【正文】 1/2O2(g)→HgO(g)但溫度較低時(shí)，其反應(yīng)速率可能比較慢；（2）若煙氣中不含有氯元素情況下，煙氣中的氧化汞會(huì)隨著溫度進(jìn)一步的降低而反應(yīng)生成硫酸汞：HgO(g) + SO2(g) + 1/2O2 → HgSO4(s)此反應(yīng)的為汞在較低溫度段的反應(yīng)；（3）煙氣中存在氯元素時(shí)，氯化汞則為煙氣中汞的主要存在方式，而其生成的反應(yīng)途徑主要為以下幾種方式：Hg (g)+2HCl(g) →HgCl2(g)+H2(g)HgO(g)+2HCl(g) →HgCl2(g)+H2O(g)4Hg(g)+4HCl(g) +O2(g) → 2Hg2Cl2(g)+2H2O(g)Hg(g)+Cl2(g) →Hg2Cl(g)2Hg(g)+Cl2(g) →HgCl(g)HgCl2(g) →Hg(g)+HgCl2(g)Hall 等通過(guò)研究汞在燃煤燃燒時(shí)的化學(xué)反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)元素態(tài)的汞可以與煙氣中的OHCl、Cl2等快速發(fā)生反應(yīng)而生成 HgO和HgCl2；Hg0與 NO2也會(huì)發(fā)生反應(yīng)，但是反應(yīng)速率緩慢；未發(fā)現(xiàn) Hg0與NHSO2和 H2S 三種氣體發(fā)生反應(yīng)。除了HCl、Cl2和 SO2，與汞可能發(fā)生反應(yīng)的還包括 O2和 NO2。但是，這類均相反應(yīng)會(huì)受到有限的化學(xué)動(dòng)力學(xué)和煙氣在煙道中較短的停留時(shí)間所限制。而煙氣中的炭灰顆粒和無(wú)機(jī)物質(zhì)會(huì)影響汞的反應(yīng)。當(dāng)煙氣中同時(shí)存在酸性氣體（如HCl、SONO、NO2等）和飛灰時(shí)可以促進(jìn)氧化反應(yīng)的發(fā)生。Hall 等[8]發(fā)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)溫度為 100℃和 300℃時(shí)，氧氣的存在會(huì)促進(jìn)活性炭和飛灰對(duì)汞的吸附。Laudal 等人[9]利用模擬煙氣組分（OCOHCl、NSOH2O、ClHF、NO）對(duì)Hg0C和Hg0Ash 吸附反應(yīng)的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度低于500K 時(shí)，NO2的存在會(huì)對(duì)炭和飛灰對(duì)汞的吸附產(chǎn)生很大的影響。Carey 等[10]發(fā)現(xiàn)飛灰及其部分成分會(huì)對(duì) Hg0轉(zhuǎn)化為 Hg2+起到促進(jìn)作用。對(duì)于燃煤電站，主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：(1)煤中汞含量；（2）顆?？刂蒲b置的設(shè)計(jì)與使用（3）煙氣處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和使用。煙氣中生成氧化態(tài)汞的數(shù)量與煤種有一定關(guān)系。例如煙煤燃燒生成的氧化態(tài)汞要高于褐煤所生成的。電站煙氣脫硫系統(tǒng)（FGD）對(duì)于用煙煤，可以除去50%左右的汞而對(duì)于褐煤卻只有5%[11]。總之，燃煤煙氣中主要以三種形態(tài)存在，分別為元素態(tài)Hg0、氧化態(tài)Hg2+（主要為(HgCl2)以及顆粒態(tài)汞Hgp [12]。其中氧化態(tài)Hg2+可溶于水，大部分可以在煙氣濕法脫硫或脫硝過(guò)程中被去除，顆粒態(tài)汞Hgp則可以在電除塵或布袋除塵裝置中隨飛灰一起被去除，燃煤煙氣中還有20～50%的元素態(tài)Hg0以氣相形式存在。