近年来，汞污染引起各界关注。本文将介绍烟气脱汞技术。汞分为有机汞和无机汞，电厂锅炉煤粉的燃烧过程中，煤中的汞将因受热挥发并以汞蒸气的形态存在于烟气中。 烟气中汞的存在形式主要包括气相汞(单质汞和气相二价汞)和固相颗粒汞，这三者称为总汞。
国外技术：
2000-2007年，美国能源部资助现场演示项目，在50多个电厂进行一个月以上的实地测试。发现溴化活性碳除汞效果显著，活性碳喷射经济有效，尤其是喷射溴化活性碳最为有效。从2005年开始活性碳喷射(ACI)技术逐步商业化，现在全美10%的锅炉已经订购或安装了活性碳喷射系统。ACI原理图如下：
1、炉前溴化添加剂
燃煤电厂炉前溴化添加剂脱汞技术就是在电厂输煤皮带上或给煤机里加入溴盐溶液，也可直接将溶液喷入锅炉炉膛。在烟气中溴离子氧化元素汞形成Hg2+，脱硝装置SCR可加强元素汞和溴的氧化形成更多的Hg2+，Hg2+溶于水从而被脱硫装置所捕获，从而达到除汞目的。这种技术对装备了SCR和脱硫装置的燃煤电厂脱汞效果好，成本低。而且由于加入煤里的溴相对煤本身含有的氯很少，所以添加到煤里的溴盐不会对锅炉加重腐蚀。现在很多装备了SCR和WFGD的美国燃煤电厂正在测试这种脱汞技术，其中一些电厂已取得了很好的汞控制效果。
2、炉后喷射溴化粉状活性炭吸附剂
主要是粉状溴化活性炭在静电除尘器或布袋除尘器前喷入，烟气里的汞和活性炭上的溴反应并被活性炭吸附，最后被经典除尘器所补集。
雅保吸附剂技术公司的三种气相溴化汞吸附剂(b-pactm, c-pactm, h-pac)是为不同的应用范围而开发的。
3、国内普遍使用的汞减排方法是利用传统工艺及设备除汞、吸附剂除汞两类方法。
静电除尘器(ESP)和布袋除尘器(FF)是电厂广泛使用的除尘设备。随着对颗粒物的控制，他们对烟气中的汞也有一定的去除效果。经过布袋除尘器后能去除约70%的汞，高于电除尘器的脱汞效率。 美国电科院(EPRI)对干式电除器之后增加一个湿式电除尘器(WESP)的工艺进行小型试验后发现，WESP 中的1 个电场就可脱除95%的PM2.5和大约50%的氧化汞。
脱硫设施温度相对较低，有利于Hg0的氧化和Hg2+的吸收，是目前去除汞最有效的净化设备。由于烟气中的Hg2+极易溶于水或者其他吸收液体，因此湿式脱硫系统(WFGD)对汞具有一定的去除效果。美国能源部(DOE)的测试结果显示，用石灰石作吸收剂的脱硫系统对总汞的去除效率为10%～84%，具体效果主要受烟气中Hg2+含量的影响。 在湿法脱硫系统中，洗涤液有时会使氧化态汞通过还原反应还原成元素汞，造成汞的二次污染。目前，针对如何提高烟气中氧化汞的含量，进而提高WFGD 系统的脱汞效率，普遍使用的方法是向烟气或吸收液中添加氧化剂。
吸附技术利用对汞具有良好吸附性能的物质，以喷射、固定床等形式对烟气中的汞进行吸附处理，增强汞的去除效果。
活性炭吸附是使用较早，也较成熟的技术，主要有2种利用方式。一种是在除尘装置前喷入活性炭，另一种是采用活性炭吸附床。美国能源部(DOE)的测试结果发现，活性炭吸附作用受到了烟气成分和温度的显著影响。
现在应用较多的是想烟气中喷如粉末状活性炭(PAC)，吸附汞后由其下游的除尘器出去。但成本过高。相比活性炭，其他一些来源广泛、价格低廉的吸附剂备受研究者的关注，包括钙基类(CaCO3、CaO、Ca(OH)2、CaSO4˙2H2O 等)、矿物类(沸石、矾土、蛭石、膨润土等)、金属及其氧化物类(贵金属、TiO2、Fe2O3)、生物质类和飞灰等。
汞作为煤中一种痕量元素,在燃煤过程中,大部分随烟气排入大气,进入生态环境的汞会对环境、人体产生长期危害。烟气中的汞主要以两种形式存在：单质汞和二价汞的化合物。
单质汞具有熔点低、平衡蒸气压高、不易溶于水等特点,与二价汞化合物相比更难从烟气中除去。汞的毒性以有机化合物的毒性最大,大量的汞通过干沉降或湿性沉降使甲基汞侵入沉降污染水体。汞能使细胞的通透性发生变化,破坏细胞离子平衡,抑制营养物质进入细胞,导致细胞坏死。汞能在鱼类和其他生物体内富集后循环进入人体,对人类造成极大危害,并对植物产生毒害,导致植物叶片脱落、枯萎。由于汞在大气中的停留时间很长,毒性也大。
我国各省煤中的汞的平均含量为0.22mg/kg,可见我国燃煤中汞含量普遍偏高,汞在煤中处于富集状态。汞的熔点为-38.87℃,在常温下具有很强的挥发性,这使它在燃煤过程中与其他微量元素有着不同的化学行为。在燃煤电厂中,原煤首先进入制粉系统。煤在破碎的过程中产生热量,一部分汞从煤中挥发出来。煤粉进入炉膛燃烧,高温将煤中的汞气化成气态汞(即单质汞,Hg0),随着燃烧气体的冷却,气态汞与其他燃烧产物相互作用产生氧化态汞(Hg2+)和颗粒态汞。
经过燃烧后,一部分汞伴随着灰渣的形成,直接存留于飞灰和灰渣中;另一部分汞在很高的火焰温度(超过1400℃)下,随着煤中含汞物质的分解,以单质形态释放到烟气中。飞灰中汞占23.1%～26.9%,烟气中汞占56.3%～69.7%,进入灰渣的汞仅占约2%。因此,控制燃煤汞污染,关键是控制烟气中的汞向大气中排放。
汞污染的控制方式主要分为燃烧前脱汞、燃烧中脱汞、燃烧后尾部烟气脱汞。目前,国内外对于燃烧中脱汞的研究较少,主要是利用改进燃烧方式,在降低NOx排放的同时,抑制一部分汞的排放。上一篇介绍了燃烧后尾部烟气脱汞的技术，这篇介绍一下燃烧前脱汞技术。这就是传说中的倒叙吧。
洗煤和煤的热处理是减少汞排放简单而有效的方法。传统的洗煤方法可洗去不燃性矿物原料中的一部分汞,但是不能洗去与煤中有机碳结合的汞。这样只能是将煤中的汞转移到了洗煤废物中,但这对减少烟气中的汞还是有积极意义的。在洗煤过程中,平均51%的汞可以被脱除。
由于汞具有高挥发性,在煤热处理的过程中,汞会受热挥发出来。对热处理脱汞技术研究表明在400℃下可以达到最高80%的脱汞率。然而,在400℃下也发生了煤的热分解,导致挥发性物质的减少,煤的发热量也有很大的降低。热处理脱汞技术还处于实验室阶段,有待进一步研究，这里说了也白说。
原标题：烟气脱汞技术简介（1）
