（环境工程专业论文）改性活性炭对垃圾焚烧烟气中汞的吸附影响研究.pdf

摘要 摘要 汞是一种对生态系统有严重危害的重金属污染物。在全球的汞排放源中人为 源占有很大的比重，化石燃料电厂与垃圾焚烧排放的汞可随着大气进行长距离的 迁移扩散，以降雨等形式污染土壤与水资源，并通过食物链危害人体的健康。近 年来我国垃圾焚烧电厂的数量逐渐增多，垃圾焚烧过程中产生的汞污染日益受到 重视。活性炭脱汞是当前研究最多的一种脱汞方式。活性炭物理化学性质、烟道 温度、烟气组分等因素均会对吸附性能产生影响。 本研究建立了一套稳定可靠的吸附脱附系统，确立了活性炭吸附性能评估 方法，采用汞渗透管作为气态汞发生装置，模拟垃圾焚烧过程中各烟气组分，确 立了以浸渍苯甲酸改性活性炭c x 、模拟垃圾焚烧烟气和h g c l 2 为研究对象，测 试活性炭c x 对h g c l 2 的吸附性能，并研究了各单一烟气组分与不同工况( h g c l 2 初始浓度、吸附反应温度、全烟气组分) 对活性炭c x 吸附h g c i 2 的影响。 本研究主要实验与结果如下： ( 1 ) 将商业活性炭b p l 高温煅烧后，浸渍不同浓度苯甲酸的改性活性炭进 行吸附脱附实验。结果表明：活性炭的吸附性能随苯甲酸的负载量增加而增加， 当活性炭上苯甲酸的负载量为0 9 1 6m m o l g 时，活性炭吸附容量达到4 8 4 7 0 l i g g ：将此活性炭c x 在相同工况下对比改性前活性炭与不同商业活性炭的吸附 容量，c x 的吸附量达到2 8 1 0i t g g ，吸附性能优于改性前活性炭与其他商业活性 炭。 ( 2 ) 在1 4 0 下测试了单一烟气组分( c 0 2 、0 2 、s 0 2 、n 0 2 、n o 、h c i ， 水蒸汽) 对活性炭c x 吸附h g c l 2 的影响。结果表明：当加入1 2 的c 0 2 时，活 性炭c x 的吸附容量下降1 9 9 ；当加入1 2 的0 2 时，活性炭c x 的吸附容量 提高3 8 1 ；当加入的s 0 2 体积分数为3 0 0 x 1 0 击时，活性炭c x 的吸附容量下降 3 7 2 ；当加入的n o 体积分数为3 0 0 1 0 击时，活性炭c x 的吸附容量下降2 3 4 1 当n 0 2 的加入的体积分数为5 0 x1 0 。6 时，吸附容量增加3 7 6 ，而n 0 2 体积分数 达到1 0 0 x 1 0 击时吸附容量下降1 4 9 ；加入h c i 的体积分数为2 0 0 1 0 6 时，吸附 容量比加入h c i 前下降2 4 2 ；水蒸汽对h g c l 2 起强烈的抑制作用，当加入水蒸 汽的体积分数为9 、1 5 时，吸附容量分别下降7 6 5 、8 0 1 。 v 摘要 ( 3 ) 在1 4 0 ，纯氮气氛围下测试h g c l 2 初始浓度对活性炭c x 吸附h g c l 2 的影响。结果表明：活性炭的吸附容量随h g c l 2 初始浓度的增加而增大，当初始 浓度从2 0 3 5 1p g m 3 增加到6 4 8 8 51 t g m 3 时，活性炭c x 的吸附容量提高了1 2 倍，从2 7 6 4 8i t g g 提高到6 1 6 1 9r t g g 。 ( 4 ) 在不同吸附反应温度下对比活性炭c x 与商业活性炭b p l 的吸附容量。 结果表明：当温度为3 0 时，活性炭c x 的吸附容量( 8 3 9 3l a g g ) 略低于商业 活性炭b p l ( 9 4 4 8l a g g ) ；当温度从3 0 上升到1 4 0 时，活性炭c x 的吸附 容量( 4 8 4 8 6r t g g ) 显著提高，比商业活性炭b p l ( 3 0 6 3 9l a g g ) 高出5 8 2 1 当温度从1 4 0 上升到2 0 0 时，由于苯甲酸的析出，吸附容量明显下降，活性 炭c x 的吸附容量为1 5 3 3 9i - t g g ，是1 4 0 时吸附容量的3 1 6 。 ( 5 ) 向系统中加入混合烟气组分，对比活性炭c x 与商业活性炭( b p l 、 f l u e p a c 与h g ) 的吸附容量。实验结果表明：混合烟气组分对活性炭c x 、商 业活性炭f l u e p a c 、h g 的吸附容量起促进作用，吸附容量分别提高了1 7 6 、 9 3 、1 1 2 ，而商业活性炭b p l 的吸附容量比纯氮气氛围下降了3 1 2 。 关键词：汞：垃圾焚烧烟气；活性炭；吸附容量 a b s t r a c t a b s t r a c t m e m u r yi sa t o x i c p o l l u t a n t t h a tc a nc a u s es e r i o u sh a r mt oe c o s y s t e m a n t h r o p o g e n i cs o u r c e si st h em a i ns o u r c eo fg l o b a lm e r c u r ye m i s s i o n s ，t h ee m i s s i o n s o fm e r c u r yf r o mf o s s i l f u e la n dw a s t ei n c i n e r a t i o nc a ns e r i o u s l yp o l l u t es o i l a n dw a