由于Hg0熱力學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在低溫時(shí)不易被氧化，且不溶于水，利用普通的物理化學(xué)方法難以脫除，目前將煙氣中元素態(tài)Hg0轉(zhuǎn)化為氧化態(tài)Hg2+進(jìn)行脫除為主要發(fā)展方向[13]。煙氣中汞的存在形態(tài)與煤種、燃煤器類型、煙氣溫度以及煙氣成分等因素有關(guān)，溫度在750℃以上時(shí)，煙氣中的汞以元素態(tài)Hg0存在，當(dāng)溫度降低到450℃以下時(shí)，煙氣中元素態(tài)Hg0應(yīng)該全部轉(zhuǎn)化為氧化態(tài)Hg2+和顆粒態(tài)汞Hgp[14]，但由于受反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的限制，實(shí)際煙氣中會(huì)存在一定比例的元素態(tài)Hg0。近幾年，各國(guó)學(xué)者對(duì)汞的化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)開(kāi)展了許多研究[15]，提出了一系列均相氧化反應(yīng)機(jī)理，并利用過(guò)渡態(tài)理論估算了相應(yīng)的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)，用量子化學(xué)從頭計(jì)算MP2方法給出了Hg/O基元反應(yīng)，但還缺少其它眾多氣體成分與汞之間的反應(yīng)模型。Galbreath等人[16]研究了煤中其它元素對(duì)煙氣中汞存在形態(tài)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)煤中的氯會(huì)與汞反應(yīng)生成易于脫除的HgCl2，硫的存在會(huì)提高煙氣中元素態(tài)Hg0的含量，鐵會(huì)對(duì)元素態(tài)Hg0的氧化產(chǎn)生催化作用從而提高煙氣中氧化態(tài)Hg2+的含量，鈣在燃煤過(guò)程中會(huì)與氯元素發(fā)生反應(yīng)抑制元素態(tài)Hg0的氧化，使煙氣中氧化態(tài)Hg2+的含量降低。Pavlish等人[17]研究了煙煤、亞煙煤和褐煤燃燒煙氣中汞的形態(tài)分布情況，發(fā)現(xiàn)煙煤中元素態(tài)Hg0的含量最小，其次是亞煙煤和褐煤。 煙氣脫汞技術(shù)研究進(jìn)展汞排放控制技術(shù)的研究目前主要集中在3個(gè)方面：燒前脫汞、燃燒中脫汞和燃燒后脫汞，其中燃燒后脫汞即煙氣脫汞是目前研究的重點(diǎn)。燃燒后脫汞包括SCR脫硫脫硝裝置，除塵裝置包括一些袋式除塵器和電除塵器，濕法煙氣脫硫系統(tǒng)（WFGD），吸附劑吸附法等。本文重點(diǎn)介紹吸附劑吸附的方法。這類方法采用活性碳或其它吸附劑去除煙氣中汞。吸附劑通過(guò)以下2種方式吸附煙氣中的汞：一種是噴射法，即在顆粒去除裝置前噴入粉末狀吸附劑，捕獲了汞的吸附劑顆粒經(jīng)過(guò)除塵器時(shí)被去除；另一種是固定床法，即將煙氣通過(guò)裝有吸附劑的固定式吸附床，但如果吸附劑顆粒太細(xì)會(huì)引起較大的壓降，下面介紹了幾種常用的吸附劑。 活性炭(AC)吸附劑具有較高的汞吸附效率 ，是目前研究最為廣泛的脫汞吸附劑. 活性炭對(duì)汞的吸附是一個(gè)多元化的過(guò)程，與吸附劑本身的物理性質(zhì)、溫度、煙氣成分、停留時(shí)間和C/Hg比例等因素有關(guān)[18]。由于活性炭的非選擇性吸附特性，煙氣中的其他成分易于搶占活性中心，大大降低了活性炭的利用率。目前，許多學(xué)者主要通過(guò)用化學(xué)預(yù)處理等手段對(duì)活性炭進(jìn)行改性以提高其利用率。Radisav等人研究發(fā)現(xiàn)，顆?；钚蕴拷?jīng)過(guò)氯化物浸泡后能有效提高吸附性能，最高脫汞效率達(dá)到95%~98%。