المتاحة وأفضل الممارسات البيئية التوجيهات بشأن أفضل التقنيات

منشآت الطاقة العاملة بحرق الفحموالمراجل الصناعية العاملة بحرق الفحم

منشآت الطاقة العامل**ة بح**رق الفحم والمراج**ل الص**ناعيةالعاملة بحرق الفحم

توجي**ه بش**أن أفض**ل التقني**ات المتاح**ة وأفض**ل الممارس**ات البيئية لضبط انبعاثات الزئبق من منشآت الطاقة العاملة بحرق

الفحم والمراجل الصناعية العاملة بحرق الفحمموجز

تشكل منشآت الطاقة العاملة بحرق الفحم والمراجل الصناعية العامل��ة بح��رق الفحم مص��درا كب��يرا وهام��ا من مص��ادر انبعاث��ات الزئب��ق في الج��و. وفي ع��ام

طنا من الزئب��ق في ك��ل475، كان حرق الفحم سببا في انبعاثات قرابة 2010 أنحاء الع��الم، وج�اء معظمه�ا من تولي�د الطاق�ة واس�تعمال المراج�ل الص�ناعية

في المائ��ة من40أ(. ويمث��ل ذل��ك ح��والي 2013)برنامج األمم المتحدة للبيئة، مجموع االنبعاثات العالمية البش��رية المنش��أ. وتحت��وي أن��واع الفحم المس��تعملة لإلحراق في كل أنحاء العالم على كميات نزرة من الزئبق التي تنبعث في حال��ة

عدم ضبطها إلى الغالف الجوي. ويقدم هذا الفصل توجيها بشأن أفض��ل التقني��ات المتاح��ة وأفض��ل الممارس��ات البيئية للض��بط، والتخفيض حيثم��ا أمكن، النبعاث��ات الزئب��ق من منش��آت الطاق��ة العاملة بح��رق الفحم والمراج��ل الص��ناعية العامل��ة بح��رق الفحم ال��تي يغطيه��ا

المرفق دال لالتفاقية. ومعظم منشآت الطاقة العاملة بحرق الفحم هي منشآت كب��يرة إلنت��اج الطاق��ة الكهربائية، وبعضها يعمل أيضا لتوفير التدفئة. وتوفر المراجل الصناعية الحرارة

أو تجهز البخار لتلبية احتياجات المرفق الذي أنشئت فيه. وتت��أثر انبعاث��ات الزئب��ق من منش��آت االح��تراق العامل��ة بح��رق الفحم بع��دد من المتغيرات، منها تركيز الزئبق وأنواع��ه في الفحم؛ ون��وع الفحم وتكوين��ه؛ ون��وع تكنولوجي��ا االح��تراق؛ وكف��اءة الض��بط في نظم ض��بط التل��وث القائم��ة. ولكن تكنولوجيات ضبط انبعاثات الزئبق تتشابه بصورة عامة في حالة جميع المراج��ل ال��تي تعم��ل بح��رق الفحم بغض النظ��ر عن تطبيقه��ا في منش��آت الطاق��ة أو

المرافق الصناعية. وتستعمل بالفعل نظم ضبط تلوث الهواء على نطاق واسع في عدد من البلدان لتقلي��ل انبعاث��ات ملوث��ات اله��واء التقليدي��ة خالف الزئب��ق، مث��ل الجس��يمات وأكسيدات النيتروجين وثاني أكسيد الك��بريت. وح��تى عن��دما تك��ون ه��ذه النظم غير مصممة في المقام األول اللتقاط الزئب��ق فإنه��ا ت��وفر منفع��ة مش��تركة من ناحية تقليل انبعاث�ات الزئب��ق، نظ��را ألنه��ا تس�تطيع أن تلتق��ط بعض الزئب��ق من غازات المداخن. وقد استحدثت تقنيات مخصصة لضبط الزئبق ويجري تطبيقه��ا

2

في عدد من البلدان لتوفير ضبط إضافي للزئبق في الحاالت التي ال تتمكن فيهاتقنيات المنافع المشتركة من توفير تخفيضات كافية وموثوقة للزئبق.

