燃煤电厂烟气脱汞技术综述
燃煤电厂脱汞新技术介绍 (1)
摘要： (1)
关键词：燃煤脱汞技术 (1)
1、汞在煤中的存在形态和危害 (1)
2、烟气中汞的形态分布 (1)
3、燃煤电厂脱汞技术研究现状 (2)
3.1 燃烧前脱汞 (2)
3.2 燃烧中脱汞 (2)
3.3 燃烧后脱汞 (2)
4、利用现有的烟气控制设备脱汞 (3)
4.1 烟气循环流化床反应器 (3)
4.2 除尘设备 (4)
4.3 脱硫设施 (4)
5、化学沉淀法脱汞 (5)
5.1 碘化钾溶液洗涤法 (5)
5.2 氯化法 (6)
5.3硫化钠法 (6)
5.4化学氧化法脱汞 (6)
6、其他方法脱汞 (6)
6.1紫外线照射烟气脱汞技术 (6)
6.2光催化氧化技术 (7)
7、结论 (7)
参考文献 (8)
燃煤电厂脱汞新技术介绍
摘要：
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%。燃煤电厂汞的排放占主要地位。目前，在现有排放标准的基础上，现行的控制技术已基本解决了烟尘、SOx 和NOx的排放问题，相应的大气污染物控制设备也得到广泛应用。相比较而言，由于烟气中的汞排放浓度一般只有10 μg/m3左右，汞的危害与控制技术研究一度遭到忽视。2010年我国原煤消耗31.8亿吨，是2000年的2.41倍，其中电煤消耗18亿吨。由于煤炭是中国的主要一次性能源，而在煤炭利用过程中，会有大量的汞被释放到大气中。因此，研究燃煤电厂汞污染问题显得十分重要。
关键词：燃煤脱汞技术
1、汞在煤中的存在形态和危害
对于煤中汞的存在形式,许多学者都进行了研究。Finkelman在煤中发现了含汞的硫化物和硒化物,Ca-hill和Shiley发现煤中方铅矿含汞,Dvornikov还提出煤中汞主要以辰砂、金属汞和有机汞化合物形式存在。煤在地质化学中被归为亲硫元素,因而煤中汞主要存在于黄铁矿(FeS2)和朱砂(HgS)中,煤中的汞主要存在于无机矿物质中。我国储煤中汞的分布不均，而且煤种、产地不同，汞的含量差别也很大，大约在0.308～l5.9mg/kg之间，其中，褐煤中汞的含量通常较少。煤中汞的存在形态可分为无机汞、有机汞，其中无机汞由于其较强的亲硫特性而主要分布在黄铁矿中。
人体对汞具有一定的解毒和排毒能力，微量的汞在人体内不致引起危害。汞毒可分为金属汞、无机汞和有机汞三种。金属汞、无机汞化合物对人体威胁较小，有机汞化合物的毒性最大。金属汞和无机汞损伤肝脏和肾脏，但一般不在身体内长时间停留而形成累积性中毒。金属汞蒸气有高度的扩散性和较大的脂溶性，侵入呼吸道后可被肺泡吸收的量很高并可经血液运至全身，在器官内被氧化而对人体造成损害。有机汞不仅毒性高，能伤害大脑，而且比较稳定，在人体停留的时间长，所以即使剂量很少也可累积致毒。环境中的汞可被微生物作用转化为有机态，并被生物富集，再通过食物链进入人体，危害巨大。
图1燃煤汞排放的迁移过程
2、烟气中汞的形态分布
煤燃烧过程中，大部分的汞随着烟气排入大气，小部分残留在底灰和熔渣中。烟气中汞主要以元素汞(Hg0)、化合态态汞(Hg+和Hg2+)和颗粒态汞(HgP)三种形态存在。在通常的炉
膛温度范围内，煤中的汞几乎全部以Hg0的形式进入烟气。伴随着烟气的冷却，部分Hg0与其他燃烧产物及烟气成分相互作用，转化为氧化态汞和颗粒态汞。
元素汞是环境大气中汞的主要存在形式，具有较高的挥发性和较低的水溶性，极易在大气中通过长距离传输形成全球性汞污染。进入大气后，Hg2+和HgP的停留时间只有几天，但Hg0可以再大气中停留1年以上，因此Hg0是最难控制的形态之一。氧化态汞可溶于水，也易于被颗粒物所吸附，因此易于被常规污染控制设备捕集和控制。颗粒态汞绝大部分也可被除尘、湿法脱硫等烟气净化装置捕集去除。
图2 煤中汞在燃烧过程和烟气中的可能转化途径
3、燃煤电厂脱汞技术研究现状
目前，燃煤汞污染控制技术的研究主要集中在三个方面：燃烧前脱汞、燃烧中脱汞和燃烧后脱汞（即烟气脱汞）。其中以燃烧后脱汞技术的研究最为广泛。
3.1 燃烧前脱汞
燃烧前脱汞属于对源的控制，大大减少了汞进入燃烧过程的量，主要包括洗煤和热解技术。洗煤技术是一种简单而低成本的降低汞排放的方法，采用先进的物理化学洗煤技术，汞的脱除率可达64.5%。目前，发达国家的原煤入洗率已经达40%~100%，而我国只有22%，因此，我国应尽快提高原煤入洗率。热解法脱汞则是利用汞的高挥发性，在不损失碳素的温度条件下，使烟煤温和热解把汞挥发出来。比较这两种工艺，洗煤脱汞工艺相对成熟，热解脱汞工艺尚处于实验室研究阶段，有待进一步研究。
3.2 燃烧中脱汞
关于燃烧中脱汞技术的研究很少，但针对其他污染物采用的一些燃烧控制技术对汞的脱除具有积极的作用。主要方法包括：流化床燃烧、低氮燃烧和炉膛喷入吸附剂法。流化床燃烧有较长的炉内停留时间，使得微颗粒吸附汞的机会增加，更有利于气态汞的沉降。另外，流化床燃烧操作温度相对较低，导致氧化态汞含量增加，又抑制了氧化态汞重新转化成HgO，在后续净化设备中更易被去除。低氮燃烧法同样是由于其操作温度较低，增加了烟气中氧化态汞的含量。炉膛喷入吸附剂法则是针对Hg2+容易被吸附去除的机理，不同气体和碳以不同比例存在时对汞的去除率的影响，研制某种催化剂，促使HgO氧化成Hg2+，从而控制汞污染。
3.3 燃烧后脱汞
燃烧后脱汞（烟气脱汞）是电厂汞污染控制技术的研究重点，主要包括两方面：一是脱
汞吸收剂的开发；二是对现有污染控制设备进行一定程度的改进，使其具有脱汞性能，实现脱硫脱硝脱汞一体化。高效经济的吸附剂研制是吸附脱汞的重要研究内容，这些吸附剂包括碳基类吸附剂（活性炭及改性活性炭、飞灰、活性炭纤维等）、钙基类吸附剂（CaO、Ca(OH)2、CaCO3、CaSO4·2H2O 等）、矿物类吸附剂（沸石、蛭石、高岭土、膨润土、硅土等）、金属类吸附剂（Fe2O3/TiO2、V2O5/TiO2等金属氧化物吸附剂、Pd、Pt、Au 等贵重金属材料）以及一些新型吸附剂。
4、利用现有的烟气控制设备脱汞
4.1 烟气循环流化床反应器
IPE循环流化床脱硫脱硝脱汞技术是基于氧化吸收原理开发的工艺，通过塔外氧化剂与塔内氧化剂将烟气中NO氧化为NO2和N2O3,HgO氧化成Hg2+，通过钙基吸收剂(生石灰等)，利用酸碱反应及循环流化床内气固传质(循环流化床具有强烈的湍流扰流效应，能有效加强气固传质，可以很好保证对多种气体污染物脱除效率)，在水的作用下，吸收烟气中的酸性气体SO2, NO2,(N2O3)，同时借助循环流化床反应塔及除尘设备可有效脱除烟气中的Hg2+。
IPE循环流化床半干法联合脱硫脱硝脱汞主要工艺流程为含有SO2 , NO和Hg的烟气经预除尘后，进入循环流化床反应塔，利用塔前烟道喷入的气相氧化剂及反应塔内喷入的固态氧化剂，将烟气中NO氧化为易溶于水的NO2,(N2O3)，HgO氧化为易溶于水的Hg2+。生石灰由反应塔下部喷入，同时根据进入反应塔烟气温度，喷入雾化水，一方面调节反应塔温度，另一方面促进生石灰与SO2, NO2,(N2O3)的吸收。生石灰与烟气反应后一起进入外置分离器，被分离器气固分离后一部分灰导入灰斗排至灰场处理，另一部分经返料装置重新进入循环流化床反应塔，固体颗粒在反应塔和分离器之间往复循环，可有效提高生石灰与固态氧化剂利用率。经外置分离器的烟气最后经布袋除尘器进一步净化后排入大气。