Uddin等[19]發(fā)現(xiàn)經(jīng)SO2或H2SO4預(yù)處理后活性炭脫汞效率得到了顯著提高。周勁松等[20]用活性MnO2浸漬、FeCl3浸漬和不同溫度下滲硫等方法對(duì)活性炭進(jìn)行改性預(yù)處理。與原活性炭吸附劑相比，改性活性炭吸附劑對(duì)汞蒸氣的吸附能力有較大提高。造成改性后活性炭吸附能力顯著提高的原因主要在于在吸附汞蒸氣的過(guò)程中，除了物理吸附外同時(shí)還發(fā)生了化學(xué)吸附。晏乃強(qiáng)等[21]利用溴對(duì)活性炭進(jìn)行處理，研究載溴活性炭對(duì)氣體中的Hg0的去除行為。結(jié)果表明，載溴可使活性炭對(duì)單質(zhì)汞的吸附量顯著增加，并加快對(duì)單質(zhì)汞的吸附速率。 對(duì)活性炭進(jìn)行化學(xué)處理雖然可以提高活性炭的利用率，但用化學(xué)方法進(jìn)行預(yù)處理同樣會(huì)使得活性炭的應(yīng)用成本增加，使活性炭進(jìn)行大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用受到了限制[22]。 由煤粉爐產(chǎn)生的飛灰炭具有細(xì)小的粒徑和實(shí)用性，并且早已被作為一種潛在的汞吸收劑而進(jìn)行研究。飛灰對(duì)汞的吸附主要通過(guò)物理吸附、化學(xué)吸附、化學(xué)反應(yīng)以及三者結(jié)合的方式。將飛灰重新注入煙氣中可進(jìn)一步捕集汞。飛灰吸附主要受到溫度、飛灰粒徑、碳含量、煙氣氣體成分以及飛灰中無(wú)機(jī)成分對(duì)汞的摧毀等多種因素的影響。江貽滿[23]采用氮?dú)獾葴匚降姆椒ㄑ芯苛薊SP飛灰對(duì)燃煤鍋爐煙氣汞的吸附特征。發(fā)現(xiàn)飛灰顆粒粒徑越小，比表面積越大，其吸附量趨于增加，飛灰含碳量與汞含量呈正相關(guān)關(guān)系，亞微米級(jí)顆粒物對(duì)汞的吸附與比表面積的利用率有關(guān)，在靜電除塵過(guò)程中飛灰的空隙結(jié)構(gòu)在不斷地變化和發(fā)展，孔分布越寬，微孔越發(fā)達(dá)越有利于汞的吸附。煙氣成分對(duì)燃煤飛灰汞吸附的影響也被報(bào)道[24]發(fā)現(xiàn)飛灰對(duì)Hg0的吸附受到HCl、SONO等氣體成分和含量的影響，上述氣體的存在可以提高飛灰對(duì)汞的吸附容量。這也證明了飛灰對(duì)Hg0的吸附不僅是物理吸附的過(guò)程，同時(shí)也包括化學(xué)吸附附不僅是物理吸附的過(guò)程，同時(shí)也包括化學(xué)吸附的過(guò)程。掃描電鏡SEM 針對(duì)飛灰表面性質(zhì)的分析，發(fā)現(xiàn)飛灰表面汞富集區(qū)域與該處的碳含量有直接關(guān)系[25]。含碳量高的飛灰以及較低溫度對(duì)汞的吸附是有利的，不同煤種的飛灰也有差別。但是炭含量過(guò)高（大于1%）會(huì)限制飛灰作為混凝土添加劑的商業(yè)應(yīng)用，這一點(diǎn)不利于飛灰再注入技術(shù)的發(fā)展。再者，高含碳量的飛灰電阻率低，也會(huì)降低ESP的除塵效率。 鈣基吸附劑美國(guó)EPA采用鈣基類物質(zhì)（CaO，Ca（OH）2，CaCO3，CaSO42H2O）研究汞的脫除，發(fā)現(xiàn)鈣基類物質(zhì)的脫除效率與燃煤或廢棄物燃燒的煙氣中汞存在的化學(xué)形態(tài)有很大關(guān)系。研究結(jié)果表明，鈣基類物質(zhì)如Ca（OH）2對(duì)HgCl2的吸附效率可達(dá)到85%，CaO同樣也可以很好地吸附HgCl2，但對(duì)于單質(zhì)汞的吸附效率卻很低。廢棄物燃燒所產(chǎn)生的煙氣中汞主要以二價(jià)汞的形式存在（一般認(rèn)為HgCl2形式），而燃煤煙氣中單質(zhì)汞的比例要高一些。因此可以得到在廢棄物燃燒爐中利用鈣基類物質(zhì)可以較好地去除汞的結(jié)論，但鈣基類物質(zhì)用于燃煤煙氣中汞的去除效果卻不盡如人意。