环
境
工
程
学
报
第 ２卷
Ｈｇ
０
氧化率可达 ９５％。 可 见 当 Ｏ
３
量 足 够 时 能 达 同
时脱氮和脱汞效果。研究还发 现，ＳＯ
２
的 存 在 对 ＮＯ
的氧 化 率 影 响 很 小，而 且 当 用 注 入 Ｏ
３
的 Ｃａ
（ＯＨ）
２
等碱液 喷 淋 ＳＯ
２
和 ＮＯ混 合 物 时，ＳＯ
２
被 碱 液 优 先
吸收，吸 收 率 达 １００％，同 时 ＮＯ被 Ｏ
３
氧 化，当 Ｏ
３
／
ＮＯ为 １７时，得 到 ９７％ 的 氧 化 吸 收 率。 由 此 可 见
ＳＯ
２
的存在对 ＮＯ和 Ｈｇ
０
的氧化没有很大的影响。
２．
１．
２ 用 Ｏ
３
作为添加剂的优缺点
（１）由于 ＳＯ
２
对 Ｏ
３
氧化 ＮＯ和 Ｈｇ
０
没有很大的
影响，因此当用 ＷＦＧＤ系统 同 时 脱 硝 脱 汞 时 不 需 要
对脱硫塔进行改造。
（２）产 物 可 以 利 用，且 不 会 造 成 二 次 污 染。 Ｏ
３
快速将 Ｈｇ
０
氧 化 为 氧 化 态 二 价 汞，将 ＮＯ
２
转 化 成
ＮＯ
－
２
和 ＮＯ
－
３
，而 ＳＯ
２
被石灰石转化 为 ＨＳＯ
－
３
／
ＳＯ
２－
３
，
再与 ＮＯ
２
反应产生 ＨＳＯ
３
· ／
ＳＯ
３
· 自 由 基。 这 类 自
由基与烟气中 Ｏ
２
反 应 产 生 ＳＯ
２－
４
，其 中 一 些 ＨＳＯ
－
３
／
ＳＯ
２－
３
与 ＮＯ
２
反应形成 Ｎ—Ｓ中 间 产 物，这 类 中 间 产
物水解最终产生（ＮＨ
４
）
２
ＳＯ
４
和石膏。
（３）Ｏ
３
气体不稳定，在高温下容易分解，不易 贮
存和运输，需购置臭氧发生器和气格栅；且用于实际
烟气治理工程时耗量较大，投资和运行费用较高，将
制约其大规模工业 化 应 用，其 发 展 前 景 有 赖 于 臭 氧
生产技术经济性的提高。
２．
１．
３ 氯气的氧化作用
很多学者对 Ｃｌ
２
和 ＨＣｌ气体的 氧 化 效 果 进 行 了
研究
［１４～１６］
，认为当温度高于 ６００℃时，ＨＣｌ是主要的
氧化剂，而当 温 度 低 于 ５００℃ 时，Ｃｌ
２
对 汞 的 氧 化 起
着决定作用。 Ｌａ
ｕｄａ
ｌ等
［１４］
在 １７５℃ 下 对 Ｃｌ
２
和 ＨＣｌ
气体氧化汞进行了试验，结 果 表 明，当 Ｃｌ
２
的 含 量 为
３２ｍｇ／
ｍ
３
时，汞氧 化 率 在 ７８％ 以 上。 Ｈａ
ｎｓ等
［１７］
的
研究发现，随着温度 的 降 低，Ｃｌ
２
对 Ｈｇ
０
的 氧 化 率 提
高。当烟 气 中 没 有 水 汽，Ｈｇ
０
浓 度 为 １０μｇ／
ｍ
３
，Ｃｌ
２
浓度为 ３ｍｇ／
ｍ
３
，温 度 为 ３２０℃，１６６℃ 和 １２１℃ 时，
氧化率分别为 ５３％、
６９％和 ７３％。湿法脱硫 的 温 度
为 ５０～６０℃，因 此 在 这 个 温 度 下 加 入 Ｃｌ
２
会 对 汞 的
氧化有很 好 的 效 果。 Ｃｌ
２
和 水 反 应 产 生 的 ＨＣｌ
Ｏ及
Ｃｌ
Ｏ
－
会对 Ｃｌ
２
氧化单质汞起到催化作用
［１８，
１９］
。
２．
１．
４ 用 Ｃｌ
２
作为添加剂的优缺点
（１）氯气价格低廉，氧化效果显著。
（２）氮氧化物对氯 气 氧 化 单 质 汞 的 效 率 影 响 不
大，但是 ＳＯ
２
的存在显著影响了 其 氧 化 效 率
［１４］
。 因
此，若要用 Ｃｌ
２
作为添加剂在 脱 硫 塔 内 同 时 脱 汞，并
