王亚芝
河北省环境科学研究院 050051
摘要：本文将燃煤电厂烟气脱硫技术分为了湿法和干法两种，对主要的湿法和干法脱汞技术特点进行了概述，最终提出了进一步研究的建议。
1 引言
汞是煤中的一种有毒的重金属痕量元素,具有剧毒性、高挥发性、生物体内沉积性和迟滞性长等特点。汞污染对人类及生态环境造成的危害极大。全球每年排放到大气中汞总量约为5000t,其中约80%是人为污染造成的,汞的人为污染源主要有矿石燃料的燃烧、汞矿、金属的冶炼、氯碱工业和电器工业等。我国煤中汞的平均含量为0.22mg/kg，是世界范围内煤中平均汞含量的1.69倍。因此燃煤所造成的环境汞污染形势不容乐观,对其排放控制不容忽视。
2 烟气中汞的形态
与其他微量元素有着不同，汞具有强挥发性, 这使它在燃煤过程中，85以上的汞挥发进入气相, 4～15%的汞残留在底灰中。燃煤烟气中至少存在3种形态的汞:原子态汞、气态氧化汞(Hg2+ )以及颗粒态汞。不同形态汞的物理、化学性质差异较大。烟气中汞形态分布对决定了烟气中汞脱除技术。氧化态汞易溶于水且易附着在颗粒物上,因此排放到大气中的氧化态汞或许可以被常规的湿式烟气脱硫装置、惯性除尘器、静电除尘器(ESP)或布袋除尘器等污染物控制设备除去；颗粒态汞也易被除尘器分离,并且在大气中停留时间较短；相反原子态汞不溶于水,除尘或脱硫设备很难捕获,几乎全部释放到大气中。
不同形态的汞在大气中的停留时间和污染特性也不相同。原子态汞难溶于水,在大气中的平均停留时间长达半年至2年,可以在大气中长距离输运而形成全球性的汞污染；烟气中的二价汞（HgCl2、HgSO4、HgO）等在大气中的停留时间仅为几天,且具有易溶于水、较难挥发、脂溶性差等特点。
烟气中汞的形态分布主要受到煤种及其成分、燃烧方式及燃烧器类型、锅炉运行条件(如锅炉负荷、过量空气系数、燃烧温度、烟气气氛、烟气成分、烟气冷却速率、低温下停留时间)和除尘系统的布置等多种因素的影响。
3 烟气中汞的脱除技术
3.1 湿法脱汞技术
由于湿法脱硫技术具有脱硫效率高、运行稳定、适应性广的特点，我国燃煤电厂多采用石灰石-石膏湿法脱硫技术。当气态的Hg2+溶于石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统的浆液后,Hg2+与浆液中溶解的硫化物反应形成不溶于水的HgS ,得到脱除。因此烟气中的湿法脱硫技术有脱汞作用。该方法脱汞效率决定于全汞中氧化态二价汞Hg2 +的比例,湿法脱汞技术具有以下特点:
①湿法脱硫装置(WFGD)可以将烟气中80～95%的可溶于水的Hg2+除去；
②但对于不溶于水的单质Hg捕捉效果不好，去除率为30%；
③烟气中的颗粒态汞大部分被去除，平均去除率为76%[4]；
④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；
⑤长期运行证明这种方法能达到79％的平均脱汞率。
3.2 干法脱汞技术
干法脱汞技术就是利用活性炭、钙基吸附剂〔（CaO、Ca(OH)2、CaCO3、CaSO·2H2O）〕、沸石材料或者其他吸附剂来除去烟气中的汞。按吸附剂类型划分，主要的干法脱汞技术有活性炭吸附法和钙基吸附法等。
3.2.1 活性炭吸附法
活性炭吸附法脱除烟气中的汞可以通过两种方式进行：一种是在颗粒脱除装置前喷入活性炭，吸附了汞的活性炭颗粒经过除尘器时被除去；另一种是将烟气通过活性炭吸附床，但如果活性炭颗粒太细会引起较大的压降。为了提高活性炭对汞的吸附去除效率，近年来,活性炭改性的问题已成为研究热点，目前已经开发的改性活性炭有浸氯活性炭、浸硫活性炭等。