t e rr e s o u r c e sw i t ht h e l o n g d i s t a n c ed i s p e r s a lo fa t m o s p h e r e ，a l s oe n d a n g e r h u m a nh e a l t ht h r o u g ht h e f o o dc h a i n i nr e c e n ty e a r st h en u m b e ro fw a s t e i n c i n e r a t i o np l a n t sg r a d u a l l yi n c r e a s e d ，w h i c hc a u g h tm u c hm o r ea t t e n t i o no nt h e p o l l u t i o no fm e r c u r yf r o mw a s t ei n c i n e r a t i o n s o r p t i o nw i t ha c t i v a t e dc a r b o ni s t h e m o s ts t u d i e dm e r c u r yr e m o v a lt e c h n o l o g y t h ea d s o r p t i o np r o p e r t i e s c o u l db e s t r o n g l ya f f e c t e db yp h y s i c a la n dc h e m i c a lp r o p e r t i e so fa c t i v a t e dc a r b o n ，t h e f l u eg a s t e m p e r a t u r ea n dc o m p o s i t i o n t h i ss t u d yb u i l ta nr e l i a b l ea d s o r p t i o n d e s o r p t i o ns y s t e m ，t h ee v a l u a t i o n m e t h o do fa d s o r p t i o nc a p a c i t yb ya c t i v a t e dc a r b o nw a sd e t e r m i n e d ，t h em e r c u r y p e r m e a t i o nt u b ew a su s e da sg a s e o u sm e r c u r yg e n e r a t i n gd e v i c e ，t h ef l u eg a s c o m p o n e n t so f w a s t ei n c i n e r a t i o nw e r es t i m u l a t e d t h ea c t i v a t e dc a r b o nc xm o d i f i e d b yb e n z o i ca c i di m p r e g n a t i n g ，s t i m u l a t e d f l u e g a sa n dh g c l 2w e r et a k e na s t h er e s e a r c ho b j e c t ，t h ea d s o r p t i o np r o p e r t i e so fa c t i v a t e dc a r b o nc xw a st e s t e d ，t h e i m p a c t o fh g c l 2i n i t i a lc o n c e n t r a t i o n ，t h ea d s o r p t i o nt e m p e r a t u r ea n df l u e g a s c o m p o n e n t so nm e r c u r ya d s o r p t i o nb ya c t i v a t e dc a r b o nc x w a ss t u d i e d t h em a i nc o n t e n t sa n dr e s u l t sa r ea sf o l l o w s ： ( 1 ) ac o m m e r c i a la c t i v a t e dc a r b o nb p lw a sc h o s e n ，t h eh i g ht e m p e r a t u r e c a l c i n a t i o nw a sc a r r i e do u ta n dd i f f e r e n tc o n c e n t r a t i o no fb e n z o i ca c i d w a s i m p r e g n a t e d ，t h ea d s o r p t i o n - d e s o r p t i o ne x p e r i m e n tw a s c o n d u c t e d t h er e s u l ts h o w s t h a tt h ea d s o r p t i o nc a p a c i t yo fa c t i v a t e dc a r b o ni n c r e a s