燃煤电厂烟气脱汞技术探讨及适用性探讨

摘 要：随着全球变暖日益加深，人们发现罪魁祸首是一些气体在破坏大气层，使得紫外线的强度很大这才导致全球变暖。而那些气体大多数都是些酸性气体比如二氧化硫和一些氮氧化物，这些气体的超标排放有一部分是因为燃煤的气体产生的。众所周知，我国的能源体系的核心还是以煤炭能源为主，但是煤炭这种能源排出的气体污染程度最大，在这些有害成分中有一种成分对人体的伤害最大——重金属汞。所以现在对于煤炭的清洁方法层出不穷，为了使得煤炭这种在我国能源结构中占有很大一部分的能源达标，对于燃煤烟气必须脱汞。本文通过对脱汞技术的探讨从现在用的一些方法，比如氧化吸收法，催化氧化法等的研究现状和这些方法的优缺点分析，得出这些方法的适用性，希望可以从中给出一些建议来最大程度的降低燃煤烟气中的重金属汞的含量。

关键词：燃煤电厂;烟气脱汞;技术探讨;适用性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.153

我国的能源体系不是那么复杂，煤炭能源在我国的能源体系中始终占到举足轻重的地位。因为我国的煤炭资源储量丰富，在我国的山西等地方，煤炭几乎是每家每户的院子里都可以挖到，所以山西也凭借煤炭大省发展迅速。而且煤炭能源开发成本很低，在我国经济发展迅速的阶段，这种能源无疑为我国发展起到了一个巨大推动作用。

1 我国燃煤电厂的现状

随着我国的经济发展已经初具规模，我国对于环境问题也开始重视起来，那么由于我国初期对于煤炭的处理很简单，导致燃煤烟气中的很大一部分有害物质都严重超标，比如一些酸性气体的排放，我国一些燃煤工厂所排放的酸性气体比安全的含量都超标了好几十倍。而且燃煤烟气中存在一种对于人体有很大危害的成分，重金属汞。重金属会破坏人体中的蛋白质，极大的损害人们的身体健康。而且重金属中毒基本上是没有治疗手段的，所以我们要做的就是降低汞的排放量，使其达到一个安全的含量。

2 对于酸性气体的控制设备对汞的脱除有协同作用

现在由于我国开始对于酸性气体的控制，使得煤炭能源中所含有的硫元素和氮元素含量都大大降低。我国基本上的所有燃煤电厂都做了关于降低氮元素的举措，安装了脱硫脱硝的装置，这些装置对于一些汞元素的除去有协同作用。比如除尘装置是利用了吸附的原理，而这些装置在吸附的时候也是适量的吸附一部分汞元素。因此可以看出在煤炭清理方面，可以将一些有害物质统一性处理，比如在除尘问题上，既然除尘装置可以吸附一部分汞元素，那么我们可以考虑如何将除尘和脱汞统一化，如果通过改变一些条件使得这个装置也能达到脱汞的效果。所以说现在所用的装置也可以给我们脱汞提供一个很好的思路。而且我们也可以通过一步步的除尘，脱硫，脱硝来尽可能降低煤炭中的汞含量。

3 烟气脱汞技术

近年来一些发达国家对于烟气脱汞的技术已经相对成熟，我们从他们国家的脱汞技术中吸收经验和方法，然后从我国国情出发，找到一套适合我国的烟气脱汞技术。

3.1 氧化吸收法

氧化吸收法就是利用强氧化剂将零价汞元素氧化为高价汞元素，然后将高价汞元素转化为化合物将其从烟气中分离出来达到烟气脱汞的目的。强氧化剂的选用中，我们从实验中发现，臭氧的氧化性比较强而且需要的条件也很简单，稍稍加热就可以氧化百分之九十以上的Hg0。但是臭氧的保存条件比较苛刻，对于保存设备的建立简直是天价，所以有人提出一种方法，利用一种化合物与烟气中的氧气反应生成臭氧，以此来氧化Hg0，这种化合物就是黄磷乳浊液，它可以与氧气反应生成臭氧和氧原子从而达到氧化Hg0的目的。还有一种氧化吸收法就是用我们大家都熟悉的一种氧化剂——高氯氧化物。

臭氧氧化，虽然要求的条件很简单，但是成本太高，畢竟臭氧是一种极难保存的氧化剂，虽然通过黄磷乳浊液可以解决保存臭氧的问题，但是黄磷乳浊液的成本太高，而高氯化合物是在市场上流通的一种氧化剂，所以相对来说，这种氧化剂的成本相对较低，而且效果通过改良也可以达到我们所预期的效果。

氧化吸收法不仅仅只有我上述的两个方法，毕竟氧化剂的种类还是太多了所以我们的氧化吸收法的方法也很多，比如用来当作医用消毒水的过氧化氢也可以达到氧化Hg0的目的，就是说氧化吸收法可以选择多种氧化剂来氧化Hg0从而使其价态提高化为化合物从烟气中分离。

3.2 活性炭吸附脱汞

对于活性炭，很多人都不陌生，对于一些除味剂都有活性炭的字眼出现，但是那是家用活性炭，是经过处理的活性炭，这种活性炭的作用也仅仅局限于除味剂而已。对于纯活性炭，它并不是只有碳这一种元素，它还具有许多的官能团，而活性炭的化学性质就由这些官能团来决定，有一些官能团是具有氧化性的，比如碳氧双键也就是羰基，和羧基，这些官能团由于具有氧化性，所以它们为吸附汞元素起了举足轻重的作用。因为活性炭吸附汞的过程就是氧化性官能团与汞的反应过程。但是如果在常温下，活性炭吸附汞的能力太小，所以我们应该通过改变一些条件从而提高活性炭吸附汞的效率。比如通过煅烧等方法来提高活性炭中的氧化性官能团的数目从而提高活性炭的吸附效率。而且活性炭的吸附分为化学吸附和物理吸附，通过研究发现物理吸附主要与活性炭的比表面积有关，也就是与活性炭的物理结构有关，但是当温度增大时，活性炭的吸附能力主要还是体现在化学吸附上，也就是氧化性官能团的数目上。

4 结语

所以现在对于煤炭的清洁方法层出不穷，为了使得煤炭这种在我国能源结构中占有很大一部分的能源达标，对于燃煤烟气必须脱汞。本文通过对脱汞技术的探讨从现在用的一些方法，比如氧化吸收法，催化氧化法等的研究现状和这些方法的优缺点分析，得出这些方法的适用性，希望可以从中给出一些建议来最大程度的降低燃煤烟气中的重金属汞的含量。

参考文献：

[1]张璧，罗光前，徐萍等.煤热解气中汞连续测量方法及应用[J].工程热物理学报，2015，36（01）：215-219.

[2]夏文青，黄亚继，李睦.燃煤脱汞技术研究进展[J].能源研究与利用，2015（06）：24-29.

[3]王红妍，王宝冬，李俊华等.燃煤烟气中单质汞的催化氧化技术研究进展[J].材料导报，2017，31（04）：114-128.

作者简介：赵浩宇（1998-），男，山东诸城人，学士在读，主要从事应用化学相关的专业研究。