具体工艺流程见下图。
4.2 除尘设备
1) 静电除尘器
以颗粒态形式存在的汞比例较低,且这部分汞大多存在于亚微米级颗粒中,而一般的电除尘器对该粒径范围内的颗粒脱除效果较差,因此电除尘器的除汞能力有限。
2) 布袋除尘器
布袋除尘器在脱除高比电阻粉尘和细粉尘方面有独特效果。由于细颗粒上富集了大量的汞,因此布袋除尘器有很大潜力,能够除去约70%的汞。但由于受烟气高温影响,同时袋式除尘器自身存在滤袋材质差、寿命短、压力损失大、运行费用高等局限性,限制了其使用。
4.3 脱硫设施
4.3.1湿式脱硫装置脱汞
WFGD系统对汞的脱除主要由2个因素决定:脱硫浆液对氧化态汞的吸附以及由于氧化态汞的还原而导致汞的再释放。
4.3.1.1脱硫浆液对氧化态汞的吸收
烟气中的Hg2+最终通过以下途径被脱硫浆液吸收，固定于脱硫液的液相或固相中。
(1)与氯离子反应生成络合物HgCl-很容易溶于水，在Cl-的存在下，发生以下反应，使汞固定于液相中
(2)与H2S或硫化物反应生成沉淀，在有H2S或硫化物存在的情况下汞会与之发生沉淀反应。
(3)硫酸汞在水中会发生水解反应
4.3.1.2脱硫浆液对氧化态汞的还原
脱硫浆液对氧化态汞的还原现象最初由英国B&W公司在强化WFGD系统汞去除性能的研究中发现，在某些条件下，己经被脱硫浆液捕集的氧化态汞又以元素态汞的形态排出。氧化态汞被还原为元素汞的途径主要有以下几种。
(1)金属离子M(如铁、锰、镍、钻等)与Hg2+反应使之还原:
（2）与亚硫酸氢盐反应
（3）与亚硫酸盐反应
4.3.2 脱硝装置SCR催化氧化汞
在SCR反应器中，在HCl和单质汞反应的同时，有汞的氧化副反应发生。烟气中HCl 本身不具备较强的氧化能力，但催化剂(V2O5—WO3(M0O3)／TiO2)能够通过Deacon反应在O2的作用下将HCl催化氧化成C12，Ca-Deacon反应如下[50]：
4HCl+O2—2H2O+2Cl2
通过上式反应形成的C12及相关联的Cl原子是Hgo迅速大量被氧化成Hg2+的主要原因[51]，反应如下：
Hg o+C12→HgCl2
Hg o+2C1-→HgCl2
HgO机理理论认为SCR在催化过程中，首先是将烟气中的Hgo吸附，并在V2O5的催化作用下被O原子氧化成中间体(HgO)后，迅速与HCl反应形成HgCl2，反应过程如下：H0吸附+O→Hg o吸附(催化条件：V2O5，式中氧来自于O2分解)
HgO吸附+2HCl→HgCl2+H20
综上可知，SCR系统对烟气中HgO的形态转化的影响，主要是通过其催化剂催化作用，使烟气中HCl和O2形成具有强氧化性的C12及相关联的Cl原子或O原子而作用于H0，最终反应形成HgCl2。
5、化学沉淀法脱汞
5.1 碘化钾溶液洗涤法
在充满瓷环填料的吸收塔上方用碘化钾溶液喷淋，使瓷环表百经常保持一层液膜，吸收液从塔下方流出，再用泵打上塔顶，如此不停地循环。含汞烟气从塔下方进入，穿过填料与吸收液接触进行络合反应。除汞后尾气从塔上卫排出。循环吸收液定量地引出进行电解脱汞，脱汞后溶液再返回吸收系统，使吸收液中碘和汞浓度经常保持稳定。含汞烟气进入脱汞塔,
与塔内的碘化钾溶液接触,生成碘汞络合物,从而将烟气中的汞除掉。此法可达到97%的脱汞率。
5.2 氯化法
该法由挪威公司开发。烟气进入脱汞塔,在塔内与喷淋的HgCl2溶液逆流洗涤,烟气中的汞蒸气被HgCl2溶液还原生成Hg2Cl2沉淀。将生成的部分Hg2Cl2沉淀用Cl2氧化,再生成HgCl2溶液以便循环使用。
5.3硫化钠法
该法为日本开发。烟气进入洗涤塔,洗涤塔内喷入硫化钠溶液,95%~98%(体积分数)的汞与硫化钠生成硫化汞沉淀而得以分离。
5.4化学氧化法脱汞
在烟气进入脱硫塔前,加入某种催化剂,如靶类、碳基类物质,可促使Hg0氧化成Hg2+,从而提高汞的脱除率。
6、其他方法脱汞
6.1紫外线照射烟气脱汞技术
美国国家能源技术实验室采用模拟燃煤烟气,研究了紫外线照射烟气脱汞技术。这种特定波长的紫外线能促进汞与烟气中其他组分发生反应,生成硫酸亚汞和氧化汞,然后通过除尘器除去,脱除率达到70%。但该技术的投资比活性炭喷射法还要高,给推广带来了困难。美国Powerspan公司开发的电子催化氧化法(ECO),能同时对NOx,SO2、汞、小颗粒物质及其他痕量元素进行控制。
公认的紫外光氧化单质汞的机理如下。波长为254nm的低压汞灯能够释放出大量光量子，单质汞吸收光子发生光化学反应形成激活态单质汞(Hg*):
随后，激发态Hg*与O2反应，将光子转移给O2，使其转变为激发态O2*：
激发态O2*再与O2发生光化学反应,生成两个重要的氧化剂O3和O，它们对单质汞的氧化起着至关重要的作用：
形成的O可以再和反应生成将Hg氧化为HgO或直接与Hg反应将其氧化
以上反应可以写成如下总反应式：
同时，汞在紫外光作用下还可以与烟气中HCl、NO2、CO2、SO3、水蒸气发生如下一些副光化学反应
6.2光催化氧化技术
光催化氧化技术，是针对现有WFGD设备中，Hg2+的脱除效率较高而Hg0脱除效率甚低的现象而开发的将Hg0氧化处理的新技术。利用紫外光(UV)照射含有TiO2的物质，使烟气通过时，发生光触媒催化氧化反应，将Hg0氧化为Hg2+，便于后面在湿式FGD设备中被吸收，提高总汞的脱除率。该技术目前尚处于试验开发阶段，需要进一步深入研究。
当光催化剂(例如TiO2)受到波长小于387.5 nm紫外光照射后，价带上的电子被激发跃迁至导带，在价带上留下相应的空穴，产生电子-空穴对。与金属不同，半导体能带间缺少连续区域，电子-空穴对一般有皮秒级寿命，足以使光生电子-空穴对经由禁带向来自溶液或气相的吸附在表面的物种转移电荷。多数场合里，光催化反应都离不开空气和水。因为氧气或水分子与光生电子-空穴反应，产生化学性质极为活泼的自由基基团，如超氧负离子或羟基自由基，具有较强的氧化性，能够将Hg0氧化成Hg2+，从而得以脱除。主要反应途径如下：
整个光催化反应里程可以用下图表示。
7、结论
燃煤电厂作为最主要的人为大气汞污染排放源，其产生的汞污染问题已经受到越来越广泛的关注，对燃煤电厂汞排放控制技术进行研究和发展，以达到控制减排目标十分重要和迫切。环保部颁布实施的《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223-2011）已经明确规定燃煤发电锅炉汞及其化合物排放控制标准。做好燃煤电厂汞污染排放控制工作，可以对优先控制行业从汞排放浓度和排放总量两方面加以控制；增加用煤洗选比例，降低燃煤中汞含量；研制高效经济的催化剂，提高汞的脱除效率；充分利用现有污染控制设备对汞进行协同脱除，减少投资费用，走复合式污染控制之路。
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燃煤烟气中单质汞的净化脱除