鈣基類物質(zhì)容易獲取，而且價(jià)格低廉，同時(shí)是脫除煙氣中SO2的有效脫硫劑，如果能夠在除汞方面取得一定突破，那么將會(huì)在多種污染物同時(shí)脫除方面有重要意義，因而如何加強(qiáng)鈣基類物質(zhì)對(duì)單質(zhì)汞的脫除能力，成為實(shí)現(xiàn)同時(shí)脫硫脫汞的技術(shù)關(guān)鍵和研究熱點(diǎn)，目前主要從2個(gè)方面進(jìn)行嘗試，一方面是增加鈣基類物質(zhì)捕捉單質(zhì)汞的活性區(qū)域；另一方面是往鈣基類物質(zhì)中加入氧化性物質(zhì)。文獻(xiàn)［26］采用第2種方法嘗試改善石灰（CaO）和硅酸鹽物質(zhì)（CaSiO3）的吸附性能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)改性后吸附效率有所增加。在研究HCl對(duì)鈣基吸附劑的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于氯原子和Hg0相互作用，帶有結(jié)晶水的CaSO4（CaSO42H2O，CaSO41/2H2O）對(duì)Hg0的吸附作用大大增強(qiáng)。與活性炭及金屬等材料相比，天然礦物材料價(jià)格低廉、來(lái)源廣泛且不污染環(huán)境，并且在脫汞的同時(shí)并不會(huì)影響到電廠飛灰的商業(yè)價(jià)值，是一種很有潛力的汞吸附劑材料。近年來(lái)，硅膠[27]和人造沸石等人工合成硅基材料已經(jīng)用于吸附劑脫汞的實(shí)驗(yàn)研究。如Hsi等[28]考察了兩種人造沸石及其S改性后吸附劑的脫汞能力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與碳基材料相比，沸石改性前后對(duì)汞的吸附容量都較低。而Liu等[29]則合成了一種可再生Ag摻雜4A沸石吸附劑，經(jīng)測(cè)試能夠脫除天然氣中98%的汞，并且經(jīng)340176。C加熱后吸附劑可以釋放出汞而重復(fù)使用。而硅膠材料常用于制備有機(jī)吸附劑，天然的礦物材料在價(jià)格上顯然具有更大的優(yōu)勢(shì)。天然礦物材料本身具有很好的吸附特性，作為吸附劑一般在污水處理方面的研究較多，而應(yīng)用于煙氣脫汞的研究則較少。如Physical Sciences ，且不受吸附溫度(130~200176。C)的影響[30]。Ju等[31]考察了天然沸石和膨潤(rùn)土對(duì)焚燒爐煙氣中汞的脫除能力，并與活性炭和焦炭吸附劑進(jìn)行了比較，結(jié)果表明天然沸石和膨潤(rùn)土的吸附量都很低，經(jīng)硫改性后兩種礦物吸附劑對(duì)汞的脫除率僅為50%，顯示其脫汞性能并未得到明顯改善。Kwon等[32]的研究也表明酸化和滲硫都能夠提高膨潤(rùn)土的脫汞能力，但是效果有限。Mendioroz等[33]提出利用海泡石做汞吸附劑材料，結(jié)果表明在47176。C時(shí)硫改性海泡石對(duì)汞的吸附容量達(dá)603mg/g。Eswaran等[34]則測(cè)試了絲光沸石對(duì)汞的脫除效果，實(shí)驗(yàn)前將絲光沸石用IN的鹽酸活化后于300176。C下活化2h，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中選用AC和煤焦作對(duì)比實(shí)驗(yàn)，考慮了溫度、吸附劑用量、Hg入口濃度和酸性氣體(NO和S02)影響，結(jié)果表明三種吸附劑具有類似的汞吸附率，其范圍在3000~3900 ng/h，增加進(jìn)口汞濃度會(huì)提高三種吸附劑的吸附速率，對(duì)絲光沸石最明顯。加入酸性氣體會(huì)提高絲光沸石對(duì)汞的吸附速率，而在無(wú)酸性氣體時(shí)絲光沸石表現(xiàn)出氧化單質(zhì)汞的能力