汞作為一種劇毒性物質(zhì)，會對環(huán)境、人體產(chǎn)生長期又嚴(yán)重的危害。燃煤煙氣中的汞濃度雖然很低，但總量巨大。據(jù)聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署2010年的數(shù)據(jù)，全球人為汞排放總量為1960噸，其中，人工/小規(guī)模采金和燃煤是全球最主要的人為汞排放源，分別約占人為總排量的37%和25%。
目前燃煤電廠汞污染控制情況如何?都有哪些監(jiān)測手段?采用哪些汞污染控制技術(shù)?脫汞效率如何?帶著這些疑問，本報記者近日專訪了華能集團清潔能源技術(shù)研究院高級工程師鐘犁。
中國能源報：目前我國對燃煤電廠汞污染控制重視程度如何?
鐘犁：中國是世界上第一燃煤大國，目前在我國能源需求總量中煤炭所占比例接近70%，燃煤是我國首要汞排放源，約占1/3。我國對汞污染控制也非常重視，已將汞污染控制工作列入《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》，并在最新的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)中，規(guī)定燃煤電站汞污染排放標(biāo)準(zhǔn)為30 μg/m3，自2015年1月1日起開始執(zhí)行。而隨著燃煤電廠“超潔凈排放”目標(biāo)的提出，旨在使燃煤電廠達到與燃?xì)庀喈?dāng)?shù)奈廴疚锱欧潘?，燃煤電廠的汞污染控制也將更為嚴(yán)格。
此外，中國還是全球汞公約締約國之一。全球汞公約是2013年聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署為推進全球汞污染物控制而制訂的，具有法律約束力。該公約要求大型燃煤電廠和燃煤鍋爐應(yīng)具備控制汞排放的配套措施。
中國能源報：要實現(xiàn)燃煤電廠的汞污染控制，準(zhǔn)確監(jiān)測排放煙氣中汞濃度是前提，目前燃煤電廠汞污染控制監(jiān)測技術(shù)發(fā)展情況怎么樣?
鐘犁：燃煤電廠排放煙氣中的汞濃度很低，僅約為1-20μg/m3，與常規(guī)污染物SO2、NOX、粉塵一般幾十-幾百mg/m3的排放濃度相比，數(shù)量級上僅約為后者的萬分之一。因此，燃煤煙氣中汞濃度的準(zhǔn)確監(jiān)測難度非常大，直到近些年才發(fā)展出較為完備的監(jiān)測方法及體系。
目前國際上采用的燃煤電廠大氣汞排放監(jiān)測方法有三種，分別是：安大略法(OHM)、在線連續(xù)監(jiān)測法(30A)、吸附管離線采樣法(30B)。
中國能源報：那么,這三種方法具體區(qū)別在哪?目前,國內(nèi)針對汞污染主要傾向哪種監(jiān)測技術(shù)?
