摘要：简述汞污染和控制问题成为环境问题的新热点和前沿研究领域，介绍中国燃煤电厂烟气汞监测试点的基本情况。 分析江苏省7家燃煤电厂煤中汞及烟气中汞排放水平，提出利用现有的除尘、脱硫、脱硝设施，能满足《火电厂大气污染物排放标准》 中汞的排放限值要求。
关键词：燃煤电厂;煤;烟气;汞含量
汞在环境中是一种痕量重金属污染物，它进入生物体后很难被排出， 产生极强的生物毒性，影响人类的健康。汞已经成为继温室气体和持久性有机物后又一引人关注的全球性化学污染物， 汞污染和控制问题成为目前全球环境问题的新热点和前沿研究领域。
据联合国环境规划署资料，2005年全球人为汞排放为1903t，其中40%来自中国。人为汞排放主 要源于燃煤，在中国达到70%以上，其中燃煤电厂汞占大气汞排放总量的33.6%， 居行业首位。因此，燃煤是中国大气汞排放的最重要来源，及时开展燃煤电厂大气汞排放控制对缓解国际汞减排压力和改善国内大气环境都至关重要。当前中国政府高度重视汞污染防治工作， 国家环境保护部联合五大电力集团，启动了燃煤电厂大气汞污染控制试点工作。
1燃煤电厂烟气中汞监测
1.1 中国燃煤电厂烟气汞监测工作进展
2011年以来，环保部在北京市、天津市、上海 市、重庆市、云南省、贵州省、福建省、浙江省、河北省、 山西省、河南省、内蒙古自治区环境保护厅(局)，华能、国电、神华集团公司，中国大唐、华电、中电投集团组织开展了燃煤电厂大气汞排放监测试点工作，为汞污染防治提供了基础数据。按照《关于继续开展燃煤电厂大气汞排放监测试点工 作的通知》(环办〔2012〕28号)的要求，目前该项试点工作已进入总结阶段。
1.2江苏省燃煤电厂煤中汞及烟气中汞排放实测
江苏省现有装机容量30万kW以上燃煤电厂共42家，其中涵盖了单台机组50MW、135MW、220MW、330MW、600MW、1000MW等几种常规 的机组，包含了2000年以前投产的老机组和最近新投产的新机组。这些电厂分属于国家五大电力集团和江苏国信集团。为探索和研究江苏省燃煤电厂烟气中汞排放水平状况，为燃煤电厂烟气汞控制提供可靠资料，本研究选择有代表性的7家燃煤电厂进行现场实测，依据实测数据，分析江苏省燃煤电厂烟气中汞排放水平。
1.2.1测试及分析方法
采样点设在各电厂脱硫出口，测量数据代表受除尘、脱硫、脱硝装置控制后排入大气的汞排放浓度，同时采集电厂煤样，分析煤中含汞量。 烟气中汞的监测采用美国EPA30B方法，测试原理：将烟气抽取到活性碳吸附管中，所采集的样品通过热解析处理后，用冷原子荧光分光光度计进行测定。EPA30B属于干法，不需要繁琐的化学处理步骤，简单易操作，活性碳吸附管对汞具有很高的捕集率。该法能够测定烟气中气态总汞的浓度。 测定范围为0.1～50μg/m3 。该方法适用于颗粒物浓度相对较低的测试点位。
1.2.2实测的燃煤电厂煤中汞及烟气中汞排放数据
选择研究的7家电厂煤中汞含量监测结果及烟气中汞排放监测结果详见表1。
表1江苏省7家燃煤电厂煤中及烟气中汞监测结果
延伸阅读：
2 煤中汞含量及烟气中汞排放水平分析
2.1 煤中汞含量水平
结果表明，江苏省7家燃煤电厂煤中汞含量在0.054～0.272mg/kg。据统计：世界范围内煤中汞含量在0.012～33mg/kg，平均0.13mg/kg。中国煤中汞平均为0.22mg/kg 。可见，7家电厂中E电厂煤中汞含量为0.272mg/kg，高于煤中汞 的平均值(0.22mg/kg)，其余6家电厂煤中汞含量均低于中国煤中汞平均水平。7家电厂中有5家电厂煤中汞含量等于或低于世界煤中汞平均水平，仅有2家电厂煤中汞含量高于世界煤中汞平均水平。
2.2烟气中汞排放水平分析
2.2.1 与国外比较
由表2可以看出，江苏省7家电厂中E电厂的汞排放浓度最大为14.7μg/m3 ， B电厂的汞排放浓度最小为0.25μg/m3 。 MEIJI在荷兰燃煤电厂进行的烟气中汞浓度测试结果在0.3～35μg/m3 之间，平均浓度为4.1μg/m3;美国伊利诺斯州Springfield市20个燃煤电厂的汞排放浓度为0.5～6.9μg/m3 ，平均汞排放浓度为6μg/m3 ;美国第一能源公司所属的BMP电厂的汞排放浓度是2.85μg/m3[3，4] 。与发达国家相比，江苏E电厂的汞排放浓度是荷兰燃煤电厂平均排放浓度的3.59倍，是美国伊利诺斯州Springfield市的2.45倍，是美国BMP电厂排放浓度的5.16倍;其余6家电厂中有3家汞排放浓 度比发达国家低， 3家与发达国家的排放浓度相近。
