不同测试条件对燃煤电厂烟气汞测定结果的影响

2017-11-07綦振华新疆维吾尔自治区环境监测总站新疆乌鲁木齐830011

化工管理 2017年25期

綦振华(新疆维吾尔自治区环境监测总站,新疆乌鲁木齐 830011)

綦振华(新疆维吾尔自治区环境监测总站,新疆乌鲁木齐 830011)

EPA 30B方法是利用活性碳吸附管采样以及热解析或萃取技术，测定燃煤电厂烟气中气态总汞的方法。本文针对基于30B法的测试的不同采样系统(仪器)，不同采样流量，不同活性炭管在同一条件下进行采样，用于确定不同客观条件下如何对烟气汞准确进行采样分析。

EPA 方法30B;燃煤电厂;汞

我国《重金属污染综合防治“十二五”规划》已将汞作为重点防控的五种重金属之一[1]。环保部2011年7月发布了新《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)，首次增加了燃煤锅炉烟气中汞及其化合物的排放标准，将汞的排放限值确定为0.03 mg/m3[2]，表明环保部门对汞排放的管理有了新的突破。为了准确掌握燃煤电厂汞排放状况、测算了燃煤电厂汞排放总量，并提出燃煤汞污染控制的有效措施，对燃煤电厂排放的烟气汞进行监测已变得日益重要。

由于新疆有较丰富的煤炭资源，近几年大型燃煤电厂、煤化工行业及金属冶炼加工自备电厂如雨后春笋般开工建设，形成了数量多、装机总容量大，逐年递增的趋势。

截至2014年底，全区发电装机总容量5121万千瓦，当年净增1169万千瓦。其中，统调公用机组装机容量3421万千瓦；企业自备电厂装机容量1700万千瓦。全区电源结构以火电机组为主，装机3337万千瓦，占总装机容量的65.2%，其中，燃煤机组3311.7万千瓦，余热余压余尾气发电机组合计25.3万千瓦。风电、水电和太阳能等可再生能源发电装机合计1784万千瓦，占34.8%。

如此大的装机容量每年煤炭消耗量也是巨大的，而与煤碳燃烧相关的污染物的排放量呈逐年递增趋势，我区已进入以煤炭燃烧为汞的主要排放途径的阶段。因此，准确的测量烟气汞的排放是对环境管理部门提供可靠数据的基础。

1 采样设备对测定结果的影响

选用同种活性炭吸附管，不同生产厂家的便携式烟气汞采样系统(1套进口采样设备，两套国产采样设备)，对同一台机组脱硫后烟气中的汞浓度进行测定，采样断面、采样点位、采样流量及采样时间(包括采样开始时间、采样结束时间)保持一致，对烟气中汞浓度的测定值进行分析比较。

表1 不同采样系统采样条件的设定

表2 不同采样系统采集样品中汞浓度测定结果

表3 本底实验

表4 采样条件的设定

表5 不同吸附管所得到样品中汞浓度的测定结果

2 活性炭吸附管对测定结果的影响

选用同种生产厂家的便携式烟气汞采样系统，不同活性炭吸附管，对同一台机组脱硫后烟气中的汞浓度进行测定，采样断面、采样点位、采样流量及采样时间(包括采样开始时间、采样结束时间)保持一致，对烟气中汞浓度的测定值进行分析比较。

3 采样流量对测定结果的影响

选用同种生产厂家的便携式烟气汞采样系统以及同种活性炭吸附管，对同一台机组脱硫后烟气中的汞浓度进行测定，采样断面、采样点位、采样时间(包括采样开始时间、采样结束时间)保持一致，采用不同采样流量(0.3L/min、1.0L/min)，对烟气中汞浓度的测定值进行分析比较。

4 结语

(1)本底值实验：进口管和国产管中活性炭的汞含量水平基本一致，均低于5 ng。目前国产管中的吸附剂(椰壳制得的活性炭)大部分从国外购置，在国内完成填装，因此出现进口管和国产管中活性炭的汞含量水平基本一致的现象。

(2)两种国产烟气汞采样系统性能相当，均满足监测要求。采集得到的样品测定结果相对偏差分别为2.57%、0.22%，满足EPA 30B方法质控要求。(当烟气中汞浓度大于1.0μg/m3时，平行样测定结果相对偏差不大于20%)。

(3)不同厂家活性炭吸附管对测定结果有一定的影响，进口活性炭吸附管粒径最小、均匀，比表面积最大，数据对相对偏差最小，平行性较好；国产X活性炭吸附管活性炭粒径小、不均匀，比表面积小，数据对相对偏差较小，平行性好；国产Y活性炭吸附管活性炭粒径最大、均匀，比表面积最小，数据对相对偏差小，平行性好。进口活性炭吸附管价格较高，国产活性炭吸附管价格适中，便于推广，但需要进一步提高吸附管对烟气汞的捕集率。

(4)相同采样时间，以1.0L/min采样比以 0.3L/min采样所得样品相对偏差较小，平行性好，但是以大流量(大于1.0L/min)采样时，国产Y吸附管对烟气中汞的捕集效率较低；进口吸附管、国产X吸附管对烟气中汞的捕集效率较高。分析原因，与Y活性炭吸附管中的活性炭粒径过大、比表面积小有关。

[1]环境保护部.重金属污染综合防治“十二五”规划[M].

[2]火电厂大气污染物排放标准GB13223-2011[S].

[3]ASTM Standard．Standard Test Method for Elemental，Oxidized，Particle-Bound，and Total Mercury in Flue Gas Generated from Coal-Fired Stationary Sources(Ontario-Hydro).Designation:D6784-02[S].Washington DC:USEPA，2008．

[4]固定污染源废气汞的测定冷原子吸收分光光度法(暂行)(HJ 543-2009)[S].

[5]Determination Of Total Vapor Phase Mercury Emissions From Coal-Fired CombustionSources Using Carbon Sorbent Traps.