重金属排放特征与大气污染控制技术

在燃煤烟气所含的重金属污染物中，目前汞已被列入我国工业锅炉常规大气污染物的排放限制行列。燃煤烟气中汞的存在形态主要有3种：单质汞（Hg0）、二价汞（Hg2+）和颗粒态汞（Hgp）。汞在煤中的存在形态主要与煤中无机矿物成分有关，还有一部分有机汞化合物与煤中的有机显微组分有关。

当锅炉炉膛内的温度高于800℃，煤中汞的主要存在形态HgS等含汞物质全部分解并转化为Hg，以Hg的形式稳定存在于烟气中。仅有极少部分的汞存留于灰渣中。随着烟气流向，温度逐渐降低，一部分Hg发生了化学反应而生成Hg+和Hg2+，由于Hg+是一种不稳定的存在状态，很容易转变成Hg2+，因此通常认为Hg2+是主要的存在形态。Hg可以和燃煤烟气中存在的含氯化合物发生反应生成HgCl2，这是燃煤烟气中汞最主要的转化机制。HgCl2可吸附到飞灰颗粒表面，其吸附量受飞灰颗粒表面碱性基团的影响。

除含氯化合物之外，烟气中其他氧化性物质，如O2和NO2对汞的形态分布也有重要的影响。动力学和烟气停留时间较短均限制排除了均相反应发生的可能性。然而，当烟气中有炭黑颗粒存在时，O2和NO2对汞的吸附和氧化作用具有重要的影响，均可促进Hg转化成Hg2+。烟气组分中的SO2会与H2 O反应生成H2 SO4，当温度低于酸露点时，H2 SO4与Hg反应。(www.xing528.com)

飞灰表面存在的金属及其氧化物对汞的形态分布也有重要影响。在飞灰等颗粒物作用下，Hg与烟气中的组分发生非均相反应生成Hg2+。一部分气态Hg仍然留存于气相中，最终随烟气排出。气态Hg2+化合物一部分以气态形式排放，另一部分吸附在飞灰颗粒表面最终形成颗粒态汞。

综上所述，不同化学形态的汞具有不同的特性。其中Hg2+化合物的水溶性较高，易通过现有污染物控制装置如湿法脱硫等设备去除，即便能进入大气，其在大气中停留时间也较短，多在释放点附近沉积。HgP则容易被除尘装置捕获。因此，Hg2+和HgP较容易被去除。而Hg由于具有较高的挥发性和较低的水溶性，容易在大气中通过长距离运输而造成全球性汞污染。