【专访】向煤电汞污染说“不”

　　向煤电汞污染说“不”

　　——专访华能集团清洁能源技术研究院高级工程师钟犁

　　编者按

　　汞作为一种剧毒性物质，会对环境、人体产生长期又严重的危害。燃煤烟气中的汞浓度虽然很低，但总量巨大。据联合国环境规划署2010年的数据，全球人为汞排放总量为1960吨，其中，人工/小规模采金和燃煤是全球最主要的人为汞排放源，分别约占人为总排量的37%和25%。

　　目前燃煤电厂汞污染控制情况如何？都有哪些监测手段？采用哪些汞污染控制技术？脱汞效率如何？带着这些疑问，本报记者近日专访了华能集团清洁能源技术研究院高级工程师钟犁。　　

　　中国能源报：目前我国对燃煤电厂汞污染控制重视程度如何？

　　钟犁：中国是世界上第一燃煤大国，目前在我国能源需求总量中煤炭所占比例接近70%，燃煤是我国首要汞排放源，约占1/3。我国对汞污染控制也非常重视，已将汞污染控制工作列入《重金属污染综合防治“十二五”规划》，并在最新的《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）中，规定燃煤电站汞污染排放标准为30 μg/m3，自2015年1月1日起开始执行。而随着燃煤电厂“超洁净排放”目标的提出，旨在使燃煤电厂达到与燃气相当的污染物排放水平，燃煤电厂的汞污染控制也将更为严格。

　　此外，中国还是全球汞公约缔约国之一。全球汞公约是2013年联合国环境规划署为推进全球汞污染物控制而制订的，具有法律约束力。该公约要求大型燃煤发电厂和燃煤锅炉应具备控制汞排放的配套措施。

　　中国能源报：要实现燃煤电厂的汞污染控制，准确监测排放烟气中汞浓度是前提，目前燃煤电厂汞污染控制监测技术发展情况怎么样？

　　钟犁：燃煤电厂排放烟气中的汞浓度很低，仅约为1-20μg/m3，与常规污染物SO2、NOX、粉尘一般几十-几百mg/m3的排放浓度相比，数量级上仅约为后者的万分之一。因此，燃煤烟气中汞浓度的准确监测难度非常大，直到近些年才发展出较为完备的监测方法及体系。

　　目前国际上采用的燃煤电厂大气汞排放监测方法有三种，分别是：安大略法（OHM）、在线连续监测法（30A）、吸附管离线采样法（30B）。

　　中国能源报：那么,这三种方法具体区别在哪？目前,国内针对汞污染主要倾向哪种监测技术？

　　钟犁：安大略法（OHM），是一种燃煤电厂烟气汞分析的标准采样方法，测量范围为0.5-100 μg/Nm3。该方法可以用于不同烟道位置的手工采样监测，而且不仅可以测量总汞，还可以测量烟气中三种不同形态的汞，因此国内外科研机构多采用该方法进行燃煤电厂汞排放监测。但是，该方法操作复杂，极易引入人为误差，而且与其它两种方法相比，OHM法的最低检出限较高。

　　在线连续监测法（美国环保署EPA Method 30A），主要是采用大气汞排放在线连续监测系统Hg-CEMS，对汞排放进行监测。测量范围因厂家而异，典型的可以达到0.02-200 μg/Nm3。采用Hg-CEMS进行监测，可以获得在线的连续汞排放数据，而无需人员进行现场采样监测，可以分别测量气态元素汞和气态二价汞，并且具有三种方法中最低的检出限。然而，由于设备复杂，因此维护成本和难度较高，同时设备昂贵，一般只能测定固定烟道位置的汞排放浓度。

　　吸附管离线采样法（EPA Method 30B），是开展Hg-CEMS比对试验的标准参比方法，同时也适用于电厂的汞排放测试，测量范围为0.1-50 μg/Nm3以上。为了保证30B方法的测量准确性，该方法具有严格的质量控制标准，主要包括：吸附管成对一致性、第2段吸附管贯穿率、加标回收率等。30B方法具有操作简单、方便，仪器便携，测量精度高等优点，主要缺点是：适用于颗粒物浓度相对较低的烟道位置（除尘后），并且方法本身并未介绍汞的形态监测。

　　综合比较，30B方法成本相对较低，监测结果也相对准确，而且操作简单，适合推广应用。国际上在手工测量燃煤电厂大气总汞排放时，已经广泛采用30B方法，实践证明其应用效果很好。我国也正在根据30B方法制定相关燃煤电厂汞排放监测方法。

　　但是，30B方法不适用于颗粒物浓度较高场合的汞排放监测、不支持汞形态监测。目前华能集团清洁能源技术研究院针对此问题开展了吸附管离线采样方法的拓展应用研究工作。研究发现，利用吸附管采样法测量烟气总汞，通过采取防尘、控温等措施，可以保证测量结果的准确性；而对于燃煤电厂排放烟气，利用汞形态吸附管，也可以准确测出烟气中汞的形态。

　　中国能源报：目前，燃煤电厂就汞污染控制普遍采用哪些措施，脱汞效率能达到多少？

　　钟犁：利用现有的脱硫、脱硝、除尘等烟气净化系统，燃煤电厂可以实现一定的协同脱汞效果，但如果希望获得较高的脱汞效率，还需采用专用的脱汞技术如氧化脱汞技术和吸附脱汞技术。

　　氧化脱汞技术是通过在煤、烟气、脱硝催化剂中加入氧化性添加剂、催化剂等措施，促使汞的氧化，从而提高脱汞效率，并尤其适用于装有湿法烟气脱硫系统的电厂。

　　吸附脱汞技术，是利用活性炭、改性活性炭等吸附剂与烟气接触，实现对汞的吸附脱除，吸附剂一般被后续布袋或静电除尘器捕集。

　　目前来看，吸附脱汞技术脱汞效率较高，适应性较广，但投资和运行成本也高，这项技术美国用的较多；相比之下，氧化脱汞技术投资和运行成本较低，脱汞效率也相差无几。鉴于湿法烟气脱硫在我国燃煤电厂应用非常广，约占总烟气脱硫的85%，因此，我国燃煤电厂普遍采用以氧化协同脱汞技术为主，吸附脱汞技术为辅的汞污染控制技术路线。

　　在脱汞效率方面，2012年7月，华能清洁能源研究院曾利用氧化脱汞技术在北京某电厂建成了我国首套全流量烟气汞污染控制系统。运行两年的结果表明：汞脱除效率达到了80%以上，在最优工况下，脱汞效率达到90.0%，其排放浓度不仅远低于我国的燃煤电厂汞排放标准，而且可以满足全球最为严格的美国标准（约合1 μg/m3）。

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