在中国燃煤汞排放量已经占到了人为汞排放总量的38％。燃煤锅炉是主要的汞污染排放源之一。由于零价汞不能为现有的污染控制设施所去除,其是燃煤锅炉汞污染排放的主要形态。 国际上,许多技术被用来控制烟气中的零价汞的排放。最常见的技术就是用催化剂将零价汞催化氧化成溶于水的氯化汞,然后再通过脱硫工艺去除生成的氯化汞。虽然烟气中的零价汞被去除了,但脱硫液和脱硫石膏中的氯化汞含量会明显增加,影响其工业应用。此外,脱硫液中的氯化汞很容易被还原生成零价汞,而再次排向大气。 此外吸附剂也常被用来去除烟气中的零价汞。但是这些吸附剂的应用在存在以下四方面的制约瓶颈: (1)吸附剂的回收与再生:目前通行的做法就是将吸附剂在除尘器前直接喷入烟气中,然后通过除尘器将其与飞灰一道从烟气中去除。这就导致吸附剂大量散落在飞灰中,其回收、分离和再生就显得十分困难。 (2)工业副产品中汞的去除:如果吸附剂不能从飞灰中分离,被吸附的汞大多存在于飞灰中。在我国飞灰大都被用于生产建材。如果环境条件改变,飞灰中汞有潜在释放入环境甚至人居环境的可能性。 (3)烟气中各种组分对吸附剂吸附零价汞的干扰:烟气中含有许多组分,如SO2、HCI和NO等。这些组分会对吸附剂吸附零价汞产生严重的干扰,尤其是SO2。 (4)运行成本:当技术问题解决后,限制烟气中汞污染排放技术推广的最为关键的因素就是运行成本。这就使得吸附剂的化学组成只能是常规的金属元素,贵金属的使用就受到了极大地限制。此外,这些吸附剂如果能够回收,经过再生重新使用,将大大减少运行成本。如果吸附剂具有磁性,问题1、2和4都能够迎刃而解。图1是用磁性吸附剂去除燃煤锅炉烟气中零价汞的工艺示意图。 为此我们合成了磁性缺陷Mn-Fe尖晶石用于烟气中零价汞的吸附。即使存在1000ppm的SO2时,磁性缺陷Mn-Fe尖晶石对零价汞的吸附容量也能达到1.7mg g-1以上。