鐘犁：安大略法(OHM)，是一種燃煤電廠煙氣汞分析的標(biāo)準(zhǔn)采樣方法，測量范圍為0.5-100 μg/Nm3。該方法可以用于不同煙道位置的手工采樣監(jiān)測，而且不僅可以測量總汞，還可以測量煙氣中三種不同形態(tài)的汞，因此國內(nèi)外科研機構(gòu)多采用該方法進行燃煤電廠汞排放監(jiān)測。但是，該方法操作復(fù)雜，極易引入人為誤差，而且與其它兩種方法相比，OHM法的最低檢出限較高。
在線連續(xù)監(jiān)測法(美國環(huán)保署EPA Method 30A)，主要是采用大氣汞排放在線連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)Hg-CEMS，對汞排放進行監(jiān)測。測量范圍因廠家而異，典型的可以達到0.02-200 μg/Nm3。采用Hg-CEMS進行監(jiān)測，可以獲得在線的連續(xù)汞排放數(shù)據(jù)，而無需人員進行現(xiàn)場采樣監(jiān)測，可以分別測量氣態(tài)元素汞和氣態(tài)二價汞，并且具有三種方法中最低的檢出限。然而，由于設(shè)備復(fù)雜，因此維護成本和難度較高，同時設(shè)備昂貴，一般只能測定固定煙道位置的汞排放濃度。
吸附管離線采樣法(EPA Method 30B)，是開展Hg-CEMS比對試驗的標(biāo)準(zhǔn)參比方法，同時也適用于電廠的汞排放測試，測量范圍為0.1-50 μg/Nm3以上。為了保證30B方法的測量準(zhǔn)確性，該方法具有嚴(yán)格的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，主要包括：吸附管成對一致性、第2段吸附管貫穿率、加標(biāo)回收率等。30B方法具有操作簡單、方便，儀器便攜，測量精度高等優(yōu)點，主要缺點是：適用于顆粒物濃度相對較低的煙道位置(除塵后)，并且方法本身并未介紹汞的形態(tài)監(jiān)測。
綜合比較，30B方法成本相對較低，監(jiān)測結(jié)果也相對準(zhǔn)確，而且操作簡單，適合推廣應(yīng)用。國際上在手工測量燃煤電廠大氣總汞排放時，已經(jīng)廣泛采用30B方法，實踐證明其應(yīng)用效果很好。我國也正在根據(jù)30B方法制定相關(guān)燃煤電廠汞排放監(jiān)測方法。
但是，30B方法不適用于顆粒物濃度較高場合的汞排放監(jiān)測、不支持汞形態(tài)監(jiān)測。目前華能集團清潔能源技術(shù)研究院針對此問題開展了吸附管離線采樣方法的拓展應(yīng)用研究工作。研究發(fā)現(xiàn)，利用吸附管采樣法測量煙氣總汞，通過采取防塵、控溫等措施，可以保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性;而對于燃煤電廠排放煙氣，利用汞形態(tài)吸附管，也可以準(zhǔn)確測出煙氣中汞的形態(tài)。
中國能源報：目前，燃煤電廠就汞污染控制普遍采用哪些措施，脫汞效率能達到多少?
鐘犁：利用現(xiàn)有的脫硫、脫硝、除塵等煙氣凈化系統(tǒng)，燃煤電廠可以實現(xiàn)一定的協(xié)同脫汞效果，但如果希望獲得較高的脫汞效率，還需采用專用的脫汞技術(shù)如氧化脫汞技術(shù)和吸附脫汞技術(shù)。
氧化脫汞技術(shù)是通過在煤、煙氣、脫硝催化劑中加入氧化性添加劑、催化劑等措施，促使汞的氧化，從而提高脫汞效率，并尤其適用于裝有濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的電廠。
吸附脫汞技術(shù)，是利用活性炭、改性活性炭等吸附劑與煙氣接觸，實現(xiàn)對汞的吸附脫除，吸附劑一般被后續(xù)布袋或靜電除塵器捕集。
目前來看，吸附脫汞技術(shù)脫汞效率較高，適應(yīng)性較廣，但投資和運行成本也高，這項技術(shù)美國用的較多;相比之下，氧化脫汞技術(shù)投資和運行成本較低，脫汞效率也相差無幾。鑒于濕法煙氣脫硫在我國燃煤電廠應(yīng)用非常廣，約占總煙氣脫硫的85%，因此，我國燃煤電廠普遍采用以氧化協(xié)同脫汞技術(shù)為主，吸附脫汞技術(shù)為輔的汞污染控制技術(shù)路線。
在脫汞效率方面，2012年7月，華能清潔能源研究院曾利用氧化脫汞技術(shù)在北京某電廠建成了我國首套全流量煙氣汞污染控制系統(tǒng)。運行兩年的結(jié)果表明：汞脫除效率達到了80%以上，在最優(yōu)工況下，脫汞效率達到90.0%，其排放濃度不僅遠(yuǎn)低于我國的燃煤電廠汞排放標(biāo)準(zhǔn)，而且可以滿足全球最為嚴(yán)格的美國標(biāo)準(zhǔn)(約合1 μg/m3)。
目前燃煤電廠汞污染控制情況如何?都有哪些監(jiān)測手段?采用哪些汞污染控制技術(shù)?脫汞效率如何?帶著這些疑問，本報記者近日專訪了華能集團清潔能源技術(shù)研究院高級工程師鐘犁。
中國能源報：目前我國對燃煤電廠汞污染控制重視程度如何?
