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汞是具有巨毒性。持久性、易迁移性、高度生物蓄积性的化学物质，可通过呼吸、皮肤接触、饮食、母婴遗传等方式进入人体，对人体健康造成危害。世界高度关注汞污染问题，汞被认为是全球性循环元素，减少因燃煤向大气排放汞是人类的共同任务。中国一次性能源以煤 炭为主，燃煤汞排放是主要的人为大气汞排放源。2010年我国原煤消耗31.8亿吨，是2000年的2.41倍，其中火电厂煤炭消耗18亿吨。煤炭利用过程中，会有大量的汞被释放到大气中。因此，研究燃煤电厂汞污染问题显得十分重要。
1、国内外发展状况
2000年12月，美国EPA宣布开始控制燃煤电厂锅炉烟气中汞的排放。2005年3月，美国EPA颁布了汞排放控制标准，成为世界上首个针对燃 煤电站汞排放实施限制标准的国家。
联合国环境规划署（UNEP）专家制定了一系列工作日程来控制污染，2010年6月，政府间谈判委员会第一次会议（INCI）在瑞典斯德哥尔 摩召开，拟定了一项具有全球法律约束力的汞问题文书，来自包括中国在内的140多个国家、政府间组织和国际组织的400多名代表出席了本次会议。
中国的汞排放量已居世界第一，UNEP的报告草案中，2005年中国汞排放量为825.2吨，占全球总排放量的42.85%；印度汞排放量为171.9吨，占全球总排放量8.93%；美国汞排放量为118.4吨，占全球总排放量的6.15%。我国电力和热力行业化石燃料燃煤排放汞387.4吨，美国排 放62.8吨。
目前我国相关政府部门及行业尚未正式对外发布过燃煤电厂汞排放的数据，专业学者的相关研究也都是估算的数据。根据中国电力企业联合会与清华大学共同承担的联合国环境规划署《中国燃煤电厂大气汞排放》项目，2008年中国燃煤电厂大气汞排放量比2005年降低10%左右，主要是因为脱硫机组占煤电机的比例由2005年的14%快速提高至2008年的60%，而脱硫机组装置对汞有协同去除的作用。
国内基于现场实测的燃煤电厂汞排放资料还很少，对燃煤电厂汞排放的研究主要还是以实验室数据为基础。王圣等首次基于现场实测的要求，选取我国6个代表性的燃煤电厂作为研究对象，分析其汞排放特性
汞污染防治工作被纳入电力企业“十二五”规划，《重金属污染综合防治“十二五”规划》和《“十二五”重点区域大气污染联防联控 规划》都对燃煤电厂大气汞排放控制工作做了安排。国家环境保护部正在组织开展“燃煤电厂大气污染控制试点工作”，汞排放监测试点工 作已经开始进行。
2011年9月21日，我国环保部发布了新修订的《火电厂大气污染排放标准》（GB13223-2011）提出了汞及化合物的控制指标，规定燃煤发电锅炉的汞及其化合物排放限值为0.03mg/m3。
2、汞的形态
煤燃烧过程中，大部分的汞随着烟气排入大气，小部分残留在底灰和溶渣中。烟气中汞主要以元素汞（Hg）、化合态态汞（Hg和Hg）和颗粒态汞（Hg）三种形态存在。在通常的炉膛温度范围内，煤中的汞几乎全部以Hg的形式进入烟气。伴随着烟气的冷却，部分Hg与其他燃烧 产物及烟气成分相互作用，转化为氧化态汞和颗粒态汞。
元素汞是环境大气中汞的主要存在形式，具有较高的挥发性和较低的水溶性，极易在大气中通过长距离传输形成全球性汞污染。进入大气后，Hg和Hg的停留时间只有几天，但Hg可以再大气中停留一年以上，因此Hg是最难控制的形态之一。氧化态汞可溶于水，也易于被颗粒物 所吸附，因此易于被常规污染控制设备捕集和控制。颗粒态汞绝大部分也可被除尘、湿法脱硫等烟气净化装置捕集去除。
3、燃煤电厂汞污染控制技术
目前，燃烧煤汞污染控制技术的研究主要集中在三个方面：燃烧前脱汞、燃烧中脱汞和燃烧后脱汞。其中以燃烧后脱汞技术的研究最为广泛。
3.1 燃烧前脱汞
