馬光軍，陸芝偉，葉 兵

（江蘇省南京環(huán)境監(jiān)測中心，南京 210013）

汞（Hg）是環(huán)境中毒性最強的重金屬元素之一。近年來，各國學者在汞污染方面開展了大量研究[1]。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）發(fā)布的2005年汞排放清單指出，亞洲對大氣汞的貢獻持續(xù)增長，達到全球人為排汞量的67%（質(zhì)量分數(shù)）。而我國被認為是全球人為排汞量最大的國家，美國和印度跟隨其后，但后兩者排汞量總和不及我國的1/3[2]。李文俊等認為汞已經(jīng)成為溫室氣體和持久性有機物后又一引人關(guān)注的全球性化學污染物[3]。

2015年，董燦等人對我國大氣中的汞進行定量估算，得到我國汞排放清單，清單顯示，鋼鐵行業(yè)每年向大氣中排放35.42 t 汞，排放量不容忽視[4]。根據(jù)中國鋼鐵行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀以及國外前期研究成果，焦化工序和燒結(jié)工序是產(chǎn)生汞污染的主要工序，對于部分無焦化工序的鋼鐵企業(yè)而言，燒結(jié)工序則是其最主要的汞污染來源[5]。因此，本文對鋼鐵行業(yè)燒結(jié)工序不同凈化設(shè)施進出口汞排放進行了監(jiān)測，并對不同凈化設(shè)施脫汞效率進行了初步研究。

1 試驗方案及現(xiàn)場監(jiān)測

1.1 試驗方案

本文選取南京市某兩家鋼鐵企業(yè)（企業(yè)A 和企業(yè)B）為研究對象，企業(yè)A 現(xiàn)有5 套燒結(jié)系統(tǒng)，其中1#、3#燒結(jié)機頭（2×180 m2）共用一套半干法脫硫系統(tǒng)，2#燒結(jié)機頭（360 m2）為單獨使用一套氨法脫硫系統(tǒng)（濕法脫硫），4#、5#燒結(jié)機頭（2×220 m2） 共用一套半干法脫硫系統(tǒng)。企業(yè)B 現(xiàn)有3 套燒結(jié)系統(tǒng)，其中3#燒結(jié)為石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)，4#和5#燒結(jié)為循環(huán)流化床半干法脫硫系統(tǒng)。所有燒結(jié)工藝前段均采用靜電除塵，下面所分析凈化設(shè)施對汞的脫出效率均指靜電除塵后的凈化設(shè)施，詳細的處理設(shè)施如表1所示。

表1 兩家企業(yè)燒結(jié)機頭凈化設(shè)施

謝馨等人研究發(fā)現(xiàn)，鋼鐵行業(yè)燒結(jié)工序煙氣主要以氣相形態(tài)存在，平均比重達到了94.4%[6]。因此，本文采用以EPA 30B 方法為原理的設(shè)備，對煙氣中氣態(tài)汞進行了監(jiān)測。該方法主要包括活性炭吸附管采樣系統(tǒng)、吸附管加標系統(tǒng)、樣品分析設(shè)備三部分。另外，采用3012（H）型煙塵（氣）測試儀同步監(jiān)測煙氣風量。

煙氣分析采用塞曼效應(yīng)工作原理，基于塞曼-調(diào)制的冷蒸氣原子吸收光譜法（CVAAS），當樣品氣體通過測量池時，根據(jù)汞蒸氣燈光強的降低情況測定煙氣中汞的濃度。汞原子在測量池吸收253.7 nm 的汞的特征波長。由于煙氣中的其他組分也會在此波長段產(chǎn)生吸收，干擾汞的測量，因此本研究采用塞曼調(diào)制技術(shù)消除干擾。

1.2 監(jiān)測結(jié)果

筆者通過對企業(yè)A 和企業(yè)B 燒結(jié)機頭凈化設(shè)施前后（除塵后和煙囪排放口）煙氣中汞含量進行監(jiān)測，并通過相關(guān)參數(shù)計算出相應(yīng)的脫汞效率，監(jiān)測結(jié)果如表2所示。

表2 監(jiān)測結(jié)果

2 分析

從上述結(jié)果來看，同為燒結(jié)工藝，不同凈化設(shè)施的脫汞效率存在明顯差異，為進一步分析脫汞效率差異，筆者依據(jù)表2數(shù)據(jù)，制作出兩家鋼鐵企業(yè)燒結(jié)工藝脫汞效率對比圖，如圖1所示。

圖1 兩家鋼鐵企業(yè)燒結(jié)工藝脫汞效率對比

從表2和圖1可以清晰地看出，企業(yè)A 4#、5#燒結(jié)凈化設(shè)施脫汞效率最低，為73.3%，而相對應(yīng)的凈化設(shè)施為半干法脫硫，后續(xù)無布袋除塵等工藝。其他5 個排口脫汞效率相近，脫汞效率為84.1%～91.5%，分析發(fā)現(xiàn)，存在兩種情況，一是企業(yè)A 2#燒結(jié)和企業(yè)B 3#燒結(jié)采用濕法脫硫工藝，二是企業(yè)A 1#、3#燒結(jié)、企業(yè)B 4#燒結(jié)和企業(yè)B 5#燒結(jié)采用半干法脫硫工藝+布袋除塵工藝，從中可以看出，第二種情況的脫汞效率基本一致，而且脫汞效率高。

3 結(jié)論

研究表明，就脫汞效率而言，兩家鋼鐵企業(yè)燒結(jié)機頭凈化設(shè)施脫汞效率的范圍為73.3%～91.5%，其中，半干法脫硫工藝+布袋除塵工藝＞濕法脫硫工藝＞干法脫硫工藝。鑒于此，筆者建議，新建或技改的鋼鐵燒結(jié)工藝，選擇顆粒物、SO2等污染物凈化設(shè)施時，應(yīng)充分考慮對其他污染因子的協(xié)同處理 效率。