燃煤烟气中单质汞的净化脱除 王建英,贺克雕,马丽萍 (昆明理工大学环境科学与工程学院,云南昆明650093) 摘要:总结了燃煤烟气中汞污染控制的技术原理、技术特点、研究现状及进展情况,对比了 烟气中较难脱除的单质汞(H g O )污染控制技术的优缺点,概述了烟气中单质汞脱除方法,展望了蛭石黏土类矿物对燃煤烟气中汞的吸附脱除方面的应用潜力,提出了对燃煤烟气中单质汞吸附净化的研究思路。关键词:汞;燃煤烟气;脱除中图分类号:X701文献标识码:A 文章编号:1006-8759(2007)03-0005-03 REMOVAL OF E L EMENTAL MERCUR Y FR OM COAL COMBUSTIO N FL UE GAS W ANGJian -y in g ,HE K e -diao ,M A Li -p in g (Facult y o f Envir onmental Science and En g nieerin g ,K unmin g Univ er sit y o f Science and T echnolo gy ,K unmin g 650093,China ) Abstract :In this p a p er ,the p rinci p le ,technolo g ical characteristic ,p resent condition and the p ro g ress of m ercur y from flue -g as combustion w ere summ arized.T he research m ethods and technical devel 2o p m ent H g rem oval w ere also introduced ,advanta g e and disadvanta g e of the technical for re 2 m ovin g sin g le q ualit y m ercur y (H g O )w ere com p ared ,which w as the m ost difficult com p onent to be rem oved from fuel g as.T hen the p ros p ect of m ercur y (H g O )adsorbed on cla y such as verm iculite w as p ut forw ard.T his m a y becom e a new m ethod for m ercur y p ollution control of coal combustion g as.K e y w ords :m ercur y ;coal combustion flue g as ;rem oval 图1 燃煤汞排放的迁移过程 0引言 汞是煤中一种痕量元素,在煤燃烧过程中会排入大气,对环境、人体产生极大的危害。有关汞对环境及人体的影响有相当多的文献记载[1～3]。汞经由燃煤过程的迁移、转化己成为它在生物圈内循环的一个重要途径[4](如图1所示)。 造成汞环境污染的来源主要是天然释放和人为两个方面。其中,每年燃煤汞的排放占人类活动汞排放的较大部分。以美国为例[5],美国每年汞的排放量占全世界向大气排放汞总量的3%,大约 收稿日期:2007-01-04 基金项目:云南省教育厅科学基金资助项目。 第一作者简介;王建英(1979-),女,河南商丘人,昆明理工大学硕士生,主要研究方向:大气污染控制工程。 综述与专论 能源环境保护 Ener gy Environmental Protection V ol.21,N o.3Jun.,2007 第21卷第3期2007年6 月
汞性质简介
土壤中汞的背景值为0.01～0.15 μg/g。除来源于母岩以外，汞主要来自污染源，如含汞农药的施用、污水灌溉等，故各地土壤中汞含量差异较大。来自污染源的汞首先进入土壤表层。土壤胶体及有机质对汞的吸附作用相当强，汞在土壤中移动性较弱，往往积累于表层，而在剖面中呈不均匀分布。土壤中的汞不易随水流失，但易挥发至大气中，许多因素可以影响汞的挥发。土壤中的汞按其化学形态可分为金属汞、无机汞和有机汞，在正常的pE和pH 范围内，土壤中汞以零价汞形式存在。在一定条件下，各种形态的汞可以相互转化。进入土壤的一些无机汞可分解而生成金属汞，当土壤在还原条件下，有机汞可降解为金属汞。一般情况下，土壤中都能发生Hg2+===Hg2++HgO反应，新生成的汞可能挥发。在通气良好的土壤中，汞可以任何形态稳定存在。在厌氧条件下，部分汞可转化为可溶性甲基汞或气态二甲基汞。 阳离子态汞易被土壤吸附，许多汞盐如磷酸汞、碳酸汞和硫化汞的溶解度亦很低。在还原条件下，Hg2+与H2S生成极难溶的HgS；金属汞也可被硫酸还原细菌变成硫化汞；所有这些都可阻止汞在土壤中的移动。当氧气充足时，硫化汞又可慢慢氧化成亚硫酸盐和硫酸盐。以阴离子形式存在的汞，如HgCl3-、HgCl42-也可被带正电荷的氧化铁、氢氧化铁或黏土矿物的边缘所吸附。分子态的汞，如HgCl2，也可以被吸附在Fe,Mn的氢氧化物上。Hg(OH)2溶解度小，可以被土壤强烈的保留。由于汞化合物和土壤组分间强烈的相互作用，除了还原成金属汞以蒸气挥发外，其他形态的汞在土壤中的迁移很缓慢。在土壤中汞主要以气相在孔隙中扩散。总体而言，汞比其他有毒金属容易迁移。当汞被土壤有机质螯合时，亦会发生一定的水平和垂直移动。 汞是危害植物生长的元素。土壤中含汞量过高，它不但能在植物体内积累，还会对植物产生毒害。通常有机汞和无机汞化合物以及蒸气汞都会引起植物中毒。例如，汞对水稻的生长发育产生危害。中国科学院植物研究所水稻的水培实验表明，采用含汞为0.074 μg/mL 的培养液处理水稻，产量开始下降，秕谷率增加；以0.74 μg/mL浓度处理时，水稻根部已开始受害，并随着试验浓度的增加，根部更加扭曲，呈褐色，有锈斑；当介质含汞为7.4 μg/mL时，水稻叶子发黄，分蘖受抑制，植株高度变矮，根系发育不良。此外，随着浓度的增加，植物各部分的含汞量上升。介质浓度为22.2 μg/mL时，水稻严重受害，水培水稻受害的致死浓度为36.5μg/mL。但是，在作物的土培实验中，即使土壤含汞达18.5 μg/g，水稻和小麦产量也未受到影响。可见，汞对植物的有效性和环境条件密切相关。不同植物对汞的敏感程度有差别。例如，大豆、向日葵、玫瑰等对汞蒸气特别敏感；纸皮桦、橡树、常青藤、芦苇等对汞蒸气抗性较强；桃树、西红柿等对汞蒸气的敏感性属中等。 汞进入植物主要有两条途径：一是通过根系吸收土壤中的汞离子，在某些情况下，也可吸收甲基汞或金属汞；其次是喷施叶面的汞剂、飘尘或雨水中的汞以及在日夜温差作用下土壤所释放的汞蒸气，由叶片进入植物体或通过根系吸收。由叶片进入到植物体的汞，可被运转到植株其他各部位，而被植物根系吸收的汞，常与根中蛋白质发生反应而沉积于根上，很少向地上部分转移。 植物吸收汞的数量不仅决定于土壤含汞量，还决定于其有效性。汞对植物的有效性和土壤氧化还原条件、酸碱度、有机质含量等有密切关系。不同植物吸收积累汞的能力是有差异的，同种植物的各器官对汞的吸收也不一样。植物对汞的吸收与土壤中汞的存在形态有关。 土壤中不同形态的汞对作物生长发育的影响存在差异。土壤中无机汞和有机汞对水稻生长发育影响的盆栽实验表明，当汞浓度相同时，汞化合物对水稻生长和发育的危害为：醋酸苯汞＞HgCl2＞HgO＞HgS。HgS不易被水稻吸收。即使是同一种汞化合物，当土壤环境条件变化时，可以不同的形态存在，对作物的有效性也就不一样。
烟气汞污染及控制.