e dw h e nt h ec o n c e n t r a t i o no f b e n z o i ca c i di n c r e a s e d ，t h e a d s o r p t i o np r o p e r t i e s w a s4 8 4 7 0 p g a st h e c o n c e n t r a t i o no fb e n z o i ca c i ds o l u t i o nw a so 916m m o i g t h ea d s o r p t i o np r o p e r t i e s x v i a b s t r a c t o fc xa n dt h eo t h e rc o m m e r c i a la c t i v a t e dc a r b o n s ( b p l ，f l u e p a da n dh g ) w e r e c o m p a r e da n de v a l u a t e d ，c xh a st h el a r g e s ta d s o r p t i o nc a p a c i t yo f2 810p g g ，w h i c h w a sb e t t e rt h a nt h a to ft h eo t h e ra c t i v a t e dc a r b o n s ( 2 ) i m p a c to fs i n g l ef l u eg a sc o m p o n e n t ( c 0 2 ，0 2 ，s 0 2 ，n 0 2 ，n o ，h c i ，o rw a t e r v a p o r lo nm e r c u r yc h l o r i d ea d s o r p t i o nb yc xw a ss t u d i e da t14 0 r e s u l t ss h o w e d t h a ta d d i t i o no f12 c 0 2r e s u l t e di n19 9 d e c r e a s eo fa d s o r p t i o n c a p a c i t yb y a c t i v a t e dc a r b o nc x t h ep r e s e n c eo f12 0 2s t r o n g l yi n c r e a s e dt h ea d s o r p t i o n c a p a c i t y ，t h ea d s o r p t i o nc a p a c i t yh a d3 8 1 i n c r e a s et h a nt h a tu n d e rn 2a t m o s p h e r e a d d i t i o no f3 0 0 x10 s 0 2r e s u l t e di n2 3 4 d e c r e a s eo fa d s o r p t i o nc a p a c i t y u n d e r t h ep r e s e n c eo f3 0 0 x10 n o t h ea d s o r p t i o nc a p a c i t yd e c r e a s e d2 3 4 a d d i t i o no f 5 0 x10 。6n 0 2r e s u l t e di n3 7 6 i n c r e a s eo fa d s o r p t i o nc a p a c i t y , a st h ep r e s e n to f 10 0 10 n 0 2h a d1 4 9 d e c r e a s eo ft h ea d s o r p t i o nc a p a c i t y t h ep r e s e n to f2 0 0 10 。6 h c ih a d2 4 2 d e c r e a s eo f a d s o r p t i o nc a p a c i t y t h ew a t e rv a p o rc o u l dd r a m a t i c a l l y d e c r e a s et h ea d s o r p t i o nc a p a c i t yo fc x ，t h ea d d i t i o no f9 ，15 w a t e rv a p o rr e s u l t e d i n7 6 5 8 0 1 d e c r e a s eo f a d s o r p t i o nc a p a c i t y , r e s p e c t i v e l y ( 3 ) t h ei m p a c to fi n i t i a lc o n c e n t r a t i o no fh g c l 2w a se v a l u a t e da t14 0 ，u n d e r n 2a t m o s p h e r e r e s u l t ss h o w e dt h a tt h ea d s o r p t i o nc a p a c i t yo fa c t i v a t e dc a r b o nw a s e n h a n c e dw h e nt h ei n i t i