鐘犁：中國是世界上第一燃煤大國，目前在我國能源需求總量中煤炭所占比例接近70%，燃煤是我國首要汞排放源，約占1/3。我國對汞污染控制也非常重視，已將汞污染控制工作列入《重金屬污染綜合防治“十二五”規(guī)劃》，并在最新的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)中，規(guī)定燃煤電站汞污染排放標(biāo)準(zhǔn)為30 μg/m3，自2015年1月1日起開始執(zhí)行。而隨著燃煤電廠“超潔凈排放”目標(biāo)的提出，旨在使燃煤電廠達到與燃?xì)庀喈?dāng)?shù)奈廴疚锱欧潘?，燃煤電廠的汞污染控制也將更為嚴(yán)格。
此外，中國還是全球汞公約締約國之一。全球汞公約是2013年聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署為推進全球汞污染物控制而制訂的，具有法律約束力。該公約要求大型燃煤電廠和燃煤鍋爐應(yīng)具備控制汞排放的配套措施。
中國能源報：要實現(xiàn)燃煤電廠的汞污染控制，準(zhǔn)確監(jiān)測排放煙氣中汞濃度是前提，目前燃煤電廠汞污染控制監(jiān)測技術(shù)發(fā)展情況怎么樣?
鐘犁：燃煤電廠排放煙氣中的汞濃度很低，僅約為1-20μg/m3，與常規(guī)污染物SO2、NOX、粉塵一般幾十-幾百mg/m3的排放濃度相比，數(shù)量級上僅約為后者的萬分之一。因此，燃煤煙氣中汞濃度的準(zhǔn)確監(jiān)測難度非常大，直到近些年才發(fā)展出較為完備的監(jiān)測方法及體系。
目前國際上采用的燃煤電廠大氣汞排放監(jiān)測方法有三種，分別是：安大略法(OHM)、在線連續(xù)監(jiān)測法(30A)、吸附管離線采樣法(30B)。
中國能源報：那么,這三種方法具體區(qū)別在哪?目前,國內(nèi)針對汞污染主要傾向哪種監(jiān)測技術(shù)?
鐘犁：安大略法(OHM)，是一種燃煤電廠煙氣汞分析的標(biāo)準(zhǔn)采樣方法，測量范圍為0.5-100 μg/Nm3。該方法可以用于不同煙道位置的手工采樣監(jiān)測，而且不僅可以測量總汞，還可以測量煙氣中三種不同形態(tài)的汞，因此國內(nèi)外科研機構(gòu)多采用該方法進行燃煤電廠汞排放監(jiān)測。但是，該方法操作復(fù)雜，極易引入人為誤差，而且與其它兩種方法相比，OHM法的最低檢出限較高。
在線連續(xù)監(jiān)測法(美國環(huán)保署EPA Method 30A)，主要是采用大氣汞排放在線連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)Hg-CEMS，對汞排放進行監(jiān)測。測量范圍因廠家而異，典型的可以達到0.02-200 μg/Nm3。采用Hg-CEMS進行監(jiān)測，可以獲得在線的連續(xù)汞排放數(shù)據(jù)，而無需人員進行現(xiàn)場采樣監(jiān)測，可以分別測量氣態(tài)元素汞和氣態(tài)二價汞，并且具有三種方法中最低的檢出限。然而，由于設(shè)備復(fù)雜，因此維護成本和難度較高，同時設(shè)備昂貴，一般只能測定固定煙道位置的汞排放濃度。