烟气汞污染及控制 1 前言 汞是煤中最易挥发的重金属元素之一，大气中的汞可以通过呼吸作用随气体进入人体，也可以沿食物链通过消化系统被人体吸收，对人体的危害极大。随着世界各国对大气中汞污染问题的日益关注，燃煤烟气中排放的汞已成为目前我国迫切需要解决的一个重大环境问题。2003 年我国人为汞排放量为250 t，其中约有39%来源于煤的燃烧[1]。2005 年我国电站燃煤锅炉气态汞总排放量约为147 t，固态汞排放量约为47 t，总汞排放量约占世界燃煤汞排放量的10%左右[2]。因此如何有效地控制燃煤过程中汞的排放已经成为一个亟待解决的问题。 2 现有烟气脱汞技术与进展 2.1 利用现有污染控制设备脱除烟气中的汞 2.1.1 利用除尘设备除去烟气中的汞 目前电厂应用的除尘设备有静电除尘器（ESP）和布袋除尘器（FF），这些除尘设备在降低颗粒物排放的同时，能够在一定程度上减少汞的污染，去除率与烟气中汞的形态、除尘器类型等因素有关。相关研究表明，ESP 能除去烟气中小于20%的汞[3]。其对汞的吸附和脱除效果与飞灰中碳含量、颗粒粒径以及吸附于其表面的其他元素的物化特性等因素有关。和ESP 相比，FF 可以捕集几乎所有颗粒粒径大于0.1μm 的尘粒，所以其对烟气中汞的脱除效果更加良好。 ESP 和FF 能够有效脱除Hg(p)，但对Hg0和Hg 2的脱除率相对较
低，且脱除效果易受烟气特性的影响。因此仅仅依靠常规除尘设备来去除烟气中汞，还不能满足环境要求。目前，基于FF 或是ESP 的吸附剂喷入技术，能够有效地提高燃煤烟气中汞的脱除效率，是一种很有应用前景的脱汞方法，它主要是利用吸附剂的吸附性能，将烟气中的汞吸附在吸附剂上，然后被下游的除尘设备去除。基于FF 和ESP 的活性炭喷入技术去除烟气中汞有3 种方案[4]：（1）在除尘设备之前，直接向烟气中喷入活性炭；（2）在ESP 之后，对烟气进行喷淋冷却，然后喷入活性炭，用FF 收集吸附后的活性炭；（3）在空气预热器之后，对烟气进行喷淋冷却，然后在ESP 之前喷入活性炭。但此技术因投资费用较大且运行成本较高，电厂一般难以承受。 1.1.2 利用脱硫设备除去烟气中的汞 为了降低SO 2污染，新建电站都要安装脱硫设备，老的电站也在 逐步增加脱硫设备。这些脱硫设备在脱除硫的同时，也能够去除烟气中部分汞。L.Zhang 等[5]利用Ontario Hydro Method 方法，对中国6 家电厂的汞排放进行比较分析，发现湿法烟气脱硫（WFGD ）设备对Hg +2 的脱除效率可达78%，但仅能去除烟气中3.14%的Hg 0。WFGD 的汞脱除效率与汞的形态密切相关，而烟气中Hg +2所占比例变化很大，Hg +2含量越大，WFGD 设备的汞脱除效率越大。在WFGD 脱硫过程中，脱硫浆液pH 值、温度等对烟气中汞形态的转移也有影响作用，脱硫效率变化较大。鲍静静等[6]在脱硫剂中添加4O KMn 、Fenton 试剂、Na 2S 等 添加剂来提高WFGD 设备的脱汞效率，不同添加剂的效果有所不同，其中Na 2S 效果最为显著，主要原因是由于Na 2S 会分解产生S 0、S -2，
燃煤电站烟气中汞脱除与减排技术
收稿日期：2012-02-14 作者简介：张静怡（1977—），女，山西永济人，工程师，主要从事火电厂环境保护研究与咨询工作。 E-mail:zhangjingyi@https://www.sodocs.net/doc/6a9499082.html, 要经过选择性催化还原（SCR ）脱硝系统、除尘器和湿法烟气脱硫系统（见图2），这些现有的环保设施对汞的排放特性产生了不同的影响。 2.1SCR 脱硝系统的影响 根据美国中部某电厂采样测试结果[4]，SCR 脱 硝系统对烟气中汞的总量影响不大，但是部分元素态汞经过SCR 系统后发生了很大的变化，其与图2 汞从燃煤机组中排放 Fig.2Mercury emission from coal -fired power plants
第9期 总汞量之比由43.67%下降到14.41%。根据分析，这主要是SCR脱硝系统催化剂中V2O5和TiO2产生的作用，当烟气通过催化剂层时，部分元素态汞与烟气中的酸性气体（如HCl、HF等）、氯气反应，被氧化成了氧化态汞。总之，SCR系统可以提升氧化态汞的含量，从而提高下游设备的脱汞能力。 2.2除尘器的影响 现有的除尘器分为静电除尘器（ESP）和布袋除尘器（FF）2种。在美国，静电除尘器还分为高温侧静电除尘器和低温侧静电除尘器，本文讨论的主要是低温侧静电除尘器。除尘器对汞的脱除主要是将烟气中大部分颗粒态汞捕获，同时部分氧化态汞由于吸附在细颗粒物表面也被除尘器捕获。但是除尘器对元素态汞仍然无法脱除。 根据ICR对美国84个不同燃煤电厂进行的相关检测，静电除尘器对烟煤和次烟煤烟气中汞捕获率分别为46%和16%，布袋除尘器对烟煤和次烟煤烟气中汞捕获率分别为83%和72%。 除尘器对烟煤和次烟煤的脱汞效率呈现出很大差异的原因主要是煤种不同导致煤中氯含量不同[5]，煤中的氯可通过同相、异相或催化氧化等途径将烟气中的元素态汞氧化，因此煤中的氯含量越高，烟气中元素态汞的份额就会越少，除尘器的脱汞效率越高。 结合部分电厂的现场测试结果可以看出，布袋除尘器对汞脱除的能力明显高于静电除尘器。这是由于布袋除尘器几乎可以捕集0.1μm以上的尘粒，对5μm以上尘粒的捕集效率可达99%以上。而静电除尘器需通过强电场使灰尘颗粒带电，进而将其除去，因此静电除尘器对尘粒的比电阻值有很高的要求。而尘粒的比电阻值与尘粒的化学成分有很大关系，燃煤粉尘的主要成分是SiO2、Al2O3、K2O、Na2O等，SiO2和Al2O3质量分数大于85%的尘粒很难被除去[6]。 另一方面，除尘器脱除下来的飞灰中汞含量随飞灰残碳量的增加而增加[7]。这是由于烟尘中残留的碳具有吸附烟气中汞的能力，烟尘中碳含量增加，除尘设备对汞的捕获率也会增加。而在布袋除尘器中，气相中的汞与飞灰及其飞灰中含有的碳粒等固体物料之间存在更加密切的相接触。2.3脱硫系统的影响 目前大型燃煤机组的脱硫设施多为湿法脱硫系统。湿法脱硫系统能够有效去除易溶于水的氧化态汞（Hg2+），但是对元素态汞无控制作用。根据美国的测试结果，脱硫吸收塔对氯化物含量高的烟煤有脱汞效果，而对美国西部产的次烟煤则几乎无效。总体而言，原煤中的氯质量分数大于200×10-6时，湿法脱硫系统的净脱汞效率为40%～60%；氯质量分数大于400×10-6时，湿法脱硫系统的净脱汞效率大约为80%，而当氯质量分数小于100×10-6时，湿法脱硫系统的净脱汞效率为10%～20%。 另一方面，湿法脱硫系统对烟气中的氧化态汞有还原作用，可将其还原为元素态汞，这对湿法脱硫系统的脱汞效率产生了负面的影响。其原因是脱硫系统中的亚硫酸盐和亚硫酸氢盐具有还原性，能将氧化态汞还原为不溶于水的元素态汞[8]。其反应机理如下。 亚硫酸盐的氧化反应： SO32-+H2O→SO42-+2H++2e-，E0=0.2V（1）氧化汞被还原： Hg2++2e-→Hg0，E0=-0.85V（2）另外，金属离子（如铁、锰、镍、钴、锡等）也能与氧化态汞反应，使之还原[9]，其反应式如下：2M2++Hg2+→Hg0+2M3+（3） 3脱汞技术 目前的脱汞技术大体分为燃烧前处理和烟气脱汞2类。 3.1燃烧前处理技术 燃煤电厂燃烧前处理技术是指添加溴化剂的脱汞技术，它是在电厂输煤皮带上或给煤机里加入溴化盐溶液，或是将溴化盐溶液直接喷入锅炉炉膛。溴化物的填加可以有效增加烟气中氧化态汞的比例，配合SCR烟气脱硝系统，可以保证进入后续设备烟气中的氧化态汞有较高的比率，从而利用下游的除尘器和湿法脱硫系统进行汞脱除。采用炉前添加溴化物的方法能够有效利用烟气湿法脱硫装置控制汞的排放，最高的脱汞效率可以达到88%。而且喷射系统简单，成本低。但是，值得注意的是被控制的汞大部分都进入烟气湿法脱硫装置的排出物—— —石膏或废水里，需要二次处理，因此其应用受到限制。 3.2烟气脱汞技术 烟气脱汞是当前商业应用的主要脱汞工艺，主要的方法是在除尘器之前喷射吸附剂，常用的吸附剂为溴化活性炭，烟气中的汞首先被活性炭上的溴化物氧化，而后再被活性炭吸附，最后在除尘器中捕集下来。除尘器可采用静电除尘器或布袋除尘器。 在这种方法中，煤中的氯含量也会对脱汞效率产生很大的影响，安装静电除尘器的机组采用活性炭喷射方法脱汞测试结果表明，随着活性炭喷射量的增加，脱汞效率随之提高；燃用 张静怡：燃煤电站烟气中汞脱除与减排技术
底泥中汞的存在形态.