2.2.2与国内其他省份及新标准限值比较
江苏省7家燃煤电厂烟气中汞排放浓度在0.25～14.7μg/m3，重庆监测试点部分燃煤电厂烟 气中汞排放浓度在6.65～10.4μg/m3 ，河北监测试点部分燃煤电厂烟气中汞排放浓度在3.71～7.32μg/m3，天津监测试点部分燃煤电厂烟气中汞 排放浓度在2.05～9.92μg/m3 。可见，重庆、河北、天津3个省市燃煤电厂烟气中汞排放浓度范围在2.05～10.4μg/m3 内， 均涵盖在江苏燃煤电厂烟气中汞排放浓度0.25～14.7μg/m3 范围内。
监测结果表明，江苏、重庆、河北、天津4个省 市的燃煤电厂烟气中汞排放浓度均在15μg/m3 以下， 远低于《火电厂大气污染物排放标准》GB13223—2011汞及其化合物标准限值0.03mg/m3(30μg/m3)。这主要得益于上述4个省市的燃煤电厂现有的除尘设施、脱硫设施甚至脱硝设施的正常运行，对脱除烟气中的汞起了较大的作用。
2.3汞的脱除率分析
表2 江苏省部分燃煤电厂现场监测数据及汞排放特性
监测结果表明：江苏省7家燃煤电厂汞的脱除 率为56.0%～99.9%， 说明燃煤电厂的电除尘器和湿法脱硫系统、脱硝系统可以较好地脱除烟气中的汞。
延伸阅读：
2005年3月15日美国EPA颁布了汞排放控 制标准， 2011年7月29日中国发布《火电厂大气污染物排放标准》首次对烟气中汞的排放提出了 限值要求。美国NewJersey、 Massachusetts、Con-necticut州政府要求境内燃煤电厂在2008年汞的 脱除率达到85%， Illinois州政府要求燃煤电厂在2009年汞的脱除率达到90%。图1列出了江苏省 7家燃煤电厂与美国2个州汞脱除率比较。
由图1可以看出，江苏省仅1家电厂汞的脱除率低于美国2个州，其余6家电厂汞的脱除率均达到85%以上，其中4家达到了90%以上。由此可见，国内燃煤电厂通过电除尘、脱硫设施甚至脱硝设施，汞的脱除率水平与美国差距较小。
图1 江苏省7个燃煤电厂和美国2个州的燃煤电厂汞的脱除率比较
注:图中NJ、 IL分别是NewJersey、Illinois的缩写
3 结论
(1)江苏省7家燃煤电厂煤中汞含量在0.054～0.272mg/kg，其中1家电厂煤中汞含量高于国内煤中汞的平均值，其余6家电厂煤中汞含量均低于国内煤中汞平均水平。
(2)江苏省7家燃煤电厂烟气中汞排放浓度 在0.25～14.7μg/m3 ，与国外发达国家相比，其中1家电厂汞排放浓度远远高于荷兰、美国电厂的;3 家电厂汞排放浓度均低于荷兰、美国电厂的，3家与发达国家的排放浓度相近。与国内3个省市比 较，重庆、河北、天津3个省市燃煤电厂烟气中汞排 放浓度范围在2.05～10.4μg/m3 内， 均涵盖在江苏燃煤电厂烟气中汞排放浓度0.25～14.7μg/m 3 范围内，汞排放浓度最小值和最大值均在江苏。
(3)江苏省7家燃煤电厂汞的脱除率为56.0%～99.9%，仅1家电厂汞的脱除率低于美国2个州的，其余6家电厂汞的脱除率均达到85%以上，其中4家达到了90%以上。由此可见，江苏省燃煤电厂通过电除尘、脱硫设施甚至脱硝设施，烟气中汞的脱除率水平与美国差距较小。
[参考文献]
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[3]MEJIR.Thefateofmercuryincoal-firedpowerplantsandthe influenceofwetflue-gasdesulphurization[J].Water，Air，andSoilPollution，1991，56：21-33.
[4]王圣，王彗敏，朱法华，等.基于实测的燃煤电厂汞排放特性 分析与研究[ J].环境科学，2011，32(1)：33-37
延伸阅读：
原标题：基于实测的燃煤电厂烟气中汞排放水平浅析