吸附管離線采樣法(EPA Method 30B)，是開展Hg-CEMS比對試驗的標(biāo)準(zhǔn)參比方法，同時也適用于電廠的汞排放測試，測量范圍為0.1-50 μg/Nm3以上。為了保證30B方法的測量準(zhǔn)確性，該方法具有嚴(yán)格的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，主要包括：吸附管成對一致性、第2段吸附管貫穿率、加標(biāo)回收率等。30B方法具有操作簡單、方便，儀器便攜，測量精度高等優(yōu)點，主要缺點是：適用于顆粒物濃度相對較低的煙道位置(除塵后)，并且方法本身并未介紹汞的形態(tài)監(jiān)測。
綜合比較，30B方法成本相對較低，監(jiān)測結(jié)果也相對準(zhǔn)確，而且操作簡單，適合推廣應(yīng)用。國際上在手工測量燃煤電廠大氣總汞排放時，已經(jīng)廣泛采用30B方法，實踐證明其應(yīng)用效果很好。我國也正在根據(jù)30B方法制定相關(guān)燃煤電廠汞排放監(jiān)測方法。
但是，30B方法不適用于顆粒物濃度較高場合的汞排放監(jiān)測、不支持汞形態(tài)監(jiān)測。目前華能集團清潔能源技術(shù)研究院針對此問題開展了吸附管離線采樣方法的拓展應(yīng)用研究工作。研究發(fā)現(xiàn)，利用吸附管采樣法測量煙氣總汞，通過采取防塵、控溫等措施，可以保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性;而對于燃煤電廠排放煙氣，利用汞形態(tài)吸附管，也可以準(zhǔn)確測出煙氣中汞的形態(tài)。
中國能源報：目前，燃煤電廠就汞污染控制普遍采用哪些措施，脫汞效率能達到多少?
鐘犁：利用現(xiàn)有的脫硫、脫硝、除塵等煙氣凈化系統(tǒng)，燃煤電廠可以實現(xiàn)一定的協(xié)同脫汞效果，但如果希望獲得較高的脫汞效率，還需采用專用的脫汞技術(shù)如氧化脫汞技術(shù)和吸附脫汞技術(shù)。
氧化脫汞技術(shù)是通過在煤、煙氣、脫硝催化劑中加入氧化性添加劑、催化劑等措施，促使汞的氧化，從而提高脫汞效率，并尤其適用于裝有濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的電廠。
吸附脫汞技術(shù)，是利用活性炭、改性活性炭等吸附劑與煙氣接觸，實現(xiàn)對汞的吸附脫除，吸附劑一般被后續(xù)布袋或靜電除塵器捕集。
目前來看，吸附脫汞技術(shù)脫汞效率較高，適應(yīng)性較廣，但投資和運行成本也高，這項技術(shù)美國用的較多;相比之下，氧化脫汞技術(shù)投資和運行成本較低，脫汞效率也相差無幾。鑒于濕法煙氣脫硫在我國燃煤電廠應(yīng)用非常廣，約占總煙氣脫硫的85%，因此，我國燃煤電廠普遍采用以氧化協(xié)同脫汞技術(shù)為主，吸附脫汞技術(shù)為輔的汞污染控制技術(shù)路線。
在脫汞效率方面，2012年7月，華能清潔能源研究院曾利用氧化脫汞技術(shù)在北京某電廠建成了我國首套全流量煙氣汞污染控制系統(tǒng)。運行兩年的結(jié)果表明：汞脫除效率達到了80%以上，在最優(yōu)工況下，脫汞效率達到90.0%，其排放濃度不僅遠(yuǎn)低于我國的燃煤電廠汞排放標(biāo)準(zhǔn)，而且可以滿足全球最為嚴(yán)格的美國標(biāo)準(zhǔn)(約合1 μg/m3)。