a lc o n c e n t r a t i o ni n c r e a s e d t h ei n i t i a lc o n c e n t r a t i o no fh g c i 2 i n c r e a s e df r o m2 0 3 51 p g m 3t o6 4 5 8 5p g m 3 ，t h ea d s o r p t i o nc a p a c i t yw a se n h a n c e d t o1 2t i m e s ，i n c r e a s e df r o m2 7 6 4 8p g m 3t o616 19 p g m 3 ( 4 ) t h ei m p a c to fa d s o r p t i o nr e a c t i o nt e m p e r a t u r ew a se v a l u a t e du n d e rn 2 a t m o s p h e r e r e s u l t ss h o w e dt h a tt h ea d s o r p t i o nc a p a c i t yo fc x ( 8 3 9 3r t g g ) w a sl e s s t h a nt h a to ft h ec o m m e r c i a la c t i v a t e dc a r b o nb p l ( 9 4 4 8 g g ) ，w h e nt h er e a c t i o n t e m p e r a t u r er a n g e df r o m3 0 t o14 0 t h ea d s o r p t i o nc a p a c i t yo fa c t i v a t e dc a r b o n c xs i g n i f i c a n t l yi n c r e a s e d ( 4 8 4 8 6 “g g ) w h i c hw a s5 8 2 h i g h e rt h a nt h a to ft h e c o m m e r c i a la c t i v a t e dc a r b o nb p l b u tt h ea d s o r p t i o nc a p a c i t yd e c r e a s e ds i g n i f i c a n t l y w h e nt h ea d s o r p t i o nr e a c t i o nt e m p e r a t u r ei n c r e a s e df r o m14 0 t o2 0 0 b e c a u s eo f t h ep r e c i p i t a t i o no fb e n z o i ca c i d ，t h ea d s o r p t i o nc a p a c i t yo fc xw a s15 3 3 9p g g ( 5 ) t h ea d s o r p t i o nc a p a c i t yo fc x ，b p l ，f l u e p a ca n dh gw e r ee v a l u a t e da n d c o m p a r e du n d e rt h ef l u eg a sm i x t u r e r e s u l t sr e v e a l e dt h a tt h ea d s o r p t i o nc a p a c i t yb y x v i i a b s t r a c t c x ，f l u e p a ca n dh gw a se n h a n c e d17 6 ，9 3 a n di1 2 t h a nt h a to b t a i n e d u n d e rp u r en 2 a st h ea d s o r p t i o nc a p a c i t yo fb p ld e c r e a s e d31 2 k e yw o r d s ：m e r c u r y ；w a s t ei n c i n e r a t i o nf l u e g a s ；a c t i v a t e d c a r b o n ； a d s o r p t i o nc a p a c i t y x v l l l 图索弓 图索引 图1 1 汞迁移示意图1 4 l l 图1 2 垃圾焚烧过程中汞的分布。4 图1 3 垃圾焚烧过程中汞的形态分布i 。5 图1 - 4 本论文技术路线图12 图2 1h g c l 2 吸附反应系统14 图2 2m a 3 0 0 0 测汞仪l5 图2 3 水蒸汽发生装置16 图2 - 4 汞渗透管示意图1 7 图2 5 用于盛放汞渗透管的u 型管1 7 图2 - 6 固定床吸附反应器示意图l8 图2 7m a - 3 0 0 0 测汞仪原理图2 0 图2 8 填充完吸附剂的吸附反应器局部图2 6 图2 - 9 吸附反应器在烘箱内部的安装实物图2 7 图3 - 1b p l l 0 0 0 与c x l c x 4 的吸附容量3 4 图3 2 改性后活性炭与商业活性炭吸附容量3 5 图4 - 1 不同c 0 2 浓度下活性炭c x 的吸附容量3 7 图4 2 不同0 2 浓度下活性炭c x 的吸附容量3 9 图4 3 不同s 0 2 浓度下活性炭c x 的吸附容量4 0 图4 - 4 不同n o 浓度下活性炭c x 的吸附容量4 2 图4 5 不同n 0 2 浓度下活性炭c x 的吸附容量。