第02章 汞的相关知识介绍.ppt

1、汞的相关知识介绍,主要内容,汞的危害及排放 汞的形态分析 汞的排放控制技术,汞的理化性质,化学式：Hg 原子量：200.59 性状：是常温状态下唯一能呈液态的金属，呈银白色 沸点：356.58 熔点：-38.87 相对密度：13.54g/cm3 蒸气压：在0、20、30时分别为0.24、0.16、0.39Pa 挥发性：常温下即能蒸发，温度愈高，蒸发愈快。20时空气汞饱和浓度为15mg/m3。 溶解度：不溶于水，能溶于类脂质，易溶于硝酸及硫酸，不与碱液反应。,汞的危害及排放,对人体的危害（主要为甲基汞的危害） 美国国家研究委员会（NRC）调查公众摄入鱼中的甲基汞（CH3Hg ）得出：汞的平均摄入

2、量为1-6g/天。研究表明其它形式的汞也有危害。 汞以元素形式、无机形式和有机形式被吸收后，都转化为二价汞，在肾脏上它能慢慢的消失，但是在脑部却能长期停留。这会对人的注意力、运动功能、语言功能、视觉功能等产生影响。,汞的理化性质毒性,急性毒性： 人吸入浓度为0.51.0mg/m3汞蒸气14周，可致亚急性汞中毒；吸入为13mg/m3汞蒸气35h即可致急性中毒，出现呼吸道刺激症状，严重时还可致化学性肺炎；人一次性吸入2.5g汞被加热后所产生的汞蒸气可致死。给狗吸入金属汞蒸气1520mg/m3，每天8h，13d内即死亡；给狗吸入12.55mg/m3，616d内死亡。 慢性毒性： 长期在空气中汞浓度高

3、于0.01mg/m3环境下工作或生活，可致慢性汞中毒。空气汞浓度在0.0140.017mg/m3时，慢性汞中毒发病率为3.5%左右，0.020.04mg/m3时，约为4.5%左右，0.050.10mg/m3时，约为5%12%。,环境中汞的允许浓度,我国规定的汞在室内空气中的最大允许浓度为0.01mg/m3 ，车间空气中汞的最高容许浓度为0.02mg/m3 一般认为，人在汞浓度为1.2-8.5mg/m3的环境中很快会引起中毒。 一支体温计打碎后，外泄的汞全部蒸发后，可使一间15平方米大、3米高的房间室内空气汞的浓度达到22.2mg/m3。 科学资料表明，汞对淡水鱼的96hLC50值为33-400

4、微克/升（96hLC50值是指使50%的试验鱼类死亡时的浓度值）。这意味着，当体温计破碎后，如果所含的1克汞完全通过下水道进入水体，需要约34立方米甚至更多的水来稀释，才能使水中汞的浓度低于33-400微克/升。,汞的排放 燃煤锅炉是现今所知的单个的最大的汞的排放源。1999年在美国电厂中使用的9亿t煤中有75t的汞。而从燃煤电厂中排放的总的汞的量在40和52t之间。平均大约有40%的进入燃煤电厂的汞被捕捉，以及60%被排放到大气中。 我国原煤中汞的含量变化范围平均在0.15.5 mg/kg, 煤中平均汞含量为0.22mg/kg, 由于燃煤的年耗量巨大, 每年燃煤排放的汞及其污染物的量是非常惊

5、人的, 我国从19781995年, 燃煤汞排放累计达到2500t, 每年增速为4.8%, 2003年人为源大气汞排放为696t。,汞的形态分析,黄铁矿是煤中最普遍的汞载体，也以砷化物或有机汞形式存在。 所有形式的汞在燃烧火焰中都会分解成Hg0 。 燃煤过程中，烟气中汞的存在形式主要有3种： 颗粒态汞（粒子吸附态汞Hgp） 二价汞（氧化态汞Hg2+） 零价汞（元素汞Hg0） 3种形态的分布比例大概为零价汞54，氧化汞43和颗粒态汞3。,燃烧温度900oC时，析出率90,热力学平衡计算（Equilibrium calculations）,热力学平衡计算（Equilibrium calculatio

