美国燃煤电厂汞排放标准研究

王可辉，朱 林，2，陈其颢，2，姜艳靓，2，步 凡

(1.南京信息工程大学环境科学与工程学院，江苏南京 210044;2.国电环境保护研究院，江苏南京 210031;3.南京外国语学校，江苏南京 210008)

燃煤电厂是世界上汞排放的最大来源，占到了汞排放量的40%［1］。目前很多国家都已制定了相应的法规政策来限制汞的排放。美国是第一个通过立法来限制燃煤电厂汞排放的国家，2011年12月16日，美国环保署颁布了减少、限制燃煤电厂汞及有毒有害气体排放的标准(Mercury and Air Toxics Standards，MATS)。美国环保署出台的清洁大气州际法规(Clean Air Interstate Regulations，CAIR)中要求燃煤电厂在减少NOx和SO2排放的同时，还要进一步减少汞的排放［2］。我国新颁布实施的《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223 － 2011)［3］，也将汞作为强制性指标纳入其中。

1 美国汞污染控制现状

1.1 美国燃煤电厂汞排放

美国燃煤电厂中排放的有毒有害气体主要包括Hg、Ar和其他的重金属污染物质，酸性气体和颗粒物等。由于美国约40%的燃煤电厂都没有除尘器等污染控制设备，对汞排放控制不严格。如果不限制这些有毒有害气体的排放，会对人们的身体健康造成危害，尤其是其中的汞污染物质会儿童的神经系统发展，进而影响儿童的智力发育和损害他们的认知能力。所以，电厂汞排放无论是气体、颗粒物或者其他任何形式，都会对人体产生危害。美国汞排放来源主要有市政废弃物的燃烧，医学品焚化炉的燃烧和燃煤电厂，如表1［4］所列。

表1 美国汞排放来源分析 t/a

从表中可以看出在，1990年－2005年汞的排放量总体在下降，市政和医药废物的燃烧排放的汞基本上已经很少，但燃煤电厂下降的很少，几乎没怎么变化，主要原因是针对燃煤电厂的排放规则比较陈旧。1990年美国联邦政府通过的清洁空气修正法案(Clean Air Amendments，CAA)后，没有出台过针对燃煤电厂的新排放标准，1998年环保署拟定了有毒有害气体研究报告并提交国会，2000年环保署在清洁生产修正法案之下出台了针对燃煤电厂的排放标准，其中汞作为污染物被特别的提及，同样提到的还包括Ar、Cr、Ni和酸性气体等。2008年美国联邦上诉法庭取消清洁空气汞排放控制法规。

1.2 汞排放规定具体制定过程

美国大规模的汞排放控制始于20世纪90年代，主要针对的是医药废物焚化炉及城市垃圾焚烧炉。如今美国最大的汞排放源为燃煤发电厂，1999年克林顿政府计划到2007年使汞排放控制率达到90%，后来布什政府废除了该计划并于2005年3月15号发布了清洁空气汞排放控制法规(Clean Air Mercury Rule，CAMR)，该法规计划从 2010年到2017年控制汞的排放量从 48t降低到 34t，减排率为29%，2018年将达到70%的汞排放控制率。2008年，美国联邦上诉法庭判决取消《清洁空气汞排放控制法规》，并责成环保署制定更严格的汞排放控制法规［5］，要求针对燃煤电厂汞排放控制标准的制定必须采用最大可实现控制技术，即根据汞排放最少的12%的电厂的总平均值为基础来制定。之后美国没有出台统一的汞排放控制法规，各州根据自身情况制定了更为严格的汞减排规定［6］。

2011年12月16日，美国环保署在广泛征求公众意见后最终发布了汞及其有毒有害气体排放限制标准，这是美国第一个针对燃煤电厂出台的一个全国性的大气污染控制法规。规定了自2004年1月30日以后新建的燃煤电站锅炉汞排放限值［7］，如表2所示。

表2 美国新建燃煤电厂汞排放限值

1.3 采用成熟的控制技术

美国燃煤电厂采用成熟的控制技术以减少汞等污染物质的排放量，如用湿式除尘器、纤维过滤器和活性炭喷射等技术都被广泛应用。同时很多机组都开始使用多种联合控制技术。MATS出台后，美国很多燃煤电厂都将升级现有环保设备(特别是采用静电除尘器来控制可吸入颗粒物)，也可能安装一些新的环保设备(比如纤维过滤器、干燥吸附剂喷射、或活性炭喷射等)。

2 我国汞污染控制现状

我国新实施的《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223－2011)中，首次增加了火电厂大气汞污染物排放标准。火电行业是汞排放量较大的单一污染源，由于目前我国现有燃煤电厂大气汞控制的科研基础比较薄弱，汞控制技术无法实现产业化。

新的《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223－2011)规定我国火电厂汞排放限值0.03mg/m3。目前，火电厂现有烟气净化装置具备脱汞效果，经脱硫、脱硝、除尘协同控制后，汞的脱除率可以达到70% ～85%，汞排放浓度为0.01mg/m3，满足限值要求。新标准中增加汞排放控制标准，其意义在于释放了一个长期政策信号，既可以促进火电大气汞污染控制技术的基础研究，也可以为未来中国与全球大气汞排放减排同步做好准备［8］。

3 结语

从美国最新发布的汞及其有毒有害气体排放标准中可以看到，汞的污染及其控制已经成为目前必须考虑和解决的问题。我国汞污染研究及治理控制，应注重掌握不同行业汞的产排情况，包括燃煤量、煤种含汞量、地域分布等情况，研究产排、转化规律，为确定重点排污行业、污染区域提供基础。同时研发燃煤汞治理的最佳实用技术，并全面考虑整个生成排放周期的汞的捕集。国家应考虑对电厂实施汞污染治理的电价补偿方案，这样可以调动电厂的除汞积极性，有利于整个行业与环境的和谐发展。

［1］Environment Protection Agency.National Air Quality and Emissions Trends Report［R］.EPA:1999.

［2］孙丽梅燃煤电厂汞排放控制途径分析［J］.洁净煤技术，2009，15(5):94－97.

［3］GB 13223－2011，火电厂大气污染物排放标准［S］.

［4］EPA.EPA＇s 2005 NATA Inventory Modified for the Toxics Rule 2005 Base Year［R］.2010.

［5］王 雄，黄志明，罗贤勇.美国燃煤电厂汞排放控制技术［J］.科学技术，2010，(9):140 －142.

［6］Praveen Amar.Mercury Emissions from Coal Fired Power Plants －The case for regulatory action［R］.Northeast States for Coordinated Air Use Management，2003.

［7］李辉，王强，朱法华.燃煤电厂汞的排放控制要求与监测方法［J］.环境工程技术学报，2011，(3):226 －231.

［8］刘晓星.汞治理亮起信号灯［N］.中国环境报，2011-08-03.