实验八底泥中汞的存在形态 一. 实验目的 1.了解形态分析的意义，学习测定底泥样品中各种形态汞的方法。 2.学习冷原子荧光测汞仪的使用方法。 二．实验原理 根据各种形态汞在不同浸提液中的溶解度,采用连续化学浸提法测定底泥中汞存在的水溶态,酸溶态(包括无机汞和甲基汞),碱溶态,过氧化氢溶态及王水溶残渣态. 由于汞沸点很低,易挥发,同时汞离子能定量地被亚锡离子还原为金属汞,因而可以使用测汞仪,在常温下利用汞蒸气对253.7 nm汞共振线的强烈吸收来测定溶液中的汞含量,吸收强度的大小与汞原子蒸气浓度的关系符合比耳定律。 三. 仪器与试剂 1. 仪器 (1) 测汞仪. (2) 恒温振荡器. (3) 离心机. (4) 酸度计. (5) 细口反应瓶:100mL. (6) 玻璃注射器:20mL. 2.试剂 (1) 汞标准溶液:准确称取0.1354 g氯化汞(分析纯)溶于50mL 10%H2SO4及10mL 1% K2Cr2O7溶液中,用去离子水稀释至1000mL,得到0.1mg/mL的汞标准储备液.吸取此标准储备液5.0mL,加入50mL 10%H2SO4及10 mL 1%K2Cr2O7溶液,用去离子水稀释至1000mL,得0.5mg/L的汞标准溶液. (2) 溴化剂:溴酸钾(0.1mol/L)-溴化钾(1%)溶液. (3) 盐酸羟胺(12%)-氯化钠(12%)溶液. (4) 10%SnCl2溶液. (5) 盐酸溶液:0.2mol/L. (6) 1%硫酸铜溶液. (7) 1%氢氧化钾溶液. (8) 30%过氧化氢. (9) 王水. (10) 5%硝酸. (11) 盐酸:1:1. (12) 浓盐酸. 四. 实验步骤 1. 标准曲线的绘制 取0.5mg/L的汞标准溶液0.2,0.3,0.4,0.5,0.6mL分别加到100mL细口反应瓶中,再加入5%的HN03溶液使体积为19mL,然后加入1.0mL 10%SnC12溶液,加盖橡胶反口塞,摇动10 min后,用20mL注射器取出10mL气体,注入吸收池中,测定透光率.根据汞含量与透光率的关系,绘制标准曲线. 2. 不同形态汞的浸提方法 (1) 水溶态汞(氯化物,硝酸盐和硫酸盐)的浸提方法:准确称取19风干泥样品于50mL离心管中,加入10mL去离子水,在恒温振荡器上振荡30 min,离心分离,吸取上清液于25mL容量瓶中.
脱汞综述
脱汞技术综述 摘要：中国式全球范围内汞污染最为严重的地区之一，汞在烟气及大气中的存在方式有三种：元素态汞（Hg0），氧化态汞（Hg+、Hg2+）可颗粒态汞（Hg（p）），汞的存在形式影响其去除效率，本文综述了各种汞的去除方法，详细介绍了燃烧后脱汞的方法及研究现状。 关键词：脱汞；颗粒态汞；氧化态汞；元素态汞； 1.前言 汞是煤中一种痕量元素，在煤燃烧过程中会排入大气，对环境、人体产生极大的危害。有关汞对环境及人体的影响有相当多的文献记载，燃煤锅炉作为造成环境汞污染的主要人为排放源，已经在世界范围引起广泛关注。世界范围内煤中汞含量一般在0.012-0.33mg/kg，平均汞含量约为0.13mg/kg，我国煤中汞的平均含量为0.22mg/kg，我国是一个产煤大国。 2.1汞在煤中的存在形式 煤中汞的存在形式是影响汞排放的重要因素。对于煤中汞的存在形式,许多学者都进行了研究。煤中汞的形态可分为无机汞和有机汞，煤在地质化学中被归为亲硫元素,因而煤中汞主要存在于黄铁矿(FeS2)和朱砂(HgS)中,煤中的汞主要存在于无机矿物质中。 2.2汞在烟气中的存在形式 汞脱除的有效性取决于汞的形态分布，目前认为，在煤燃烧烟气中，汞存在3中基本形态：元素态汞（Hg0），氧化态汞（Hg+、Hg2+）可颗粒态汞（Hg（p））。Hg+烟气及大气中极不稳定，极易转化为二价汞，而Hg2+易溶于水可以被湿式烟气脱硫装置脱除，Hg（p）可以通过常规的污染物控制设备去除，所以氧化态及颗粒态汞比较容易被去除。由于Hg0的高挥发性及在水中的难溶性，在大气中的平均停留时间长达半年至两年，现有的烟气净化设备很难将其去除。因此，燃煤烟气脱汞的关键就是Hg0的脱除。 1.燃烧过程的脱汞 目前燃煤烟气脱汞技术主要分为燃烧前脱汞、燃烧后脱汞以及燃烧后尾部烟气脱汞，其中燃烧后脱汞技术的研究最为广泛。 3.1燃烧前脱汞 燃烧前脱汞属于对源的控制，大大减少了汞进入燃烧过程的量，主要包括洗煤和热解技术。洗煤技术是一种简单而低成本的降低汞排放的方法，采用先进的物理化学洗煤技术，汞的脱除率可达64.5%。目前，发达国家的原煤入洗率已经达40%~100%，而我国只有22%[1]，因此，我国应尽快提高原煤入洗率。热解法脱汞则是利用汞的高挥发性，在不损失碳素的温度条件下，使烟煤温和热解把汞挥发出来。比较这两种工艺，洗煤脱汞工艺相对成熟，热解脱汞工艺尚处于实验室研究阶段，有待进一步研究。 3.2燃烧中脱汞 关于燃烧中脱汞技术的研究很少，但针对其他污染物采用的一些燃烧控制技术队汞的除具有积极的作用。主要包括：流化床燃烧、低氮燃烧和炉膛喷入吸附剂法。
食品中汞的存在形态及其毒性研究进展1
食品中汞的存在形态及其毒性研究进展 摘要：随着汞在工业、农业、医药等方面的广泛应用,由汞及其化合物所造成的环境汞污染问题日益严重,已成为人类生存环境的一大公害。其中汞的化合物通过食物进入人体中,造成含汞化合物在人体各个脏器的聚集,从而产生各种急性、慢性中毒。为了更好的了解汞在食品中的存在形态及其毒性,本文就此研究的新进展进行综述。 关键词：食品；汞化合物；存在形态；毒性 Advances inspeciationand toxicityof mercuryin food Abstract:With themercuryis widely used inindustry, agriculture, medicine and otherfields,mercury pollutionenvironmentalproblems caused bymercury and its compoundswith the benefit ofa serious, has become a majorhazardto human survivalenvironment.Mercury compoundswhichenter the bodythrough food, causing the mercury-containing compoundsgathered invarious organsof the body,resulting ina variety of acuteand chronicpoisoning.In order to betterunderstand the newprogressin thepresenceof mercury in theform offoodand toxicity, thisstudyreviewedin this article. Keywords: Food; mercury compounds; speciation; Toxicity 环境中的汞污染除自然因素释放并因生态环境的改变而引起迁移外,绝大部分是由人为因素所致。