰，僅有2%進入灰渣，可見煤燃燒過程汞污染關鍵是煙氣中汞的排放。全世界每年從燃煤中逸出的汞總量達到3000 t 以上，進入生態環境的汞會產生長期的危害，大量的汞通過干沉降或濕沉降污染水體，生物反應后形成劇毒的甲基汞，在魚類和其他生物體內富集后循環進入人體，對人類健康造成極大危害。

2 燃煤煙氣脫汞技術現狀

目前燃煤煙氣中汞的控制技術一般分為燃燒前脫汞、燃燒中脫汞和燃燒后脫汞。燃燒前脫汞主要是利用洗煤技術及熱處理技術去除煤中的部分汞，但其工藝簡單對汞的去除量不大；燃燒中脫汞主要是利用改進燃燒方式，在降低NOx的同時抑制一部分汞的排放，其中流化床燃燒器對控制汞的排放有一定的作用，但國內外關于燃燒中脫汞的研究較少；燃燒后煙氣脫汞是煙氣汞控制技術的主要方式，其不但脫汞效率高，而其易于吸收劑和吸附劑的回收再利用，是目前研究最多的煙氣汞處理方法，主要有吸附劑法，催化氧化法和利用現有煙氣處理設備。[1-3]

3 利用現有煙氣處理設備協同脫汞

3.1 工藝流程（見圖1）

3.2 脫汞機理

3.2.1 飛灰吸附

煙氣中的顆粒態汞主要吸附在飛灰當中，這部分的固相汞可被靜電除塵或布袋除塵器在除塵清灰過程中去除。

3.2.2 Hgo的氧化

濕法臭氧脫硝過程中，O3對NO進行氧化的同時，還可有效地促進了Hgo的氧化，煙氣中Hgo被轉化成Hg2+，Hg2+易溶于水。

3.2.3 鈣基吸收

煙氣的Hg2+一般以HgCl2的形態存在，HgCl2易溶于水。在濕式脫硫塔中，采用鈣基類物質進行脫硫，美國EPA通過采用鈣基類物質對單質汞的脫硫效率進行研究，發現Ca（OH）2、CaO對Hg2+具有很好的吸附效果。

3.3 工程實施

江門市某企業的15t/h的鏈條爐煙氣量為20000m3/h，采用“干式靜電除塵+濕法同步脫硫脫硝+濕式靜電除塵”技術路線對鍋爐煙氣的污染物進行治理。2016年1月14日委托華測檢測（CTZ）對利用現有煙氣處理設備脫汞效果進行檢測，檢測報告編號為，冷原子吸收分光光度法檢測煙氣中汞含量的檢測報告（表1-表5）。

4 處理效果及結論

干式靜電除塵采樣口排放速率為7.8×10 -5kg/h；脫硫處理后采樣口排放速率為7.1×10 -5 kg/h；濕法靜電除塵采樣口排放速率為3.4×10 -5 kg/h。由于處理前與處理后煙氣流量不同，處理效率是用前后變化的排放速率計算得到的。脫硫工藝處理效率為9%，濕法靜電工藝處理效率為52.1%。

通過利用現有的煙氣處理技術進行協同脫汞，整個工藝流程對汞的脫除有一定的效果。其中，脫硫工藝對汞的處理效率為9%，濕法靜電工藝對汞的處理效率為52.1%，脫硫工藝對汞的處理效率不高，而濕法靜電除塵工藝對汞的脫除比較好。濕法靜電除塵裝置的采樣口汞的濃度為0.0042mg/m3，符合國家燃煤鍋爐大氣污染物排放標準，因此使用原有的煙氣凈化裝置，通過技術的組合，便可將汞有效地控制在排放標準之內。

5 存在問題與展望

（1）利用現有的鍋爐煙氣處理技術“干式靜電除塵+濕法同步脫硫脫硝+濕式靜電除塵”對汞進行協同處理，處理后的煙氣的汞及其化合物濃度遠遠低于國家燃煤鍋爐大氣污染物排放標準。

（2）處理后廢水中含汞及其化合物，此部分的廢水需進行處理，需有待研究。

參考文獻：

[1]毛吉獻，王凡等.燃煤煙氣脫汞技術研究進展[J].能源環境保護，2010（24）：1-5.

[2]趙毅，馬宵穎.現有煙氣污染控制設備脫汞技術[J].中國電力，2009（42）：77-79.

[3]陸玉，韓粉女.燃煤煙氣脫汞技術的現狀及進展[J].工業安全與環保，2013（39）：32-34.