【论文推荐】东南大学段钰锋教授团队——燃煤电厂汞排放与控制技术研究进展
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东南大学段钰锋教授团队针对燃煤电厂锅炉和工业锅炉燃烧煤炭带来的严峻的大气汞排放问题，结合我国目前正在实施的燃煤电厂超低排放改造对汞减排的影响，基于我国燃煤电厂“近零排放”长远目标的实施策略，提出实施燃煤电厂汞排放的高效控制技术势在必行，以期对燃煤电厂实现“汞零排放”和副产物中汞的稳定化提供科学参考。
作者
段钰锋，朱 纯，佘 敏，姚 婷，赵士林，汤红健，黄天放，刘 猛
作者单位
东南大学 能源与环境学院 能源热转换及其过程测控教育部重点实验室
摘要
燃煤锅炉排放的汞已成为我国最大的人为汞排放污染源。汞具有神经剧毒性、大气迁移性和生物累积性等特征，对自然环境和人类健康构成严重危害，已在全球范围内引起广泛关注。目前我国燃煤电厂汞排放控制主要采用现有污染物控制装置(APCDs)的协同脱汞技术。随着我国燃煤电厂“近零排放”目标的实施，烟气汞排放浓度、灰渣和废水汞含量的排放限值将日趋严格。笔者首先概述了当前我国燃煤电厂汞污染物大气排放标准快速更新的现状，指出应对日趋严格的汞排放限值需要对燃煤锅炉系统进行深度脱汞。然后介绍了烟气汞浓度检测技术的发展，以应对大气汞排放浓度的监测和监管。第三，综述了燃煤脱汞技术，详述了APCDs协同脱汞、烟气喷射吸附剂脱汞技术的研究进展，指出了新型脱汞吸附剂的研发趋势。第四，论述了我国燃煤电厂正在实施的超低排放改造对汞减排的效果。最后，针对目前燃煤电厂脱汞技术存在的问题，提出前瞻性的脱汞研究课题，以期对燃煤电厂实现“汞零排放”和副产物中汞的稳定化提供科学参考。
文中图表
图1 OHM法取样系统
图2 EPA Method 30B 取样系统
图3 EPA 30B 汞吸附管
图4 Hg-CEMS取样系统
图5 Hg-CEMS原理示意
图6 660 MW燃煤电厂汞取样点分布
图7 EPA Method 30B 和OHM烟气中汞形态浓度
图8 神华集团“超低排放”原则性技术路线
表1 美国新建燃煤电厂汞排放限值
表 2 加拿大新建燃煤电厂汞排放限值
表3 3种Hg2+转化方法对比
表4 EPA Method 30B和OHM 汞测试结果比对
表5 不同氯添加方案的比较
表6 ACI技术在7个燃煤电站的脱汞测试结果
表7 超低排放空气污染物控制装置对污染物的协同脱除作用
结语
面对我国煤炭资源将在今后相当一段时期内仍作为主要一次能源的现状，燃煤电厂锅炉和工业锅炉燃烧煤炭带来的严峻的大气汞排放问题，结合我国目前正在实施的燃煤电厂超低排放改造对汞减排的影响，基于我国燃煤电厂“近零排放”长远目标的实施策略，本文首先对国内外燃煤电厂的汞排放标准进行了比较，阐明了我国目前实施的最严格的燃煤电厂污染物排放标准对烟气汞需要进行深度脱除的必要性和迫切性，实施燃煤电厂汞排放的高效控制技术势在必行。
其次介绍了烟气汞浓度检测技术的发展，强调了建立健全我国燃煤烟气汞排放浓度检测方法和检测标准的必要性和实时性，开发具有自主知识产权汞在线检测设备、实现燃煤电厂汞排放浓度实时监测的重要意义，以应对大气汞排放浓度的监测和监管。
第三，综述了燃煤脱汞技术，详述了APCDs协同脱汞、烟气喷射吸附剂脱汞技术的研究进展，指出提高我国原煤入选率可有效降低汞排放浓度，采用煤中添加剂可有效提高烟气中Hg0向易脱除的Hg2+或Hgp转化，提升现有APCDs的协同脱汞效率还有较大的技术潜力，开发经济高效的燃煤烟气喷射脱汞技术是深度脱汞实现“汞零排放”的必然发展趋势，开发价廉高效的可再生脱汞吸附剂是推动烟气喷射脱汞技术在我国广泛应用和发展的前提条件。
第四，论述了我国燃煤电厂正在实施的超低排放改造对汞减排的脱除效果，讨论了超低排放APCDs对汞脱除的提效作用。
最后，应对目前燃煤电厂脱汞技术存在的问题，提出了前瞻性脱汞研究课题，以期对燃煤电厂实现“汞零排放”和副产物中汞的稳定化提供科学参考。
段钰锋，朱纯，佘敏，等.燃煤电厂汞排放与控制技术研究进展[J].洁净煤技术，2019，25(2):1-17.
DUAN Yufeng,ZHU Chun,SHE Min,et al.Research progress on mercury emission and control technologies in coal-fired power plants[J].Clean Coal Technology，2019，25(2):1-17.
END