重慶市大氣汞重點(diǎn)人為排放源排放因子研究.pdf

1、作為全球性有毒污染物，汞的減排已提到議事日程。2013年10月，在聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）的組織下，國(guó)際社會(huì)通過(guò)了《關(guān)于汞的水俁公約》。這一公約將對(duì)全球范圍內(nèi)所有與人為活動(dòng)有關(guān)的汞及其化合物的使用、排放和釋放進(jìn)行管控。而在UNEP2013年的報(bào)告中，認(rèn)為我國(guó)對(duì)全球汞排放的貢獻(xiàn)大于1/3，使我國(guó)在未來(lái)履約面臨巨大的國(guó)際壓力。造成這一困境的主要原因是，我國(guó)是汞及能源消耗、金屬冶煉和水泥生產(chǎn)大國(guó)，但以往針對(duì)大氣汞污染源的排查存在“家底不清

2、”等問(wèn)題。因此，準(zhǔn)確核算汞排放源的排放因子，建立完整的排放清單，制定相應(yīng)的汞減排措施和建立完善監(jiān)督管理機(jī)制，是應(yīng)對(duì)《水俁公約》的重要舉措。
　　重慶是我國(guó)西南最大的工業(yè)城市，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，近年以燃煤為主的能源消耗、水泥生產(chǎn)等涉及汞排放的行業(yè)逐年急速增長(zhǎng)，同樣存在汞減排壓力。因此，開(kāi)展重慶市大氣汞的人為源排放清單研究十分必要。而要完成好這一工作任務(wù)，針對(duì)重點(diǎn)行業(yè)汞排放因子的研究則是基礎(chǔ)。為此，我們?cè)趯?duì)重慶市大氣汞人為排放源進(jìn)行調(diào)查

3、的基礎(chǔ)上，明確鋼鐵冶煉，燃煤電廠以及水泥生產(chǎn)這三個(gè)行業(yè)為重慶市大氣汞重點(diǎn)人為排放源，并選擇代表性企業(yè)，通過(guò)對(duì)企業(yè)生產(chǎn)工藝、原材料、爐渣、飛灰等進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查與取樣分析，采用物料質(zhì)量平衡核算的方法，研究了重點(diǎn)行業(yè)汞的排放因子，并計(jì)算了大氣汞的年排放量。目的是為建立重慶大氣汞人為源排放清單，制定相應(yīng)的汞減排措施和完善監(jiān)督管理機(jī)制提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　根據(jù)重慶市現(xiàn)有重點(diǎn)行業(yè)的生產(chǎn)工藝狀況，選取了1家鋼鐵企業(yè)，4家燃煤電廠和4家水泥廠，開(kāi)展汞

4、排放因子的研究，獲得的結(jié)果如下：
　　1、重慶市鋼鐵企業(yè)僅1家，其生產(chǎn)過(guò)程各工藝輸入物料中，高爐所用塊礦汞含量最高，達(dá)159.11μg·kg-1±6.95μg·kg-1，其次為燒結(jié)以及高爐用煤。輸出物料中，除塵灰汞含量最高，為18.13μg·kg-1±1.42μg·kg-1，其次為轉(zhuǎn)爐渣。鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中，燒結(jié)工序汞總輸入量占鋼鐵生產(chǎn)輸入汞總量的68.06％，遠(yuǎn)高于其他工序。且燒結(jié)工序固體產(chǎn)物汞輸出量也較大，占固體產(chǎn)物總汞輸出量的2

5、2.61%。鋼鐵企業(yè)自備焦化廠由于燃煤消耗量大，有大量的汞輸入，汞輸入量為1346.74 g·d-1±36.95 g·d-1，固體產(chǎn)物總汞輸出量為177.42 g·d-1±13.73 g·d-1。根據(jù)物料質(zhì)量平衡核算，重慶市鋼鐵企業(yè)煙氣汞排放因子為0.092 g·t-1粗鋼，略高于國(guó)外鋼鐵行業(yè)汞排放因子。根據(jù)汞排放因子進(jìn)一步估算，重慶市2014年鋼鐵冶煉過(guò)程中排放的大氣汞為732.68 kg。為控制汞排放，鋼鐵企業(yè)應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，進(jìn)一步

