摘要：燃煤電廠是主要的人為汞排放源之一，也是上海城市范圍內(nèi)最大的大氣汞排放點(diǎn)源。耗煤量、煤汞含量、燃燒裝置的結(jié)構(gòu)以及空氣污染控制裝置的協(xié)同除汞能力是影響燃煤電廠大氣汞排放的主要因素。文章利用歷年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和美國(guó)環(huán)境保護(hù)局的經(jīng)驗(yàn)值篩選出汞排放的影響因子，粗略估算了上海燃煤電廠的大氣汞年排放量，從空氣污染控制裝置的協(xié)同除汞效果、改進(jìn)顆粒物控制裝置、提高煙氣脫硫系統(tǒng)的汞捕集能力、投加粉末狀活性碳的除汞效果等方面，分析了空氣污染控制裝置的除汞效果及其改進(jìn)方法。

關(guān)鍵詞：燃煤電廠 汞排放 空氣污染控制裝置 管理

1 概述

汞是一種毒性很強(qiáng)的環(huán)境污染物。火山爆發(fā)、巖石風(fēng)化、森林火災(zāi)等自然作用雖會(huì)導(dǎo)致地殼中的汞進(jìn)人環(huán)境，但其釋放量卻遠(yuǎn)小于人為排放源。自工業(yè)革命以來(lái)的250年間，燃料燃燒、金礦加工、氯堿等工業(yè)行業(yè)的崛起使汞的排放量增加了約300%。隨著全球能源需求的大幅上升，燃煤已成為最大的人為汞排放源之一。1978-1995年，我國(guó)燃煤汞排放量以平均每年4.8%的速率增長(zhǎng)，其中燃煤電廠是排汞大戶。

汞在燃煤電廠煙氣中主要以3種方式存在:元素汞(Hg⁰)、二價(jià)汞(Hg²⁺)和顆粒汞(Hg_p)⁰在同相(氣-氣)和異相(氣-固)反應(yīng)中被氧化成Hg²⁺。同相反應(yīng)主要發(fā)生在汞與氯氣之間，在熱動(dòng)力平衡的作用下，生成HgCl₂。但該過(guò)程卻受制于反應(yīng)動(dòng)力的大小。異相反應(yīng)通常發(fā)生在飛灰或未燃燒碳的表面，研究發(fā)現(xiàn)，碳的氯化可能是異相氧化反應(yīng)的第1步。汞被吸附并氧化后，形成顆粒汞。煙氣中的Hg0隨尾氣進(jìn)人全球汞循環(huán)，而下游的凈化裝置則可捕集部分Hg²⁺和(Hg_p)⁰。因此，空氣污染控制(Air Pollution Control, APC)裝置的除汞能力很大程度上受到煙氣中汞的形態(tài)的影響。

隨著含汞氯堿業(yè)的淘汰，含汞危險(xiǎn)廢棄物的分類管理、垃圾焚燒場(chǎng)的規(guī)范化操作等，許多行業(yè)已不再是主要的人為汞排放源，但燃煤電廠的汞排放卻由于燃煤量的大幅增加而不斷上升，成為治理的盲點(diǎn)。美國(guó)環(huán)境保護(hù)局(EPA)研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)電量>300GW的燃煤電廠是美國(guó)城市范圍內(nèi)的主要人為汞排放源。2005年3月15日，美國(guó)EAP公布了世界上首個(gè)限制燃煤電廠汞排放量的法規(guī)—《清潔空氣汞排放法規(guī)》( Clean Air Mercury Rule , CAMR ) ，將控制燃煤電廠汞排放問(wèn)題正式提上了議事日程。

CAMR的公布，為EPA更好地管理和限制城市范圍內(nèi)的大氣汞排放點(diǎn)源提供了法律保障，也使美國(guó)成為了全球唯一1個(gè)針對(duì)燃煤電廠汞排放而制定專項(xiàng)法規(guī)的國(guó)家。該法規(guī)中明確要求，第1階段的排放限額為38t，并且從2010年開始將排放量從48t削減至31t，第2階段將繼續(xù)加大減排目標(biāo)，并最終減少至15t。為實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，美國(guó)從技術(shù)、法律和管理層面上，對(duì)燃煤電廠汞污染控制措施、法律法規(guī)的修訂和管理保障體制進(jìn)行了革新，推出了一些具有實(shí)用價(jià)值的新型除汞技術(shù)(例如投加PAC或氧化劑)，配套制定了《清潔大氣州際法規(guī)》、《新建和現(xiàn)有燃煤鍋爐的汞排放
標(biāo)準(zhǔn)》，進(jìn)行了大規(guī)模的信息采集和分析。盡管新的除汞技術(shù)仍處于現(xiàn)場(chǎng)小試階段，但在現(xiàn)有APC裝置的基礎(chǔ)上，加裝專門的除汞設(shè)施將是燃煤電廠汞排放控制的主要方向。而CAMR也為美國(guó)的空氣質(zhì)量改善提供了1個(gè)多污染物控制策略。

本文利用歷年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和美國(guó)環(huán)境保護(hù)局的經(jīng)驗(yàn)值篩選出汞排放的影響因子，粗略估算了上海燃煤分析了空氣污染控制裝置的除汞效果及其改進(jìn)方法。
 

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