工业燃煤锅炉烟气汞的处理

　　摘 要：简单介绍燃煤烟气脱汞技术现状，基于现有工业锅炉烟气污染物的处理设备进行脱汞效果的研究，江门某企业的15t/h的链条炉采用“干式静电除尘+湿法同步脱硫脱硝+湿式静电除尘”技术路线对锅炉烟气的污染物进行治理，对烟气中的汞去除有很好的去除效果。其中，脱硫工艺对汞的处理效率为9%，湿法静电工艺对汞的处理效率为52.1%，湿法静电除尘装置的采样口汞的浓度为0.0042mg/m3。 

　　关键词：工业锅炉；烟气脱汞；脱汞技术 

　　0 前言 

　　我国的原煤汞含量在0.1-5.5mg/ kg之间，平均为0.22mg/kg，高于世界平均水平约0.09mg/kg，煤的燃烧是大气汞污染的主要来源。2014年，国家新颁布的《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2014）提出了汞及其化合物的浓度排放限值≤0.05mg/m3。可知，国家对燃煤锅炉烟气的金属汞排放的重视，本文通过对烟气汞的形态论述、脱汞工艺的论述及工程实际的检测来论述燃煤锅炉烟气汞的处理。 

　　1 燃煤烟气汞污染的危害 

　　1.1 燃煤锅炉汞的存在形态 

　　燃煤烟气中的汞主要以单质汞（Hg0） 、二价汞（Hg2+）、颗粒汞（Hg） 形式存在，由于单质汞熔点低，平衡蒸汽压力高，不易水解，因此比二价汞更难去除。Kevin C.Galbreath等在研究过程中发现，锅炉烟气出口，温度970℃，单质汞占了86%。 

　　1.2 汞污染的危害 

　　锅炉燃煤过程中，燃料煤含有的汞燃烧过程中56.3～69.7%随烟气排放，成为大气中汞的重要来源；23.1～26.9%进入飞灰，仅有2%进入灰渣，可见煤燃烧过程汞污染关键是烟气中汞的排放。全世界每年从燃煤中逸出的汞总量达到3000 t 以上，进入生态环境的汞会产生长期的危害，大量的汞通过干沉降或湿沉降污染水体，生物反应后形成剧毒的甲基汞，在鱼类和其他生物体内富集后循环进入人体，对人类健康造成极大危害。 

　　2 燃煤烟气脱汞技术现状 

　　目前燃煤烟气中汞的控制技术一般分为燃烧前脱汞、燃烧中脱汞和燃烧后脱汞。燃烧前脱汞主要是利用洗煤技术及热处理技术去除煤中的部分汞，但其工艺简单对汞的去除量不大；燃烧中脱汞主要是利用改进燃烧方式，在降低NOx的同时抑制一部分汞的排放，其中流化床燃烧器对控制汞的排放有一定的作用，但国内外关于燃烧中脱汞的研究较少；燃烧后烟气脱汞是烟气汞控制技术的主要方式，其不但脱汞效率高，而其易于吸收剂和吸附剂的回收再利用，是目前研究最多的烟气汞处理方法，主要有吸附剂法，催化氧化法和利用现有烟气处理设备。[1-3] 

　　3 利用现有烟气处理设备协同脱汞 

　　3.1 工艺流程（见图1） 

　　3.2 脱汞机理 

　　3.2.1 飞灰吸附 

　　烟气中的颗粒态汞主要吸附在飞灰当中，这部分的固相汞可被静电除尘或布袋除尘器在除尘清灰过程中去除。 

　　3.2.2 Hgo的氧化 

　　湿法臭氧脱硝过程中，O3对NO进行氧化的同时，还可有效地促进了Hgo的氧化，烟气中Hgo被转化成Hg2+，Hg2+易溶于水。 

　　3.2.3 钙基吸收 

　　烟气的Hg2+一般以HgCl2的形态存在，HgCl2易溶于水。在湿式脱硫塔中，采用钙基类物质进行脱硫，美国EPA通过采用钙基类物质对单质汞的脱硫效率进行研究，发现Ca（OH）2、CaO对Hg2+具有很好的吸附效果。 

　　3.3 工程实施 

　　江门市某企业的15t/h的链条炉烟气量为20000m3/h，采用“干式静电除尘+湿法同步脱硫脱硝+湿式静电除尘”技术路线对锅炉烟气的污染物进行治理。2016年1月14日委托华测检测（CTZ）对利用现有烟气处理设备脱汞效果进行检测，检测报告编号为，冷原子吸收分光光度法检测烟气中汞含量的检测报告（表1-表5）。 

　　4 处理效果及结论 

　　干式静电除尘采样口排放速率为7.8×10 -5kg/h；脱硫处理后采样口排放速率为7.1×10 -5 kg/h；湿法静电除尘采样口排放速率为3.4×10 -5 kg/h。由于处理前与处理后烟气流量不同，处理效率是用前后变化的排放速率计算得到的。脱硫工艺处理效率为9%，湿法静电工艺处理效率为52.1%。 

　　通过利用现有的烟气处理技术进行协同脱汞，整个工艺流程对汞的脱除有一定的效果。其中，脱硫工艺对汞的处理效率为9%，湿法静电工艺对汞的处理效率为52.1%，脱硫工艺对汞的处理效率不高，而湿法静电除尘工艺对汞的脱除比较好。湿法静电除尘装置的采样口汞的浓度为0.0042mg/m3，符合国家燃煤锅炉大气污染物排放标准，因此使用原有的烟气净化装置，通过技术的组合，便可将汞有效地控制在排放标准之内。 

　　5 存在问题与展望 

　　（1）利用现有的锅炉烟气处理技术“干式静电除尘+湿法同步脱硫脱硝+湿式静电除尘”对汞进行协同处理，处理后的烟气的汞及其化合物浓度远远低于国家燃煤锅炉大气污染物排放标准。 

　　（2）处理后废水中含汞及其化合物，此部分的废水需进行处理，需有待研究。 

　　参考文献： 

　　[1]毛吉献，王凡等.燃煤烟气脱汞技术研究进展[J].能源环境保护，2010（24）：1-5. 

　　[2]赵毅，马宵颖.现有烟气污染控制设备脱汞技术[J].中国电力，2009（42）：77-79. 

　　[3]陆玉，韩粉女.燃煤烟气脱汞技术的现状及进展[J].工业安全与环保，2013（39）：32-34.