6、ns）,温度处于725K975K之间时，HgCl2的份额由烟气中氯元素的含量决定。,由Hg0氧化为Hg2+的反应主要为氯化反应： Cl + Hg0 + M HgCl + M Cl2 + HgCl HgCl2 + Cl 所以对于汞的氧化，Cl的浓度非常重要。,汞在零价汞和二价汞之间的分布主要取决于烟气中各成分的浓度。主要影响汞形态分布的成分有： HCl、O2、 H2O、 SO2、NO等等。,由Hg0氧化为Hg2+的反应主要为氯化反应： Hg0 +Cl HgCl HgCl + Cl2 HgCl2 + Cl 对于汞的氧化，Cl原子的浓度是最关键的，而产生Cl原子的反应： OH + HCl Cl +

7、H2O HCl + H H2 + Cl 因为Cl的产生需要HCl ，所以HCl的浓度直接影响到Hg0的氧化，并且 HCl的浓度越高， Hg2+浓度就越高。 即HCl能促进Hg0的氧化。,Cl是通过以下反应产生的： OH + HCl Cl + H2O 由上可知，如果没有O2，就不会有OH自由基的产生，所以O2的浓度越高，OH自由基的浓度就越高，Cl原子的浓度就越高， Hg2+浓度就越高。即O2能促进Hg0的氧化。,Cl是通过以下两个反应产生的： OH + HCl Cl + H2O HCl + H H2 + Cl 由上可知，当H2O的浓度增高时，反应会向左进行，Cl原子的产生将大大减少，则Hg2+

8、浓度就降低，即H2O能抑制Hg0的氧化。,Cl是通过以下反应产生的： Cl2 2Cl SO2会发生以下反应： Cl2 + SO2 + H2O 2HCl + SO3 2Cl + SO2 + H2O 2HCl + SO3 由上可知， SO2会抑制Cl原子和Cl2的形成，从而抑制Hg2+的形成。即SO2能抑制Hg0的氧化。,NO可以发生如下反应生成活性O原子： NO + O2 NO2 + O 接着进行如下反应： HCl + O HOCl Hg + HOCl HgCl + OH HgCl + HOCl HgCl2 + OH 由上可知，在含HCl的烟气中，NO的存在能促进的HgCl2生成，即NO能促进H

9、g0的氧化。,汞的排放控制技术,洗选煤技术 常规烟气净化装置 吸附剂喷入技术,洗选煤技术,煤中的汞一般与灰分、黄铁矿等结合在一起，洗选煤技术可去除大部分硫化铁和其它物质，同时除去原煤中汞。 去除率达到40%-82%。 简单、成本低。,除尘器,现有的电除尘器除尘效率一般可达99%以上，烟气中以较大颗粒存在形式存在的汞可被脱除，而对大量吸附于亚微米颗粒的汞脱除很低。 袋式除尘器（FF）在脱除细粉尘方面，有其独特的效果，可获得58%的平均脱除效率。,湿法烟气脱硫,由于Hg2+易溶于水，湿法烟气脱硫（WFGD）无论是用石灰或者石灰石作为吸收剂，均可除去约90%的Hg2+，而对Hg0没有明显的脱除作用。

10、 美国B&W公司在Michigan州和Cincinnati州电站中试试验中，分别获得平均77%和52%的除汞率。,选择催化还原脱销,选择催化还原装置（SCR）可将氮氧化物还原为氮气，还可有效促进Hg0的氧化。 美EERC（Energy and Environmental Research Center)的中试试验表明：燃用高氯烟煤通过SCR后颗粒态汞有显著增加，而燃用低氯亚烟煤则无明显变化。 在SCR过程中汞的化学反应可能与煤中的Cl、S、和C含量、SCR运行温度、烟气中氨浓度等因素有关系。,现有除尘，脱硫、脱硝技术的脱汞效果,飞灰,飞灰通过物理吸附和化学吸附，吸附一部分气态汞。 试验表明：将飞灰再注入后通过袋式除尘，在135160 附近，汞的脱除率在1380%范围内变化。 飞灰吸附主要受到温度、飞灰粒径、碳含量（LOI)、烟气气体成分以及飞灰无机成分对汞的催化作用等因素的影响。,活性炭,第一种方法是在颗粒脱除装置（PCD）前喷入粉末状活性炭。把活性炭喷入电除尘器（ESP）入口处，汞的捕捉率可高