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煤电汞污染控制情况及监测技术分析

2014-10-24 00:37
月城清浅
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  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,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。

  问: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。

  问: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)。

  问: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。

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