ويناقش هذا الفصل مجموعة من أفض��ل التقني��ات المتاح��ة المس��تعملة لض��بط الزئبق وي�وفر معلوم��ات إرش�ادية بش�أن أدائه�ا من ناحي�ة االنبعاث�ات وتكاليفه��ا التقديرية. ويصف أيضا العناصر الهامة في أفض��ل الممارس��ات البيئي��ة لتش��غيل المرافق العاملة بحرق الفحم. وأخيرا، يقدم هذا الفص��ل مجموع��ة مخت��ارة من التقنيات الناش��ئة لض��بط انبعاث��ات الزئب��ق وين��اقش رص��د انبعاث��ات الزئب��ق في

السياق المحدد للمنشآت العاملة بحرق الفحم.

3

المحتويات7...................................................................................مقدمة-1 العمليات المستعملة في منشآت الطاقة العاملة بحرق الفحم-2

والمراجل الصناعية العاملة بحرق الفحم، بما في ذلك دراسة8..........................المواد المدخلة وسلوك الزئبق في العمليات

8.......................................................................خصائص الفحم2-19................محتوى الزئبق في أنواع الفحم )مغ/كغ(-1الجدول

11............................................تحوالت الزئبق أثناء حرق الفحم2-2 تحوالت الزئبق المحتملة أثناء االحتراق وما بعد -2الشكل

12.................................(2000االحتراق )غالبريث وزيغارليك، 14...................................قائمة تقنيات تخفيض انبعاثات الزئبق-3

14.........................................................................غسل الفحم3-114..................مساهمة نظم ضبط تلوث الهواء في إزالة الزئبق3-2

لمحة عامة عن المنافع المشتركة إلزالة الزئبق في -2الجدول 15.......................................................نظم ضبط تلوث الهواء

- تركيز الزئبق في غاز المدخنة من منشآت الطاقة التي4الشكل ومجموعةSCR+ESP+FGDتعمل بحرق الفحم باستعمال مجموعة

SCR+LLT-ESP+FGD....................................................................18 - كفاءة إزالة الزئبق حسب المجموعات النمطية ألجهزة3الجدول

ضبط تلوث الهواء في الصين )بالنسب المئوية( جانغ وآخرون،2015)...............................................................................18

- مستويات االنبعاثات المتحققة من خالل تقنيات المنافع4الجدول (2015المشتركة )بيانات جمعها الفريق العامل للزئبق الصفري،

.........................................................................................1919.......................................................أجهزة ضبط الجسيمات3-2-1

- إزالة الزئبق بالمرسب الكهروستاتيكي كدالة على مقدار5الشكل الكربون غير المحروق )النسبة المئوية للفاقد عند االشتعال(

21...................(2008في الرماد المتطاير )سنيور وجونسون، 23.......................................أجهزة ضبط ثنائي أكسيد الكبريت3-2-225..........االختزال الحفزي االنتقائي لضبط أكاسيد النيتروجين3-2-3

26............................................تقنيات تعزيز المنافع المشتركة3-326........................................................................خلط الفحم3-3-1

26.... - مقارنة خصائص الفحم دون القيري والفحم القيري5الجدول - األثر المحتمل لخلط الفحم على التقاط الزئبق في نظام6الشكل

27...................التنظيف الجاف إلزالة الكبريت من غاز المدخنة

4

28............................................المواد المضافة ألكسدة الزئبق3-3-2 أداء اإلضافات القائمة على البروم والقائمة على -7الشكل

الكلور مع أصناف الفحم )الفحم دون القيري من حوض نهر ؛ فحم اللغنيت من(TxL)؛ فحم اللغنيت من تكساس (PRB)باودر

29....................................................((NDL)والية داكوتا الغربية المواد المضافة إلى جهاز التنظيف الرطب لضبط إعادة انبعاث3-3-3

29الزئبق - رسم يوضح امتصاص/امتزاز زئبق غاز المدخنة عبر جهاز8الشكل

تنظيف رطب إلزالة الكبريت من غاز المدخنة )كيزر وآخرون،2014)...............................................................................29

30..........................................الحفاز االنتقائي ألكسدة الزئبق3-3-4ط للضبط المخصص للزئبق3-4 31....................حقن الكربون المنش

- مستويات انبعاثات منشآت الطاقة العاملة بحرق الفحم6الجدول 31.......................................التي تطبق حقن الكربون المنشط

32...........................حقن المادة الماصة بدون معالجة كيميائية3-4-1طكتابع - اختبار كفاءة إزالة الزئبق 9الشكل لمعدل حقن الفحم المنش

33........................................................................غير المعالج33.........................................حقن مادة ماصة معالجة كيميائيا3-4-234...............................تقييدات انطباق حقن الكربون المنشط3-4-3

