燃煤發(fā)電廠煙氣汞檢測及脫汞技術(shù)應(yīng)用研究

邱秀婷

(江西科晨高新技術(shù)發(fā)展有限公司，江西 南昌 330000)

燃煤電廠煙氣汞主要是由顆粒汞、單質(zhì)汞和二價汞構(gòu)成的，而在煤燃燒的過程中，通過高溫氧化等一系列的化學(xué)反應(yīng)，使得在燃煤電廠中汞多以氣態(tài)形式呈現(xiàn)，當(dāng)然它存在的形式也往往與煤的品種，鍋爐以何種方式進(jìn)行燃燒以及運行的條件和除塵設(shè)備有很大的關(guān)系。這些排放出來的汞很容易沉積在土壤和水中，當(dāng)它們進(jìn)入到人體中，就會給我們的健康帶來危害，為解決這一問題我們就需要研究出檢測汞的技術(shù)和脫汞技術(shù)。經(jīng)過研究和探索發(fā)現(xiàn)，其中活性炭這種東西具有很強的吸附能力，可以很好地吸收掉汞，同時活性炭還能夠在吸附汞后進(jìn)行再生，達(dá)到再次利用的價值，可以說是脫汞的很好材料，下面將進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

一、煙氣脫汞技術(shù)現(xiàn)狀

隨著信息的快速發(fā)展和汞排放對人類已經(jīng)造成的威脅，越來越多的人意識到脫汞的必要性，尤其是燃煤發(fā)電廠，必須對汞進(jìn)行脫成，避免大氣污染。目前關(guān)于脫汞技術(shù)，燃煤發(fā)電廠主要是針對燃燒前、中、后三方面進(jìn)行方法研究的，下面做詳細(xì)闡述。

(一)燃燒前脫汞

燃燒前脫汞，顧名思義就是在煤燃燒之前對煤本身采取一定的措施。這里涉及到的就是洗煤。在煤粉中分別含有有機物和無機物質(zhì)，這兩種的密度是不同的，在洗煤時要進(jìn)行分離清洗的方式，通過這種洗煤方式能夠在前期將大約百分之五十一的汞進(jìn)行脫除。除了這種方法，美國還研究發(fā)現(xiàn)，有一種叫做電磁分離的技術(shù)，在對黃鐵礦這種物質(zhì)脫除時也同樣能夠脫除結(jié)合在它上面的汞。

(二)燃燒過程中脫汞

關(guān)于燃燒過程中的脫汞技術(shù)目前主要有這幾種說法。首先我們要清楚在燃煤鍋爐中有一種亞微米級顆粒，它對汞具有吸附作用，那么我們就可以增加煤在鍋爐中的時間，從而拉長亞微米級顆粒對汞的吸附。第二種方法是通過調(diào)整鍋爐燃燒方式來實現(xiàn)的。調(diào)整二次和一次風(fēng)量比例減少汞排放。還有一種方法是石灰石這種物質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，在燃煤鍋爐中加入一定量的石灰石，可以大大減少汞含量。另外一種減少汞含量的物質(zhì)是鹵素。

(三)燃燒后脫汞

因為我國未能明確規(guī)定煙氣中汞含量比例，所以很多企業(yè)并沒有引起重視，在建設(shè)初期，并沒有考慮到汞的脫除，也因此沒有配備相關(guān)的汞脫除設(shè)備。所以這就需要引起我們的高度重視。那么目前對于汞的脫除主要采用的是吸附手段，而前面說到過活性炭這一物質(zhì)有很好的吸附功能，這在下文中會做具體說明。

二、煙氣中汞的檢測方法

汞的存在形式是不同的，因此我們需要采取合適的方法對煙氣中的汞進(jìn)行檢測，便于準(zhǔn)確的去控制煙氣中汞的含量。

(一)汞在線檢測技術(shù)

有這樣一種設(shè)備，叫做純金捕集器，那么汞的在線檢測技術(shù)就是應(yīng)用的這一設(shè)備進(jìn)行汞的捕集。搜集后會進(jìn)行加熱，使汞蒸發(fā)，而氬氣這時候會作為一種載體，讓其經(jīng)過原子熒光發(fā)射器，并通過光學(xué)作用，將熒光其中的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，在經(jīng)過一系列的處理，可以精確地計算出汞的含量。通過剛才的介紹不難看出，汞在線檢測這一過程還是相對復(fù)雜的，首先它需要進(jìn)行采樣，那么采樣需要的有過濾器、加熱系統(tǒng)等，其次是進(jìn)行加熱，然后傳輸，在傳輸過程中還需要避免管道的腐蝕等情況的出現(xiàn)。最后要對采集到的數(shù)據(jù)記性分析和校準(zhǔn)。可以說汞在線監(jiān)測方法可以準(zhǔn)確、及時的對汞含量進(jìn)行計算檢測，適應(yīng)了我國目前面臨的大氣污染問題，需要引起我們的高度重視。