4 3 图4 - 6 不同h c i 浓度下活性炭c x 的吸附容量4 4 图4 - 7 不同水蒸汽含量下活性炭c x 的吸附容量4 6 图5 - l 不同h g c l 2 初始浓度下改性活性炭吸附容量4 9 图5 2 不同吸附温度下活性炭的吸附容量5 0 图5 32 0 0 下管路中析出的苯甲酸5 l 图5 4 混合烟气氛围下活性炭c x 、b p l 、f l u e p a c 、h g 吸附容量5 2 图索弓 表索引 表2 - 1m a - 3 0 0 0 参数19 表2 2 实验主要试剂2 0 表2 3 实验主要仪器列表2 l 表2 - 4 原子荧光仪运行参数2 5 表2 5 系统空白2 9 表2 - 6 系统的稳定可靠性测试2 9 表2 7 脱附数据的可重复性2 9 表2 8 实验参数及其选择理由3 0 表3 - 1 活性炭负载苯甲酸含量3 2 表3 2b p l 1 0 0 0 、b p l 与c x i c x 4 表面含氧官能团的含量3 3 表3 34 种活性炭物理性质3 4 表4 - 1c 0 2 体积分数。3 7 表4 20 2 体积分数3 8 表4 3s 0 2 体积分数4 0 表4 _ 4n o 体积分数4 l 表4 5n 0 2 体积分数4 2 表4 - 6h c ! 体积分数4 4 表4 7 水蒸汽体积分数4 5 表5 - 1h g c l 2 初始浓度4 8 表5 2 实验模拟烟气组分5 2 x l i s 丁o ff i g u r e s l i s to ff i g u r e s f i g 1 - 1m e r c u r yt r a n s p o r ts c h e m a t i cd i a g r a m 1 f i g 1 - 2m e r c u r yd i s t r i b u t i o ni nw a s t ei n c i n e r a t i o n 4 f i g 1 - 3m e r c u r ys p e c i e sd i s t r i b u t i o ni nw a s t ei n c i n e r a t i o n 5 f i g 1 - 4t e c h n i c a la p p r o a c hf o rt h i st h e s i s 1 2 f i g 2 - 1a d s o r p t i o nr e a c t i o ns y s t e mo fm e r c u r yc h l o r i d e 14 f i g 2 - 2m a 一3 0 0 0m e r c u r ya n a l y z e r 15 f i g 2 - 3w a t e rv a p o rg e n e r a t o r 16 f i g 2 - 4s c h e m a t i cf i g u r ef o rm e r c u r yp e r m e a t i o nt u b e 17 f i g 2 - 5u - t u b ef o rc o n t a i n i n gm e r c u r yp e r m e a t i o nt u b e 17 f i g 2 - 6f i x e d b e da d s o r p t i o nr e a c t o r 18 f i g 2 - 7s c h e m a t i cd i a g r a mo fm a - 3 0 0 0m e r c u r ya n a l y z e r 2 0 f i g 2 - 8p i c t u r eo fp a r to ft h ea d s o r p t i o nr e a c t o rw i t hs o r b e n t sf i l l e di n 2 6 f i g 2 - 9i n s t a l l a t i o no ft h ea d s o r p t i o nr e a c t o ri nt h eo v e n 2 7 f i g 3 - 1t h ea d s o r p t i o nc a p a c i t yo fb p l l 0 0 0 ，c x l c x 4 3 4 f i g 3 - 2t h ea d s o r p t i o nc a p a c i t yo fm o d i f i e da c t i v a t e dc a r b o na n do t h e r c o m m e r c i a la c t i v a t e dc a r b o n s 3 5 f i g 4 - 1t h ea d s o r p t i o nc a p a c i t yo fc xi nd i f f e r e n tc 0 2c o n c e n t r a t i o n 3 7 f i g 4 - 2t h ea d s o r p t i o nc a p a c i t yo fc xi nd i f f e r e n t0 2c o n c e n t r a t i o n 。