随着城市工业的发展与城市化进程的加快,含汞工业废水使河水日益受到污染,通过生物链富集到水生动物体内,土壤用污水灌溉、污泥施肥及施用含汞农药,最终对人体健康产生严重的影响。汞的复杂的生物地球生物化学行为和生态毒性效应已经引起人类的广泛关注,尤其是不同形态的汞有不同的化学行为、生物积累特性和毒性。在所有有毒金属中汞最为人们所关注,也是研究最集中的金属。为了今后更深入地进行研究,现对食品中汞的存在形态及其毒性做一概述。 1．食品中汞的污染来源 地球经一系列的自然过程如火山活动、地热活动及地壳放气作用等将汞释放入大气[1]。姚学良等人[2]通过对成都平原的基底断裂特征进行探索,初步认为我国成都平原的汞污染除人为来源之外,还可能与平原基底断裂的地球放气作用有关,这是造成该区大气汞污染的主要原因。气相汞的转移归宿是土壤,全球通过降水从气相中转入固相或液相的汞平均为33×109mg/d,土壤中的汞污染主要由于汞矿采掘与汞杀虫剂的大量使用有关[3]。土壤中汞及其化合物的存在不仅影响作物生长,减少作物产量,降低作物品质,造成经济损失,而且还会通过食物链在人体内积累,直接危害人体健康。蔬菜是每日必须摄人的一类产品,在汞污染比较严重的地区,居民摄入的不合格蔬菜对其健康存在着很大的隐患。 汞在进一步迁移转化中,特别是在嫌气条件下,无机汞可以被生物甲基化为甲基汞和二甲基汞,并通过水生生物的食物链而富集,给汞的环境污染带来更严重问题[4]。鱼类和贝类含有人体所需的丰富的蛋白质和微量元素,但是它们却极容易吸收汞,居民摄入水体污染严重的水产品,会对其健康存在着很大的隐患[5]。历史上发生在日本和瑞典两起大规模中毒事件都与甲基汞有关。 2.汞的代谢途径
燃煤烟气汞污染控制技术
燃煤烟气汞污染控制技术 3 田立辉 李彩亭 曾光明 高 招 罗 瑶 (湖南大学环境科学与工程学院,湖南长沙410082) 摘要 介绍了燃煤电站汞的排放状况,论述烟气中汞的存在形式以及影响其存在形式的因素。介绍当前燃煤电站汞排放控制技术的研究进展,并对各种烟气脱汞技术的特点和净化效率进行对比。最后对烟气脱汞技术的研究趋势进行了展望,提出了适合于我国国情的研究方向。 关键词 燃煤烟气 汞的存在形式 影响因素 烟气脱汞技术 3教育部科学技术研究重点项目(105126);湖南省自然科学基金项目(03JJ Y 2002);新世纪人才支持计划项目(NECT 20420769)。 0 引言 煤作为一次性能源的主要利用方式是燃烧,其燃烧产物会对环境造成严重的破坏。煤燃烧过程中生成的污染物除S O 2、NO x 和C O 2以外,还有各种形态的汞。汞及其化合物可通过呼吸道、皮肤和消化道等不同途径侵入人体,造成神经性中毒和深部组织病变,而且汞毒性具有积累性,往往需几年或十几年才有表现,所以燃煤过程中的汞污染控制问题越来越受到重视 [122] 。在我国煤炭是主要燃料能源,据统计2003年 我国燃煤电站汞排放量达到8618t ,废渣汞排放量为28194t [3] 。可以预见,防止燃煤汞污染是21世纪电 力工业最重要的环保课题之一。1 烟气中汞的存在形式及其影响因素111 汞的存在形式 烟气中汞的存在形式主要包括3种[4] :单质汞 (Hg 0),化合态汞(Hg +和Hg 2+)和颗粒态汞。通常而言,化合态汞易溶于水可被湿法洗涤系统所捕获而脱除 [5] ,颗粒态汞可以通过除尘器除去,所以这2种形 态的汞相对比较容易除去。而单质汞容易在大气中通过长距离的大气运输,其在大气中的平均停留时间可达半年至两年,是最难控制的形态之一。因此,对单质汞污染的控制成了当前研究的重点和难点。112 影响烟气中汞存在形式的因素 烟气中汞的存在形式对汞的脱除效率有重要影响。影响烟气中汞存在状态的主要因素包括烟气温度、烟气气氛和烟气成分等。 (1)烟气温度及烟气气氛的影响。刘迎晖[6]等人研究发现汞在氧化性气氛下,当温度>800K 时单 质汞是主要存在形式;温度<600K 时氯化汞是主要形态;在600～1000K 有少量的氧化汞生成;在温度>400K 的还原性气氛中99%的汞以单质汞的形式存在。 (2)烟气成分的影响。燃烧后烟气中含有的微 量成分对元素汞的氧化有重要影响,Laudal D L [7] 等人对不同气体组分存在条件下汞的氧化进行了研究,给出了不同气体存在时氧化态汞与元素汞的比例,见表1。 表1 不同气体组分存在条件下汞的形态分布[7] 气体组分 氧化态汞Π% 元素汞Π% Cl 2 84181512飞灰 1109910HCl 0139917S O 2 0179913飞灰、Cl 2、S O 228157115飞灰、HCl 、S O 2 1139817NO ΠNO 2 2119719飞灰、NO ΠNO 2、Cl 278152115飞灰、NO ΠNO 2、S O 2 37116219S O 2、NO ΠNO 2、HCl 0119917飞灰、HCl 、S O 2、NO ΠNO 2、Cl 2 4617 5317 2 烟气脱汞技术 汞排放控制技术的研究目前主要集中在3个方面:燃烧前脱汞、燃烧中脱汞和燃烧后脱汞,其中燃烧后脱汞即烟气脱汞是目前研究的重点。烟气脱汞的方法主要有吸附剂法和化学氧化法。211 吸附剂法21111 活性炭法 在烟气中喷入活性炭是研究最为集中且最为成 8 4环 境 工 程 2008年10月第26卷第5期
汞和砷元素形态及其价态测定法
汞和砷元素形态及其价态测定法 本法系采用高效液相色谱-电感耦合等离子质谱法测定供试品中汞或砷元素形态及其价态。 由于元素形态及其价态分析的前处理方法与样品密切相关，供试品溶液的制备方法如有特殊要求应在品种项下进行规定。 一、汞元素形态及其价态测定法 照高效液相色谱法-电感耦合等离子体质谱测定法（通则 0412）测定。 色谱、质谱条件与系统适用性试验 以十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂；以甲醇 -0.01mol/L乙酸铵溶液（含0.12%L-半胱氨酸，氨水调节pH值至7.5）（8：92）为流动相；流速为1.0ml/min。以同轴雾化器的电感耦合等离子体质谱（具碰撞反应池）进行检测；测定时选取的同位素为202Hg，根据干扰情况选择正常模式或碰撞池反应模式。3种不同形态汞的分离度应大于1.5。汞元素形态及价态示意图 对照品贮备溶液的制备 分别取氯化汞、甲基汞、乙基汞对照品适量，精密称定，加8%甲醇制成每1ml各含100ng（均以汞计）的溶液，即得。 标准曲线溶液的制备 精密吸取对照品贮备溶液适量，加8%甲醇分别制成每1ml各含0.5ng、1ng、5ng、10ng、20ng（均以汞计）系列浓度的溶液，即得。 供试品溶液的制备 除另有规定外，取供试品适量，精密称定，加人工胃液或人工肠液适量，置37℃水浴中超声处理适当时间，摇匀，取适量，静置约24小时，吸取中层溶液适量，用微孔滤膜（10μm）滤过，精密量取续滤液适量，用0.125mol/L盐酸溶液稀释至一定体积，即得。同法制备空白溶液。 测定法 分别吸取系列标准曲线溶液和供试品溶液各20～100μl，注入液相色谱仪，测定。以系列标准曲线溶液中不同形态汞或价态汞的峰面积为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线，计算供试品溶液中不同形态或价态汞的含量，即得。