燃烧前脱汞属于对源的控制，大大减少了汞进入燃烧过程的量，主要包括洗煤和热解技术。洗煤技术是一种简单而低成本的降低汞排放的方法，其脱汞效率可达64.5%。目前，发达国家的原煤入洗率已经达40%-100%，而我国只有22%，因此，我国应尽快提高原煤入洗率。热解法脱汞则是利用汞的高挥发性，在不损失碳素的温度条件下，使烟煤温和热解把汞挥发出来。比较这两种工艺，洗煤脱汞工艺相对成熟，热解脱汞工艺尚处于实验室研究阶段，有待进一步研究。
3.2 燃烧中脱汞
关于燃烧中脱汞技术的研究很少，但针对其他污染物采用的一些燃烧控制技术对汞的脱除具有积极的作用。主要方法包括：流化床燃烧、低氮燃烧和炉膛喷入吸附剂法。
流化床燃烧有较长的炉内停留时间，使得微颗粒吸附汞的机会增加，更有利于气态汞的沉降。另外，流化床燃烧操作温度相对较低，导致氧化态汞含量增加，又抑制了氧化态汞重新转化成Hg，在后续净化设备中更易视频去除。低氮燃烧法同样是由于其操作温度较低，增加了烟气中氧化态汞的含量。炉膛喷入吸附剂法则是针对Hg容易被吸附去除的机理，不同气体和碳以不同比例存在时对汞的去除率的影响，研制某种催化剂，促使Hg氧化成Hg，从而控制汞污染。
3.3 燃烧后脱汞
燃烧后脱汞（烟气脱汞）是电厂汞污染控制技术的研究重点，主要包括两方面：一是脱汞吸收剂的开发；二是对现有污染控制设备进行改进，使其具有脱汞性能，实现脱硫脱硝脱汞一体化。
高效经济的吸附剂研制是吸附脱汞的重要研究内容，这些吸附剂包括碳基类吸附剂（活性炭及改性炭、飞灰、活性炭纤维等）、钙基类 吸附剂（CaO、Ca（OH）2、CaSO4.2H2O等）、矿物类吸附剂（沸石、蛭石、高岭土、膨润土、硅土等）、金属类吸附剂（FeO3/TiO2、 V2O5/TiO2等金属氧化物吸附剂、Pd、Pt、Au等贵重金属材料）以及一些新型吸附剂。
目前，国内外电厂常用静电除尘器（ESP）和布袋除尘器（FF）去除飞灰。利用湿式脱硫（WFGD）装置脱除烟气中的SO2，脱硝主要采用选择性催化还原法（SCR）和选择性非催化还原法（SNCR）。
ESP和FF在降低颗粒物排放的同时，能在一定程度上减少汞的污染，能够有效脱除Hg，但对Hg和Hg的脱除率相对较低。基于ESP和FF的吸附剂喷入技术可采取吸附剂喷入的方法提高燃煤烟气中汞的脱除效率。例如将活性炭喷入烟气中，是一种最简单自然的控制燃煤烟气汞污染的技术，但此技术投资费用较大、运行成本较高，电厂一般难以承受，因此很多研究围绕价格较为低廉的吸附剂（如飞灰、钙基类吸附剂等 ）展开。根据煤种的变化，基于FF的吸附喷入技术可去除80%-90%的汞，基于ESP的吸附剂喷入技术可去除50%-90%的汞。
烟气中的Hg化合物易溶于水，WFGD可去除烟气中约90%的Hg，但对不溶于水的Hg捕捉效果不显著。在湿法洗涤脱硫过程中，使用H2S和加入少量EDTA试剂，并控制各运行参数，可明显增加WFGD系统的汞捕捉率。在烟气进入脱硫塔前，加入碳基类等催化剂，以促使Hg氧化形成Hg化合物，也能提高汞脱除率。另外，利用WFGD加强汞脱除，对脱硫塔运行几乎无影响。
SCR脱硝工艺可去除烟气中70%-90%的NOx，但不能直接抑制烟气中汞的排放量，而是将NOx还原为氮气的同时有效促进Hg氧化成Hg，从而有利于下游的烟气WFGD对汞的吸收。
4、结语
燃煤电厂作为最主要的人为大气汞污染排放源，其产生的汞污染问题已经受到越来越广泛的关注，对燃煤电厂汞排放控制技术进行研究和发展，以达到控制减排目标十分重要和迫切。《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）已经明确规定燃煤发电锅炉汞及其化合物排放控制标准。做好燃煤电厂汞污染排放控制工作，可以对优先控制行业从汞排放浓度和排放总量两方面加以控制；增加用煤洗选比例，降低燃煤中汞含量；研制高效经济的催化剂，提高汞的脱除效率；充分利用现有污染控制设备对汞进行协同脱除，减少投资费用，走复合式污染控制之路。