同时 减 少 Ｃｌ
２
的 消 耗，有 必 要 对 脱 硫 塔 进 行 分 层 或
其他改造，使得大部分 ＳＯ
２
先被吸收，再注入 Ｃｌ
２
，实
现同时脱硫脱硝脱汞。
（３）氯气 是 一 种 有 毒 的 气 体，贮 存 和 运 输 都 不
方便，而且会使氧化产物中存在大量的 Ｃｌ
－
，所以必
须对脱硫浆液进行 洗 涤，因 此 用 其 进 行 大 规 模 工 业
应用的可行性仍有待进一步研究。
（４）用次氯酸、次氯 酸 盐、亚 氯 酸 盐 或 者 氯 酸 和
氯化钠体系产 生 Ｃｌ
Ｏ
２
代 替 氯 气 进 行 烟 气 同 时 脱 硫
脱硝脱汞是在这方 面 的 研 究 方 向，目 前 已 有 学 者 在
利用亚氯酸盐实现同时脱硫脱硝的方面取得了一些
进展
［２０］
。
２．
２ 利用液体添加剂提高 ＷＦＧＤ脱汞效率
２．
２．
１ Ｃｕ
２＋
Ｋ
２
Ｓ
２
Ｏ
８
溶液的氧化效果
在众多氧化 剂 中，ＫＭｎＯ
４
和 Ｋ
２
Ｃｒ
Ｏ
７
的 氧 化 性
虽强，但是由于这 两 者 还 原 后 会 对 环 境 产 生 二 次 污
染，因而不适于工业化应用。
Ｋ
２
Ｓ
２
Ｏ
８
还 原 成 ＳＯ
２－
４
的 标 准 电 极 电 势 为
２０１Ｖ，高于 ＭｎＯ
－
４
／
ＭｎＯ
２
（１７Ｖ），具 有 很 强 的 氧
化性。虽然其在常 温 下 反 应 比 较 慢，但 是 一 些 过 渡
金属盐（Ｆｅ
、Ｃｕ、Ａｇ
、Ｍｎ和 Ｃｏ）均 能 催 化 Ｋ
２
Ｓ
２
Ｏ
８
产
生硫酸根 自 由 基 ＳＯ
－
４
·，加 快 反 应 速 度，其 氧 化 还
原电势高达 ２６Ｖ
［２１］
。叶 群 峰 等
［２２］
对 Ｃｕ
２＋
催 化 过
硫酸钾氧化吸收气态汞开展了一定的研究，发现：当
温度为 ５５℃，汞 渗 透 速 率 （５１±０．０５）ｎｇ／
ｍｉ
ｎ，总 气
体流量 １Ｌ／
ｍｉ
ｎ，Ｋ
２
Ｓ
２
Ｏ
８
浓 度 １０ｍｍｏ
ｌ
／
Ｌ，ＣｕＳＯ
４
浓
度 ０５ｍｍｏ
ｌ
／
Ｌ时，单 质 汞 的 去 除 率 就 可 达 ８６９％。
Ｋ
２
Ｓ
２
Ｏ
８
在 非 催 化 条 件 下 反 应 速 率 常 数 为 ３５２×
１０
－５
ｓ
－１
，催 化 条 件 下 反 应 速 率 常 数 为 ００９２７ Ｌ／
（ｍｏ
ｌ
·ｓ
）。Ｃｕ
２＋
催化的可能机理 是 Ｋ
２
Ｓ
２
Ｏ
８
在 Ｃｕ
２＋
催化作 用 下 产 生 自 由 基 ＳＯ
－
４
· 和 · ＯＨ，自 由 基 将
Ｈｇ氧化为 Ｈｇ
２＋
。
２．
２．
２ Ｋ
２
Ｓ
２
Ｏ
８
作为添加剂的特点
（１） Ｋ
２
Ｓ
２
Ｏ
８
的 氧 化 能 力 很 强，Ｃｕ
２＋
存 在 时
Ｋ
２
Ｓ
２
Ｏ
８
对汞的氧化效果显著。
（２）研 究 发 现，Ｎａ
２
Ｓ
２
Ｏ
３
的 存 在 由 于 能 与
Ｋ
２
Ｓ
２
Ｏ
８
发生氧 化 还 原 反 应 产 生 更 多 ＳＯ
２－
４
，因 而 能
提高汞的去除率
［２２］
。 湿 法 脱 硫 产 物 中 的 亚 硫 酸 盐
也能 和 Ｋ
２
Ｓ
２
Ｏ
８
反 应 生 成 ＳＯ
２－
４
，因 而 适 量 存 在 的
ＳＯ
２－
３
也能提高 Ｈｇ去除率。
（３）烟气本身就含 有 一 种 或 几 种 上 述 过 渡 金 属
盐，而 Ｋ
２
Ｓ
２
Ｏ
８
的反应产物又是 ＳＯ
２－
４
，不 会 造 成 二 次
６
６