汞的形态分析
液相色谱-原子荧光光谱联用测定鱼样中甲基汞的含量 ——LC-AFS法 1、目的 建立一个前处理操作方便，准确可靠的测定鱼类样品中甲基汞的方法 2、主题内容及适应性 本方法规定了鱼类中甲基汞测定的液相色谱-原子荧光光谱法，本法适用于鱼类中甲基汞的测定。 3、原理 样品中的甲基汞用提取液提取后，通过C18色谱柱，由于C18柱对无机汞、甲基汞和乙基汞的吸附能力不同，流动相将无机汞、甲基汞和乙基汞依次洗脱，洗脱的溶液首先和氧化剂混合，再和空气混合，通过紫外光照射，将有机汞都氧化成无机汞，最后混合还原剂和盐酸发生氢化反应，进入原子化器，与原子荧光联用进行数据收集和处理。 4、试剂与材料 除非另有说明，所用试剂均为分析纯，水为蒸馏水或相当者；液相色谱流动相所用溶剂均为色谱纯并经过0.45μm滤膜过滤。 4.1 试剂 4.1.1 流动相：5%乙腈jing（HPLC级）+0.5%乙酸胺+0.1%半胱氨酸，经溶剂过滤器过滤后，放在超声波清洗器中超声20min，除去气泡。 4.1.2 载流：7%HCl（优级纯） 4.1.3 还原剂：0.5%KOH +1.5% KBH4 4.1.4 氧化剂：0.5%KOH +1%K2S2O8 4.1.5 清洗液：CH3OH-H2O（1+1） 4.1.6 提取液：10%HCl+1%硫脲+0.15%KCl 4.2 标准溶液 4.2.1 标准储备溶液：用水配制1000μg/L的Hg2+-MeHg-EtHg的混合标准溶液100mL，保存于4℃冰箱。 4.2.2 标准工作溶液：标准工作液根据需要用混合液逐级稀释配置（混合液包括提取液：流动相：水=3：4：3） 5、仪器与设备 5.1 岛津高压液相泵-SAP10形态分析预处理装置-原子荧光光谱仪
燃煤电厂烟气脱汞技术综述
燃煤电厂脱汞新技术介绍 (1) 摘要： (1) 关键词：燃煤脱汞技术 (1) 1、汞在煤中的存在形态和危害 (1) 2、烟气中汞的形态分布 (1) 3、燃煤电厂脱汞技术研究现状 (2) 3.1 燃烧前脱汞 (2) 3.2 燃烧中脱汞 (2) 3.3 燃烧后脱汞 (2) 4、利用现有的烟气控制设备脱汞 (3) 4.1 烟气循环流化床反应器 (3) 4.2 除尘设备 (4) 4.3 脱硫设施 (4) 5、化学沉淀法脱汞 (5) 5.1 碘化钾溶液洗涤法 (5) 5.2 氯化法 (6) 5.3硫化钠法 (6) 5.4化学氧化法脱汞 (6) 6、其他方法脱汞 (6) 6.1紫外线照射烟气脱汞技术 (6) 6.2光催化氧化技术 (7) 7、结论 (7) 参考文献 (8)
燃煤电厂脱汞新技术介绍 摘要： 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%。燃煤电厂汞的排放占主要地位。目前，在现有排放标准的基础上，现行的控制技术已基本解决了烟尘、SOx 和NOx的排放问题，相应的大气污染物控制设备也得到广泛应用。相比较而言，由于烟气中的汞排放浓度一般只有10 μg/m3左右，汞的危害与控制技术研究一度遭到忽视。2010年我国原煤消耗31.8亿吨，是2000年的2.41倍，其中电煤消耗18亿吨。由于煤炭是中国的主要一次性能源，而在煤炭利用过程中，会有大量的汞被释放到大气中。因此，研究燃煤电厂汞污染问题显得十分重要。 关键词：燃煤脱汞技术 1、汞在煤中的存在形态和危害 对于煤中汞的存在形式,许多学者都进行了研究。Finkelman在煤中发现了含汞的硫化物和硒化物,Ca-hill和Shiley发现煤中方铅矿含汞,Dvornikov还提出煤中汞主要以辰砂、金属汞和有机汞化合物形式存在。煤在地质化学中被归为亲硫元素,因而煤中汞主要存在于黄铁矿(FeS2)和朱砂(HgS)中,煤中的汞主要存在于无机矿物质中。我国储煤中汞的分布不均，而且煤种、产地不同，汞的含量差别也很大，大约在0.308～l5.9mg/kg之间，其中，褐煤中汞的含量通常较少。煤中汞的存在形态可分为无机汞、有机汞，其中无机汞由于其较强的亲硫特性而主要分布在黄铁矿中。 人体对汞具有一定的解毒和排毒能力，微量的汞在人体内不致引起危害。汞毒可分为金属汞、无机汞和有机汞三种。金属汞、无机汞化合物对人体威胁较小，有机汞化合物的毒性最大。金属汞和无机汞损伤肝脏和肾脏，但一般不在身体内长时间停留而形成累积性中毒。金属汞蒸气有高度的扩散性和较大的脂溶性，侵入呼吸道后可被肺泡吸收的量很高并可经血液运至全身，在器官内被氧化而对人体造成损害。有机汞不仅毒性高，能伤害大脑，而且比较稳定，在人体停留的时间长，所以即使剂量很少也可累积致毒。环境中的汞可被微生物作用转化为有机态，并被生物富集，再通过食物链进入人体，危害巨大。 图1燃煤汞排放的迁移过程 2、烟气中汞的形态分布 煤燃烧过程中，大部分的汞随着烟气排入大气，小部分残留在底灰和熔渣中。烟气中汞主要以元素汞(Hg0)、化合态态汞(Hg+和Hg2+)和颗粒态汞(HgP)三种形态存在。在通常的炉
燃煤汞污染综述
燃煤汞污染现状及其控制 专业：环境科学 姓名：张宏祥 学号：X11114006 2014年5月23日
导言 汞是具有巨毒性、持久性、易迁移性、高度生物蓄积性的化学物质，可通过呼吸、皮肤接触、饮食、母婴遗传等方式进入人体，对人体健康造成危害。世界高度关注汞污染问题，汞被认为是全球性循环元素，减少因燃煤向大气排放汞是人类的共同任务。中国一次性能源以煤炭为主，燃煤汞排放是主要的人为大气汞排放源。2010 年我国原煤消耗 31.8 亿 t，是 2000 年的2.41倍，其中电煤消耗18亿t。煤炭利用过程中，会有大量的汞被释放到大气中。因此，研究燃煤电厂汞污染问题显得十分重要。 一、国内外发展情况 2000 年 12 月，美国 EPA 宣布开始控制燃煤电厂锅炉烟气中汞的排放。2005 年 3 月，美国 EPA 颁布了汞排放控制标准，成为世界上首个针对燃煤电站汞排放实施限制标准的国家。联合国环境规划署（UNEP）专门制定了一系列工作日程来控制汞污染，2010 年 6 月，政府间谈判委员会第一次会议（INC1）在瑞典斯德哥尔摩召开，拟定了一项具有全球法律约束力的汞问题文书，来自包括中国在内的 140 多个国家、政府间组织和国际组织的 400 多名代表出席了本次会议。 中国的汞排放量已经世界第一，UNEP 的报告草案中，2005年中国汞排放量为 825.2t，占全球总排放量的42.85%；印度汞排放量为171.9t，占全球总排放量的 8.93%；美国汞排放量为118.4t，占全球总排放量的6.15%。我国电力和热力行业化石燃料燃煤排放汞 387.4t，美国排放 62.8 t。 目前我国相关政府部门及行业尚未正式对外发布过燃煤电厂汞排放的数据，专业学者的相关研究也都是估算的数据。根据中国电力企业联合会与清华大学共同承担的联合国环境规划署《中国燃煤电厂大气汞排放》项目，2008 年中国燃煤电厂大气汞排放量比 2005 年降低 10%左右，主要是因为脱硫机组占煤电机组的比例由 2005 年的 14%快速提高至 2008 年的 60%，而脱硫机组装置对汞有协同去除的作用。 国内基于现场实测的燃煤电厂汞排放资料还很少，对燃煤电厂汞排放的研究主要还是以实验室数据为王圣等 首次基于现场实测的要求，选取我国 6 个代表性的燃煤电厂作为研究对象，依