6、降低焦化以及燒結(jié)工序能耗水平，或提高原料質(zhì)量，減少汞的輸入。
　　2、重慶目前在生產(chǎn)的大小燃煤電廠共42所，其中，32所電廠采用循環(huán)流化床鍋爐，10所電廠采用煤粉爐。本研究對(duì)不同工藝的電廠各選2所裝機(jī)容量不同的代表性電廠，進(jìn)行調(diào)查研究。燃煤電廠各輸入物料中，原煤所含汞含量最高，4個(gè)電廠燃煤汞含量的平均值為208.77μg·kg-1。輸出的固體廢物中灰與脫硫石膏的汞含量最高，說(shuō)明除塵裝置與脫硫裝置對(duì)汞的去除有很大作用。燃煤電廠的汞排

7、放量與燃煤消耗量、鍋爐類(lèi)型、煙氣凈化裝置等密切相關(guān)。A、B、C、D電廠的汞脫出率分別為97.52%、93.02%、82.67%、54.97%。根據(jù)物料質(zhì)量平衡核算，4個(gè)燃煤電廠（A、B、C、D）的汞排放量分別為19.01 g·d-1、6.85 g·d-1、40.63 g·d-1、981.55 g·d-1，汞排放因子分別為3.91μg·（kw·h）-1、19.23μg·（kw·h）-1、6.12μg·（kw·h）-1、32.98μg·（k

8、w·h）-1。循環(huán)流化床鍋爐電廠（A、B燃煤電廠）的汞排放因子明顯小于煤粉爐電廠（C、D燃煤電廠），根據(jù)各電廠的生產(chǎn)工藝、裝機(jī)容量加權(quán)計(jì)算，兩種類(lèi)型燃煤電廠汞排放因子平均值分別為11.52μg·（kw·h）-1和28.01μg·（kw·h）-1。根據(jù)汞排放因子進(jìn)一步估算，2014年重慶市燃煤電廠大氣汞排放量為981.48 kg，其中循環(huán)流化床鍋爐電廠和煤粉爐電廠分別為90.71 kg和890.77 kg。為控制汞排放，除提高燃煤電廠煙氣

9、凈化設(shè)備的除汞效率以減小煙氣汞排放外，還應(yīng)加強(qiáng)粉煤灰和脫硫石膏等廢棄物的監(jiān)管，從而減少?gòu)U棄物中汞對(duì)周邊大氣、土壤和地下水的二次污染。
　　3、重慶市年產(chǎn)100萬(wàn)t以上的水泥廠共27家，生產(chǎn)工藝均為新型干法回轉(zhuǎn)窯，年產(chǎn)量占水泥總產(chǎn)量的86.47%，另有幾十家小型立窯水泥廠，其產(chǎn)量?jī)H占13.53%，且將被逐步淘汰。為此，我們選擇了4家代表性新型干法水泥廠作調(diào)查對(duì)象，研究汞排放因子。水泥廠生產(chǎn)過(guò)程各輸入物料中，石灰石與脫硫石膏所含汞含量

10、最高，其次為燃煤，石灰石及燃煤中的汞帶入量對(duì)水泥成品以及煙氣汞排放量影響更大。輸出物料中，窯尾灰的汞含量最高，其次為水泥成品，汞大部分進(jìn)入到窯尾灰中。A、B、C、D水泥廠的表觀汞釋放率分別為98.45%、92.83%、98.35%、95.38%。4個(gè)水泥廠（A、B、C、D）的汞排放量分別為49.7 g·d-1、40.15 g·d-1、50.1 g·d-1、113.73 g·d-1，汞排放因子分別為8.22 mg·t-1、6.27 mg·