35.............................................تكلفة تكنولوجيات ضبط الزئبق3-536تكاليف تكنولوجيات ضبط الزئبق في إطار المنافع المشتركة3-5-1

تكاليف أجهزة ضبط تلوث الهواء في منشآت الطاقة-7الجدول (، الصين )أنكورا وآخرون،2010)يوان/كيلوواط، يوان عام

2015)36 التكلفة الرأسمالية لتكنولوجيا المنافع المشتركة في -8الجدول

( )وكالة2012الواليات المتحدة )دوالر/كيلوواط، بدوالرات عام 37...........................(2013حماية البيئة في الواليات المتحدة،

تكاليف مجموعات أجهزة ضبط تلوث الهواء موزعة على -9الجدول ميغاواط، الصين )ماليين600مختلف الملوثات في وحدة طاقتها

37....(2015( )أنكورا وآخرون، 2010يوان ريمنيمب، يوان عام ط3-5-2 تكاليف تقنيات تعزيز المنافع المشتركة وحقن الكربون المنش

3738............ - التكلفة النسبية لمختلف أساليب إزالة الزئبق10الجدول - التكلفة الرأسمالية لحقن الكربون المنشط في الواليات11الجدول

39....................(2007المتحدة )دوالر/كيلوواط، بدوالرات عام

5

- تكاليف التشغيل لنظم حقن الكربون المنشط )في منشأة12الجدول ميغاواط( يعقبها إما مرسب كهروستاتيكي أو250طاقتها

(2005مرشح نسيجي للفحم القيري )اللجنة الدولية المشتركة، 39

أفضل التقنيات المتاحة وأفضل الممارسات البيئية لحرق الفحم-441

41........................................................أفضل التقنيات المتاحة4-1لية لتقليل محتوى الزئبق في الفحم4-1-1 41..................التدابير األو41..........................تدابير تقليل انبعاثات الزئبق أثناء االحتراق4-1-2 إزالة الزئبق بواسطة المنافع المشتركة لنظم ضبط تلوث الهواء4-1-3

41التقليدية42.................................التكنولوجيات المخصصة لضبط الزئبق4-1-4

42......................................................أفضل الممارسات البيئية4-242.................................................معامالت العمليات الرئيسية4-2-142........................اعتبارات كفاءة الطاقة في المنشأة بأكملها4-2-243............صيانة أجهزة ضبط تلوث الهواء وكفاءتها في اإلزالة4-2-343..............................................اإلدارة السليمة بيئيا للمنشأة4-2-444.......................اإلدارة السليمة بيئيا لمخلفات احتراق الفحم4-2-5

46.............................................................رصد انبعاثات الزئبق -546....................................................الرصد المستمر لالنبعاثات5-146...........................................................رصد المصيدة الماصة5-246..................................................أخذ العينات بجهاز االرتطام5-347.........................................................................توازن الكتلة5-447.............................................النظم التنبؤية لرصد االنبعاثات5-547..................................................................عوامل االنبعاثات5-647.............................................................التقديرات الهندسية5-7

48المراجع -6

6

قائمة األشكال37 (2014- استعمال مختلف رتب الفحم )مؤسسة الفحم العالمية 1الشكل - تحوالت الزئبق المحتملة أثناء الحرق وما بعد الحرق )غالبريث2الشكل

40..............................................................(2000وزيغارليك، - رسم تخطيطي لعملية تشكيلة نمطية من منشآت طاقة تعمل3الشكل

44..................( )منقح(2006بحرق الفحم في اليابان )إيتو وآخرون، تركيز الزئبق في غاز المدخنة من منشآت الطاقة التي تعمل بحرق-4الشكل

SCR+LLT-ESP+FGD......45 ومجموعة SCR+ESP+FGDالفحم باستعمال مجموعة .-5الشكل إزالة الزئبق بالمرسب الكهروستاتيكي كدالة على مقدار الكربون.

