[科普中國]-含汞廢氣治理技術(shù)

目錄1.釋義2. 大氣中汞的來源3. 燃煤排放源控制方法4. 含汞廢氣治理技術(shù)釋義

汞是一種液態(tài)金屬，在常溫即可蒸發(fā)而進入大氣。空氣中的汞包括汞蒸氣和汞化合物粉塵。鉛排放主要來源于人類活動，包括汞礦開采與冶煉，金、銀、鉛共生礦的開采、冶煉，一些汞制品及汞化合物生產(chǎn)廠，用汞的氯堿廠、有機化工廠，餾金作業(yè)點以及礦物燃料燃燒、垃圾焚燒爐等均會有汞的污物排放。其中，燃煤電廠是汞向大氣排入的最主要來源。

鍋爐燃燒過程中，煤中汞受熱揮發(fā)以汞蒸汽的形式存在于煙氣中，在爐內(nèi)高溫條件下，幾乎所有煤中的汞(包括無機汞和有機汞)轉(zhuǎn)變成元素汞并以氣態(tài)形式停留于煙氣中。據(jù)估計，殘留在底灰中的汞含量一般小于總汞的2%，絕大部分汞隨煙氣排放進入大氣中。

鍋爐燃燒煙氣中汞的形態(tài)主要有氣態(tài)元素態(tài)汞(Hg)、氣態(tài)二價汞(Hg)和顆粒態(tài)汞(Hgp)三種形態(tài)存在。不同形態(tài)的汞在大氣中物理和化學性質(zhì)有很大差異。在鍋爐燃燒過程中，煤中的汞幾乎全部以Hg的形式進人煙氣中，部分Hg在煙氣冷卻過程中被氧化，其中以HgCl：為主，另外還有Hg、HgSO4。和Hg(N03)2·2H20。顆粒態(tài)的固相汞容易被飛灰吸附，經(jīng)過除塵裝置時能被除塵器去除，轉(zhuǎn)化到灰渣中。Hg化學性質(zhì)不穩(wěn)定，在煙氣中易被氧化，這部分汞所占比例較高且相對較容易被去除。而元素汞Hgo具有較高的蒸汽壓且難溶于水，是相對比較穩(wěn)定的形態(tài)，難以被污染控制設(shè)備收集而直接排人大氣，所以提高Hg氧化成Hg的比例，可有效控制燃煤電廠汞的排放量。

大氣中汞的來源汞礦的天然釋放、蒸發(fā)進入大氣濃度低，一般不污染環(huán)境。人類的生產(chǎn)活動是汞污染的主要原因。2

水銀電解法生產(chǎn)高質(zhì)量燒堿，造成嚴重的汞污染。汞的無機和有機化合物生產(chǎn)，如氯化汞、硫酸汞、甘汞、雷汞、硝酸汞，硫化汞、砷酸汞、乙基磷酸汞和醋酸苯汞等造成環(huán)境污染。

汞冶煉，包括汞火法冶煉，高溫下燒結(jié)汞礦石，汞蒸氣隨爐氣進入大氣。

含汞鉛鋅礦、硫化礦的冶煉，汞蒸氣進入煙氣。

儀器儀表工業(yè)中水銀濕度計、血壓計、氣壓計、水銀整流器，由于熱加工造成汞蒸氣散發(fā)。

燃煤排放源控制方法汞及其化合物在大氣中主要以蒸汽狀態(tài)存在，煤燃燒是大氣中汞的最大來源。針對燃煤排放源，其控制方法有三類：燃燒前脫汞、燃燒中脫汞和燃燒后脫汞。

燃燒前脫汞是一種建立在煤粉中有機物質(zhì)和無機物質(zhì)的密度及親和性不同的基礎(chǔ)上的物理清洗技術(shù)。主要方法有洗選煤技術(shù)和煙煤溫和熱解。采用傳統(tǒng)的重介選和泡沫浮選，以及更先進的洗煤技術(shù)能減少煤中的汞含量，達到燃煤減排汞的目的。有研究表明，傳統(tǒng)的洗煤技術(shù)能夠去除煤中約38．8%的汞，而先進的化學物理洗煤技術(shù)去除率能夠達到64．5%。與燃燒后凈化設(shè)備去除相比具有較大的經(jīng)濟效益優(yōu)勢。根據(jù)汞的揮發(fā)特性，在不損失碳素的溫度條件下，通過煙煤溫和熱解從而降低汞的排放量。美國針對高揮發(fā)分煙煤和低揮發(fā)分煙煤溫和熱解后與原煤進行試驗比較，發(fā)現(xiàn)溫和熱解能有效降低汞的排放量。