3 9 f i g 4 - 3t h ea d s o r p t i o nc a p a c i t yo fc xi nd i f f e r e n ts 0 2c o n c e n t r a t i o n 4 0 f i g 4 - 4t h ea d s o r p t i o nc a p a c i t yo fc xi nd i f f e r e n tn oc o n c e n t r a t i o n 4 2 f i g 4 - 5t h ea d s o r p t i o nc a p a c i t yo fc xi nd i f f e r e n tn 0 2c o n c e n t r a t i o n 4 3 f i g 4 - 6t h ea d s o r p t i o nc a p a c i t yo fc xi nd i f f e r e n th c ! c o n c e n t r a t i o n 4 4 f i g 4 - 7t h ea d s o r p t i o nc a p a c i t yo fc xi nd i f f e r e n tw a t e rv a p o rc o n c e n t r a t i o n 4 6 f i g 5 - 1t h ea d s o r p t i o nc a p a c i t yo fm o d i f i e da c t i v a t e dc a r b o ni nd i f f e r e n th g c l 2 i n i t i a lc o n c e n t r a t i o n 4 9 f i g 5 - 2t h ea d s o r p t i o nc a p a c i t yo fa c t i v a t e dc a r b o ni nd i f f e r e n ta d s o r p t i o n t e m p e r a t u r e 5 0 x 1 l i s to ff i g u l t e s f i g 5 - 3t h eb e n z o i ca c i do nt h et u b ew a l la t2 0 0 51 f i g 5 - 4t h ea d s o r p t i o no fc x ，b p l ，f l u e p a c ，h gi nf l u eg a sm i x t u r e 。5 2 l l i s to f1 a b l e s l i s to f t a b l e s ，l 陆b l e2 - lp a r a m e t e r sf o rm a - 3 0 0 0m e r c u r ya n a l y z e r 1 9 1 a b i e2 2r e a g e n t su s e di nt h i ss t u d y 2 0 t h b i e2 - 3l i s tf o r t h em a i ni n s t r u m e n t si nt h i ss t u d y 2 1 1 阻b l e2 - 4p a r a m e t e r sf o ra t o m i cf l u o r e s c e n c es p e c t r o m e t e r 。2 5 t h b l e2 - 5b l a n ko fs y s t e m 2 9 r l 阻b i e2 - 6t e s t i n gr e s u l t sf o rt h es t a b i l i t ya n dr e l i a b i l i t yo ft h es y s t e m 2 9 t h b i e2 - 7r e p r o d u c t i v i t yo fd e s o r p t i o nd a t a 2 9 t a b l e2 8e x p e r i m e n t a lp a r a m e t e r sa n dt h er e a s o n sf o rt h e i rb e i n gc h o s e n 3 0 t a b l e3 - lt h eb e n z o i ca c i di o a d e do na c t i v a t e dc a r b o n 一3 2 1 a b l e3 - 2s u r f a c eo x y g e nf u n c t i o n a lg r o u p sc o n t e n to nb p l ，b p l - 1 0 0 0 ，a n d c x l c x 4 3 3 1 f a b l e3 - 3p h y s i c a lp r o p e r t i e so ft h ef o u rs o r b e n t s 3 4 t a b l e4 - lt h ev o l u m ef r a c t i o no fc 0 2 3 7 t a b l e4 - 2t h ev o l u m ef r a c t i o no f0 2 3 8 t a 【b l e4 - 3t h ev o l u m ef r a c t i o no fs o z 4 0 t a b l e4 4t h ev o l u m ef r a c t i o no fn o 4 1 t a b l e4 - 5t h ev o l u m ef r a c t i o no fn 0 2 4 2 t a b l e4 6t h ev o l u m ef r a c t i o no fh c i 4 4 t h b l e4 7t h ev o l u m ef r a c t i o no fw a t e rv a p o r 。