[科普中国]-含汞废气治理技术

目录1.释义2. 大气中汞的来源3. 燃煤排放源控制方法4. 含汞废气治理技术释义

汞是一种液态金属，在常温即可蒸发而进入大气。空气中的汞包括汞蒸气和汞化合物粉尘。铅排放主要来源于人类活动，包括汞矿开采与冶炼，金、银、铅共生矿的开采、冶炼，一些汞制品及汞化合物生产厂，用汞的氯碱厂、有机化工厂，馏金作业点以及矿物燃料燃烧、垃圾焚烧炉等均会有汞的污物排放。其中，燃煤电厂是汞向大气排入的最主要来源。

锅炉燃烧过程中，煤中汞受热挥发以汞蒸汽的形式存在于烟气中，在炉内高温条件下，几乎所有煤中的汞(包括无机汞和有机汞)转变成元素汞并以气态形式停留于烟气中。据估计，残留在底灰中的汞含量一般小于总汞的2%，绝大部分汞随烟气排放进入大气中。

锅炉燃烧烟气中汞的形态主要有气态元素态汞(Hg)、气态二价汞(Hg)和颗粒态汞(Hgp)三种形态存在。不同形态的汞在大气中物理和化学性质有很大差异。在锅炉燃烧过程中，煤中的汞几乎全部以Hg的形式进人烟气中，部分Hg在烟气冷却过程中被氧化，其中以HgCl：为主，另外还有Hg、HgSO4。和Hg(N03)2·2H20。颗粒态的固相汞容易被飞灰吸附，经过除尘装置时能被除尘器去除，转化到灰渣中。Hg化学性质不稳定，在烟气中易被氧化，这部分汞所占比例较高且相对较容易被去除。而元素汞Hgo具有较高的蒸汽压且难溶于水，是相对比较稳定的形态，难以被污染控制设备收集而直接排人大气，所以提高Hg氧化成Hg的比例，可有效控制燃煤电厂汞的排放量。

大气中汞的来源汞矿的天然释放、蒸发进入大气浓度低，一般不污染环境。人类的生产活动是汞污染的主要原因。2

水银电解法生产高质量烧碱，造成严重的汞污染。汞的无机和有机化合物生产，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环境污染。

汞冶炼，包括汞火法冶炼，高温下烧结汞矿石，汞蒸气随炉气进入大气。

含汞铅锌矿、硫化矿的冶炼，汞蒸气进入烟气。

仪器仪表工业中水银湿度计、血压计、气压计、水银整流器，由于热加工造成汞蒸气散发。

燃煤排放源控制方法汞及其化合物在大气中主要以蒸汽状态存在，煤燃烧是大气中汞的最大来源。针对燃煤排放源，其控制方法有三类：燃烧前脱汞、燃烧中脱汞和燃烧后脱汞。

燃烧前脱汞是一种建立在煤粉中有机物质和无机物质的密度及亲和性不同的基础上的物理清洗技术。主要方法有洗选煤技术和烟煤温和热解。采用传统的重介选和泡沫浮选，以及更先进的洗煤技术能减少煤中的汞含量，达到燃煤减排汞的目的。有研究表明，传统的洗煤技术能够去除煤中约38．8%的汞，而先进的化学物理洗煤技术去除率能够达到64．5%。与燃烧后净化设备去除相比具有较大的经济效益优势。根据汞的挥发特性，在不损失碳素的温度条件下，通过烟煤温和热解从而降低汞的排放量。美国针对高挥发分烟煤和低挥发分烟煤温和热解后与原煤进行试验比较，发现温和热解能有效降低汞的排放量。

目前，燃烧中脱汞的专门技术研究得比较少，主要通过改进反应釜和控制合适的燃烧温度使汞形成易于捕集的形态。烟气中Hg“化合物较易溶于水，H92+的比例将直接影响汞的去除效果。例如采用一些燃烧控制技术，可对汞的处理产生积极作用：①流化床燃烧脱汞。此法能降低烟气中汞和其他微量重金属的排放，主要是因为颗粒物在炉内滞留时间较长，增加了颗粒对汞的吸附。②低氮燃烧。此法有利于汞的控制，是由于其操作温度较低，增加了烟气中氧化态汞的含量，而氧化态汞容易处理。③炉膛喷人吸附剂。针对H92+容易被吸附去除的机理，在烟气进入脱硫塔前，投加某种催化剂或添加剂如钯类、碳基类物质，它们可促使HgO氧化形成Hg“化合物，提高HgO氧化成H92+的比例，再用吸附剂吸附Hg“，可有效控制汞污染。

燃烧后脱汞(烟气脱汞)是汞污染控制的主要方式。治理含汞废气的方法很多，有吸收法、吸附法、冷凝法和气相升华反应法等，其中以吸收法应用广。3

含汞废气治理技术（1）吸附法4

有树脂吸附、分子筛吸附和活性炭吸附．国内主要用活性炭吸附法。

（2）化学试剂吸洗收法

①次氯酸钠法 锦州金城造纸厂采用氯碱厂精制盐水与次氯酸钠配成吸收碱(含氯化钠150～250克/升，有效氯5~25克/升，pH9—10)，在填料塔内接触吸收汞蒸汽，生成氯汞络离子。含汞吸收液循环使用，其中汞含量超过500毫克/升可掺入水银电解槽入1：3的精盐水中，示离子在电解槽中被阴极还原为金属汞留于电解槽中得以回收，．吸收后的氢再经纤维除雾器进一步净化。经处理后的氢气含汞量为0.002~0.02毫克/m。

②碘络合法 从含汞的硫烟中回收汞。利用烟气中的二氧化硫作氧化剂，使烟气中的汞形成稳定的络合物溶解于吸收液中，达到净化目的。除汞后的烟气适于制取硫酸。通过电解提取获得金属汞，并使吸收液再生。本法处理后尾气含汞量达到排放标准。

③多硫化钠吸收法 贵州汞矿高炉及沸腾炉冷凝后尾气及蒸馏炉均排出含汞气体。该矿采用焦炭填料喷洒硫化钠溶液回收汞，半工业性试验除汞效率可达96.7%，汞以硫化汞的形式吸收。

④高锰酸钾溶液吸收法 采用高锰酸钾溶液吸收净化含汞废气。吸收液浓度0．084～0．5%，喷淋量1.0~2.2m/时，尾气含汞量在8100～290的微克/米，可使净化后尾气含汞量稳定在10微克/米以下，净化率达99．9%以上。

⑤过硫酸铵溶液吸收法 用过硫酸铵溶液，通过文丘里一复挡旋风分离器等装置，将汞氧化成硫酸汞，每1吨溶液可使用二、三个月，．净化后车间内外空气中含汞浓度0．0003毫克/米，低于国家标准。该法使汞基本全部回收，且动力消耗少，占地小，造价低，无堵塞等问题，为较新较好的汞蒸汽处理法。

⑥热浓酸洗涤法 采用过热浓硫酸洗涤法回收汞的半工业性试验。采用冲击洗涤器一旋风除沫器一酸洗塔流程，进气量250—400标米/时，汞的脱除率达90%。从冲击洗涤器排出的含汞污酸，在浓密槽冷却后，其中大部分硫酸汞沉淀祈出，沉淀进一步处理回收汞，上层清液返回冲击器。 ”’

⑦二氧化锰一硫酸吸收法 用二氧化锰一硫酸法吸收含汞量为0.2—0.4毫克/米的废气，吸收率达9Q%。处理后废气含汞低于0．001毫克/米。