(二)取樣檢測的方法

取樣分析法包括的方式比較多，例如汞形態(tài)吸附法、擴散管和擴散網(wǎng)技術(shù)、安大略法等等。

1、汞形態(tài)吸附法

汞形態(tài)吸附法通過抽氣泵、真空計、石英管等設(shè)備通過固態(tài)吸附劑來收集煙氣中的汞。但是這一方法也是存在弊端的。因為它在取樣的過程中無法實現(xiàn)等速取樣，有些形態(tài)的汞無法進(jìn)行更加全面的捕集。不過這種方法相對簡單，也不失為一種有效的方式。

2、擴散管和擴散網(wǎng)法

擴散管這種方法能夠檢測到空氣中汞的含量，捕集效率能夠達(dá)到百分之九十六以上，可以說是相對理想的一種檢測方法。另外擴散網(wǎng)通過離子汞容易在水中溶解這一特性，在水中提取離子汞。同時還可以利用HNO3提取單質(zhì)汞，實現(xiàn)了這兩種汞的分開檢測。

3、安大略法

安大略方法抽取的檢測樣品是具備代表性的，但是需要特別注意的是，這種方法在取樣過程中避免汞被吸附掉。這種方法的優(yōu)勢在于測量的精度高。

三、脫汞技術(shù)應(yīng)用

(一)活性炭脫汞

1、活性炭用途

其實大家對活性炭并不陌生，它現(xiàn)在更是被普遍應(yīng)用于我們的日常生活中?；钚蕴克目紫督Y(jié)構(gòu)相對發(fā)達(dá)，同時它的比表面大，因此在除臭方面有很大的功效。另外它還可以有力的去除水當(dāng)中含有的有機、無機污染物質(zhì)以及吸附功能。那么為了讓活性炭能夠吸附更多容量的物質(zhì)，我們需要加大活性炭的比表面積。這樣一來也可以降低吸附設(shè)備的成本，因此成為目前很多專家研究的問題。

另外為了提高活性炭的吸附能力，我們還可以對活性炭的表面進(jìn)行處理。由此可見，活性炭的用途是非常廣泛的。再有就是通過這種吸附的方法來脫除有害的物質(zhì)它的損耗低，效率高，吸附更加的徹底。

2、活性炭脫汞技術(shù)

前面提到過活性炭吸附能力強，面對汞這種低濃度物質(zhì)，活性炭也同樣可以很好的吸附，因此活性炭脫汞技術(shù)在脫汞方面被得到廣泛的應(yīng)用，其方法主要有以下兩種：第一個叫做固定床。這種方法是我們將活性炭固定吸附床安置在相關(guān)的設(shè)備上，煙氣經(jīng)過活性炭吸附達(dá)到脫汞的效果。另一種方法叫做流化床。它采用的是噴射活性炭的方式，來吸附顆粒態(tài)的汞，并通過一系列的除塵裝置對活性炭進(jìn)行捕捉，從而脫除汞含量。

3、活性炭改性

那么我們現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)活性炭的吸附優(yōu)勢，我們還需要思考如何來提高活性炭的吸附能力呢？那么我們需要做的是對活性炭進(jìn)行活化，使其獲得更大的載銀量，并對其進(jìn)行一定的處理，使其能夠達(dá)到吸附再生能力。

如何對活性炭進(jìn)行活化呢？需要將活性炭融入到相應(yīng)的液體中進(jìn)行24小時浸泡，隨后進(jìn)行烘干，然后放進(jìn)炭化爐中，然后進(jìn)行加熱活化。經(jīng)過改性提高載銀量后，活性炭的比表面積增大，吸附能力也因此得到提升。同時能夠?qū)崿F(xiàn)活性炭的吸附再生能力。汞和銀經(jīng)過活性炭的吸附可以達(dá)到分離，使得銀本身不會損失掉，而汞得到了有效脫除。

(二)低溫等離子體脫附

氣體放電會產(chǎn)生低溫等離子，它對活性炭進(jìn)行脫附時不會采用加熱和減壓的方式，因此減少了損耗，而且這種吸附能力相對速度更快，更加便捷。那么它是如何達(dá)到對汞吸附的能力的呢？首先，氣體放電會產(chǎn)生低溫等離子；其二，受到高能電子的作用，吸附在活性炭上的物質(zhì)會被脫附；第三，在低溫等離子對活性炭起作用時，一種叫做亞穩(wěn)態(tài)分子的物質(zhì)會加入到脫附的工作中來；第四，在這些吸附過程中引起的一系列化學(xué)反應(yīng)下，活性炭表面會得到改性，從而更容易吸附其他微量顆粒。所以說上面講到的一系列物質(zhì)在其相互作用下會引發(fā)各種的反應(yīng)，從而提高活性炭脫附的效率，并且實現(xiàn)了活性炭的再生性能。

隨著大氣污染的嚴(yán)重化，關(guān)于汞排放帶來的危害也必將引起社會的關(guān)注，燃煤發(fā)電廠煙氣汞檢測及脫汞技術(shù)這條研究道路還需要我們的共同探索。

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