污泥中汞的存在形态
污泥中汞的存在形态 1 引言 在污水净化处理过程中，污水中的汞(Hg)与其它重金属一起通过细菌表面和矿物颗粒表面吸附、或以氧化汞和硫化汞共沉淀等多种方式，最终被浓缩在污泥中.与其它重金属相比，污泥中的汞虽然在含量上偏低，通常在0.1~10.0 mg · kg-1的范围波动.但由于金属汞易挥发，并具有强烈毒性的特性，因此，即使污泥中的汞含量较低，在污泥处理处置过程中仍需要给予高度重视，以便防止汞对环境可能带来的危害. 污水处理厂污泥经过机械脱水，污泥的含水率一般在80%左右，由于污泥含有大量的水分，使得污泥体积庞大，这为污泥的堆放、运输和处置带来了极大的困难.污泥要得到安全彻底的处理，首先必须对污泥进行深度脱水.实践表明，热干化是污泥深度脱水实现减量最有效的方法.在热干化过程中，污泥的物性随含水率降低会发生明显的改变，这必然对污泥中汞的含量及其存在形态产生重要的影响，然而我们对这种影响发生的过程和原因，以及它的影响程度等却知之甚少.而这对于评价污泥中汞的稳定性及其对污泥最终的安全处理恰恰是至关重要的，因为相同总量的重金属汞因存在形态不同，其生物效应和环境效应有较大的差异. 因此，本文选择代表性的污泥类型为研究对象，定量分析污泥中汞的含量及其存在形态的分布特征.同时在模拟污泥干化的条件下，揭示污泥在干化过程中汞含量及其存在形态的动态变化，并分析造成污泥中汞含量和各存在形态发生变化的原因.这不仅对深入了解汞的环境地球化学行为具有重要的理论意义，而且也为污泥的无害化、减量化和资源化的综合处理提供科学依据. 2 材料与方法 2.1 实验材料 本次研究的实验材料为3种不同类型的新鲜污泥：市政污泥、印染污泥和造纸污泥，分别采自杭州城市污水处理厂、江阴印染污水处理厂和富阳造纸污水处理厂. 2.2 实验方法 污泥含水率测定：将50 mL瓷蒸发皿置于烘箱内，105 ℃烘2 h，取出后放在干燥器内冷却0.5 h，用万分之一天平称重，记录质量W1;取20 g左右污泥置于烘干后的蒸发皿中，称重记录为W2，然后放入105 ℃的烘箱中烘2 h，取出后放入干燥器内冷却0.5 h，用万分之一天平称重，记录重量后，再放回烘箱中烘2 h，取出后于干燥器中冷却至室温，称重，反复操作，直至恒重，记录最终的质量W3.蒸发的水质量(W2-W3)除以初始污泥质量(W2-W1)，得到污泥的含水率. 污泥的pH测定：称取5.00 g污泥样品置于150 mL具塞锥形瓶中，加入50 mL无二氧化碳水浸泡，密封后置于水平往复式振荡器上，在室温下振摇4 h，离心，取上清液用pH 计进行测定.
汞形态分析中的前处理技术
第21卷第1期分析测试学报V ol.21N o.1 2002年1月FENXI CESHI XUE BAO(Journal of Instrum ental Anal y sis)Jan.2002 综述 汞形态分析中的前处理技术 何滨,江桂斌 (中国科学院生态环境研究中心环境分析化学与生态毒理学开放实验室,北京100085)摘要:对近二十年来汞的分离富集技术进行了回顾,并对不同基体样品的分离富集方法进行了总结。 关键词:汞;前处理;分离;富集 中图分类号:O614.243文献标识码:A文章编号:1004-4957(2002)01-0089-06 自然和人类活动导致大量的汞进入大气、水圈和生物圈,随着汞在各种环境中的循环,其化学形态也在不断转化。虽然在环境和生物样品中汞的形态不很复杂,但由于样品基体的复杂性及汞化合物的毒性,使得汞的形态分析越来越受到人们的重视。由于样品中汞的浓度一般较低,在进行形态分析前对样品进行分离富集是必不可少的。 形态分析最理想的方法是对样品中待研究的形态进行“原位”分析,即尽量避免对样品进行任何形式的预处理,以保持待研究形态的原始特性不变。但到目前为止,由于缺少高灵敏的选择性检测技术,还不能解决实际样品中的直接“原位”形态分析问题,在进行最后的形态测定前还需要对样品进行富集、分离等预处理。 1汞化合物的萃取富集方法 从环境样品中萃取富集汞化合物的技术大致可以分为以下6种。 1.1酸解溶剂萃取 这种萃取技术以20世纪60年代W estoo[1]提出的在HC l介质中用苯从鱼肉中萃取甲基汞为代表,这一萃取过程需要分几次进行才能得到纯净的甲基汞苯溶液。在此基础上Padber g[2]和Bulska[3]分别在HC l中加入了NaC l,Rezende等[4]在HC l中加入了K Br,而Lansen等[5]则向HC l中加入碘乙酸,再用苯[6]、甲苯[7]、氯仿[4]或二氯甲烷[8]等有机溶剂连续萃取,可从样品中选择性地萃取甲基汞。试验表明,当甲基汞的含量低于0.5n g/L时,苯不能达到完全萃取[9],用半胱氨酸或硫代硫酸钠从苯或甲苯萃取剂中反萃取,可富集汞的化合物[1,10]。但用微波等离子体原子发射光谱(MIP-AES)测定时,甲苯萃取剂会导致背景值的增加[11]。研究认为,加入络合剂有助于提高氯仿萃取甲基汞的萃取率[4],而加入H g C l2[12]或CuC l2[13]可将固体样品中的甲基汞与复合的—SH基团分离。 1.2碱消化萃取 K OH-甲醇[8,14]和NaOH-半胱氨酸溶液[15]均可将甲基汞从底泥中萃取出来,而不破坏其H g—C键。但与酸相比,由于不易获得较纯的碱溶液,碱萃取法易导致样品的沾污。此外,碱消化萃取法还会导致样品基体中的有机物、硫化物或有色金属离子与汞化合物的共萃取,给后续的预富集、分离和测定带来严重的干扰[13]。 1.3酸挥发预富集 这是一种将待测的汞化合物形态转化成挥发性的衍生物,从而避免用有机溶剂萃取的分离富集方法[5,13]。将均化的固体样品溶于含过量NaC l的稀H2SO4中,用150℃的空气或氮气流蒸馏是分离H g(Ⅱ)和甲基汞的有效方法。所形成的CH3H g C l被蒸馏出来并收集于一密闭试管中,经水冷后储存于黑暗之处以防甲基汞的降解,然后再用原子光谱检测器测定[16]。 目前尚无人将这3种萃取方法对同一样品的萃取率进行比较。H orvat等[13]研究了这3种萃取方法对两种底泥参考物的萃取效率,他们发现,在145℃条件下,用60m L/m in的氮气流从含K I的8 收稿日期:2001-03-14;修回日期:2001-07-11 基金项目:国家自然科学基金资助项目(29825114) 作者简介:何滨(1967-),女,湖南桃源人,副研究员;江桂斌,联系人.