4 5 1 阻b i e5 - lt h ei n i t i a lc o n c e n t r a t i o no fh g c i z 4 8 t h b l e5 - 2t h es i m u l a t e df l u eg a sc o m p o r t m e n t si nt h i ss t u d y 5 2 x i i i 第一章绪论 第一章绪论 1 1 研究背景 汞是一种全球性的污染物【1 】，具有很强的生理毒性，能在生物体内累积，是 毒性最强的金属元素之一，散失在自然界的汞会对周围环境与生物产生严重的危 害。如图1 1 所示，主要来自于燃煤电厂与垃圾焚烧电厂所排放的汞污染物在焚 烧后排入大气，以h g o 、h 9 2 + 的形式随着大气进行迁移和扩散1 2 】，并通过沉降作 用到达水体和土壤。进入水体中的汞可经水体中微生物的生命活动转化成甲基汞 等形式在受污染水体中的鱼类等生物体内富集【3 1 ，一旦人类捕食了体内汞浓度较 高的鱼类等生物，生物体内富集的汞就进入人体，破坏肾脏的代谢功能，甚至对 中枢神经系统造成严重的损害。 e m i 晦i o 懒f r o mc o r n b u s t i o ns o u r c 怖 a t m o s p h e r i ct 呦捧p o n i t , g c n t ! 一| i l z 。i i l 一卜m j 黼h m ，l 丫a n p o n 一一一一i h p o q l j n n 图1 - 1 汞迁移示意图4 l f i g 1 - 1m e r c u r yt r a n s p o r ts c h e m a t i cd i a g r a m 汞对生态系统与人体健康的危害引起了人类对环境中汞污染物的关注， 1 9 9 0 年美国国会通过了“清洁大气修正案”，汞被正式列为1 8 9 种有害的大气污 染物之一。在上世纪9 0 年代，美国与欧美也着手控制汞在工业领域的使用，减 第一章绪论 少如电池生产过程中汞需求等。在2 0 0 5 年3 月，美国环保署( u s e p a ) 颁布 c l e a na i rm e r c u r yr u l e ( c a m r ) ，对燃煤锅炉的汞排放量作出永久性限制。根 据该法案，到2 0 18 年，美国的锅炉汞年排放量将控制在1 5t ，比1 9 9 9 年的排放 量降低约7 0 。 排入环境中的汞可以根据其来源分为自然源与人为源，自然源包括火山的喷 发、地壳的风化作用以及森林火灾等；而当前主要的人为源有化石燃料电厂、垃 圾焚烧电厂、金属冶炼过程以及化学品生产等1 5 i 。e p a 在1 9 9 8 年的报告指出， 随着人类工业的发展进程，来自人为源的汞排放量已超出自然源的汞排放量。目 前世界上约有8 0 种工业生产需要以汞作为原料或辅助材料，1 9 9 9 年统计结果【9 】 显示，每年散失在环境中的汞估计达5 0 0 0t ，其中由人为因素造成的汞排放近 4 0 0 0t 。1 9 9 9 年美国排放汞总量约为1 5 8t ，主要固定污染源( 燃煤锅炉、垃圾焚 烧炉、制药行业等) 所排放的汞占当年全国总汞排放量的8 0 左右【9 】，其中燃煤 过程中年排放汞占排放总量的3 3 ，垃圾焚烧过程中年排放汞占1 9 ，工业锅 炉年排放汞占1 8 ，医疗垃圾焚烧年排放汞占1 0 。在世界范围内，亚洲的汞 排放量约占全球总汞排放量的5 0 1 1 0 - i i ，其中中国的年均汞排放量超过6 0 0t ， 是全球汞排放量最大的国剔6 ，1 2 】，占世界前三位的汞排放国家( 美国、印度、中 国) 总排放量的4 0 左右。在2 0 0 2 年联合国环境规划署( u n i t e dn a t i o n s e n v i r o n m e n t p r o g r a m ) 的报告中也指出，中国是全球汞污染最严重的地区之一。 在所有的人为排放源中，除燃煤电厂外，垃圾焚烧也是非常重要的人为汞排 放源 1 3 - 1 5 】，每年由垃圾焚烧所排放的汞约占总排放量的8 【1 6 】，e p a 于1 9 9 5 年 1 0 月3 1 日颁布了垃圾焚烧炉的汞排放标准，根据此项标准，在2 0 0 0 年时来自 垃圾焚烧炉汞排放量比1 9 9 0 年时减少9 0 。由于垃圾焚烧烟气中的汞污染物浓 度较高，在许多以焚烧为主要垃圾处理方式的发达国家，垃圾焚烧曾一度是最大 的人为汞排放源【1 4 】。随着垃圾焚烧技术的广泛应用，垃圾焚烧过程中的汞排放量 显著上升。因此，对垃圾焚烧过程中汞污染物排放的控制，正逐渐引起各国的关 注。 1 2 我国垃圾焚烧行业现状 中国由于人1 2 众多，所产生的城市生活垃圾总量位居世界前列，每年产生垃 第一章绪论 圾约1 5 亿吨【1 7 】，存量已达7 0 亿吨。当前最主要的垃圾处理方式有填埋法、焚 烧法和堆肥法。垃圾处理方式的选取，必须结合当地的土地资源、人口密度、经 济和技术发展水平等一系列因剥