目前，燃燒中脫汞的專門技術(shù)研究得比較少，主要通過改進反應(yīng)釜和控制合適的燃燒溫度使汞形成易于捕集的形態(tài)。煙氣中Hg“化合物較易溶于水，H92+的比例將直接影響汞的去除效果。例如采用一些燃燒控制技術(shù)，可對汞的處理產(chǎn)生積極作用：①流化床燃燒脫汞。此法能降低煙氣中汞和其他微量重金屬的排放，主要是因為顆粒物在爐內(nèi)滯留時間較長，增加了顆粒對汞的吸附。②低氮燃燒。此法有利于汞的控制，是由于其操作溫度較低，增加了煙氣中氧化態(tài)汞的含量，而氧化態(tài)汞容易處理。③爐膛噴人吸附劑。針對H92+容易被吸附去除的機理，在煙氣進入脫硫塔前，投加某種催化劑或添加劑如鈀類、碳基類物質(zhì)，它們可促使HgO氧化形成Hg“化合物，提高HgO氧化成H92+的比例，再用吸附劑吸附Hg“，可有效控制汞污染。

燃燒后脫汞(煙氣脫汞)是汞污染控制的主要方式。治理含汞廢氣的方法很多，有吸收法、吸附法、冷凝法和氣相升華反應(yīng)法等，其中以吸收法應(yīng)用廣。3

含汞廢氣治理技術(shù)（1）吸附法4

有樹脂吸附、分子篩吸附和活性炭吸附．國內(nèi)主要用活性炭吸附法。

（2）化學試劑吸洗收法

①次氯酸鈉法 錦州金城造紙廠采用氯堿廠精制鹽水與次氯酸鈉配成吸收堿(含氯化鈉150～250克/升，有效氯5~25克/升，pH9—10)，在填料塔內(nèi)接觸吸收汞蒸汽，生成氯汞絡(luò)離子。含汞吸收液循環(huán)使用，其中汞含量超過500毫克/升可摻入水銀電解槽入1：3的精鹽水中，示離子在電解槽中被陰極還原為金屬汞留于電解槽中得以回收，．吸收后的氫再經(jīng)纖維除霧器進一步凈化。經(jīng)處理后的氫氣含汞量為0.002~0.02毫克/m。

②碘絡(luò)合法 從含汞的硫煙中回收汞。利用煙氣中的二氧化硫作氧化劑，使煙氣中的汞形成穩(wěn)定的絡(luò)合物溶解于吸收液中，達到凈化目的。除汞后的煙氣適于制取硫酸。通過電解提取獲得金屬汞，并使吸收液再生。本法處理后尾氣含汞量達到排放標準。

③多硫化鈉吸收法 貴州汞礦高爐及沸騰爐冷凝后尾氣及蒸餾爐均排出含汞氣體。該礦采用焦炭填料噴灑硫化鈉溶液回收汞，半工業(yè)性試驗除汞效率可達96.7%，汞以硫化汞的形式吸收。

④高錳酸鉀溶液吸收法 采用高錳酸鉀溶液吸收凈化含汞廢氣。吸收液濃度0．084～0．5%，噴淋量1.0~2.2m/時，尾氣含汞量在8100～290的微克/米，可使凈化后尾氣含汞量穩(wěn)定在10微克/米以下，凈化率達99．9%以上。

⑤過硫酸銨溶液吸收法 用過硫酸銨溶液，通過文丘里一復擋旋風分離器等裝置，將汞氧化成硫酸汞，每1噸溶液可使用二、三個月，．凈化后車間內(nèi)外空氣中含汞濃度0．0003毫克/米，低于國家標準。該法使汞基本全部回收，且動力消耗少，占地小，造價低，無堵塞等問題，為較新較好的汞蒸汽處理法。

⑥熱濃酸洗滌法 采用過熱濃硫酸洗滌法回收汞的半工業(yè)性試驗。采用沖擊洗滌器一旋風除沫器一酸洗塔流程，進氣量250—400標米/時，汞的脫除率達90%。從沖擊洗滌器排出的含汞污酸，在濃密槽冷卻后，其中大部分硫酸汞沉淀祈出，沉淀進一步處理回收汞，上層清液返回沖擊器。 ”’

⑦二氧化錳一硫酸吸收法 用二氧化錳一硫酸法吸收含汞量為0.2—0.4毫克/米的廢氣，吸收率達9Q%。處理后廢氣含汞低于0．001毫克/米。