غير المحروق )النسبة المئوية للفاقد عند اإلشغال( في الرماد المتطاير48....................................................(2008)سنيور وجونسون،

- األثر المحتمل لخلط الفحم على التقاط الزئبق في نظام التنظيف6الشكل 54......................................الجاف إلزالة الكبريت من غاز المدخنة

- أداء اإلضافات القائمة على البروم والكلور مع تنوع الفحم )الفحم7الشكل (؛TxL(؛ فحم اللغنيت من تكساس )PRBدون القيري من حوض نهر باودر )

55................................((NDLفحم اللغنيت من والية داكوتا الغربية ) - رسم يوضح امتصاص/امتزاز زئبق غاز المدخنة عبر جهاز تنظيف8الشكل

56.........(2014رطب إلزالة الكبريت من غاز المدخنة )كيزر وآخرون، ط9الشكل .- اختبار كفاءة إزالة الزئبق كدالة على معدل حقن الفحم المنش .59ط غير المعالج وأداء الكربون10الشكل - مقارنة أداء الكربون المنش

60.............................................المنشط المعالج في إزالة الزئبق

قائمة الجداولمحتوى الزئبق في أنواع الفحم )مغ/كغ(...........................................-1الجدول

.........................................................................................38 نظرة عامة على المنافع المشتركة إلزالة الزئبق في نظم ضبط تلوث.....-2الجدول

43..................................................................................الهواء كفاءة إزالة الزئبق حسب المجموعات النمطية ألجهزة ضبط تلوث الهواء.-3الجدول

في الصين )بالنسب المئوية(46..............................................................(2015جانغ وآخرون،

مستويات االنبعاثات المتحققة من خالل تقنيات المنافع المشتركة )بيانات.-4الجدول 46...............................(2015جمعها الفريق العامل للزئبق الصفري،

مقارنة خصائص الفحم دون القيري والفحم القيري.............................-5الجدول .........................................................................................53

.-6الجدول ق حقن. مستويات انبعاثات منشآت الطاقة العاملة بحرق الفحم التي تطب58....................................................................الكربون المنشط

تكاليف أجهزة ضبط تلوث الهواء في منشآت الطاقة )يوان/كيلوواط، يوان-7الجدول 2010،)

7

63.................................................(2015 الصين )أنكورا وآخرون، التكلفة الرأسمالية لتكنولوجيا المنافع المشتركة في الواليات المتحدة......-8الجدول

)دوالر/كيلوواط، بدوالرات عام63.................(2013( )وكالة حماية البيئة في الواليات المتحدة، 2012

تكاليف مجموعات أجهزة ضبط تلوث الهواء موزعة على مختلف الملوثات-9الجدول 600في وحدة بقدرة

( )أنكورا2010ميغاواط، الصين )ماليين يوان ريمنيمب، يوان عام 63....................................................................(2015وآخرون،

التكلفة النسبية لمختلف أساليب إزالة الزئبق..................................-10الجدول .........................................................................................64

التكلفة الرأسمالية لحقن الكربون المنشط في الواليات المتحدة ........ – 11 الجدول 65 ......................................... ( 2007 )دوالر/كيلوواط، بدوالرات عام

250 تكاليف التشغيل لنظم حقن الكربون المنشط )في منشأة طاقتها – 12 الجدول ميغاواط( يعقبها

إما مرسب كهروستاتيكي أو مرشح نسيجي للفحم القيري )اللجنة الدولية 65 .................................................................. ( 2005 المشتركة،

8

مقدمة-1 يق��دم ه��ذا الف��رع التوجيه��ات المتعلق��ة بأفض��ل التقني��ات المتاح��ة وأفض��ل الممارسات البيئية للضبط، والتخفيض كلما أمكن ذلك، النبعاثات الزئبق من منشآت الطاق��ة العامل��ة بح��رق الفحم والمراج��ل الص��ناعية العامل�ة بح��رق

الفحم، التي يغطيها المرفق دال لالتفاقية. ومنشآت الطاقة العاملة بحرق الفحم في المراجل الصناعية العاملة بح��رق الفحم هي مصدر كبير من مصادر االنبعاث��ات المحلي��ة واإلقليمي��ة والعالمي��ة

طنا متري��ا من الزئب��ق في740للزئبق في الجو، حيث ينبعث منها أكثر من أ(. والفحم المس��تعمل في2013أنحاء العالم )برنامج األمم المتحدة للبيئة،

االحتراق في كل أنحاء العالم يتضمن كمي��ات ن��زرة من الزئب��ق ال��تي تنبعثأثناء عملية الحرق )مع ملوثات أخرى( في حالة عدم ضبطها.

ومعظم منشآت الطاقة التي تعمل بح��رق الفحم هي منش��آت كب��يرة إلنت��اج الكهرباء؛ وبعضها يوفر أيض��ا التدفئ��ة )منش��آت تجم��ع بين التدفئ��ة والطاق��ة الكهربائية وتدفئة األحياء السكنية إلخ(. وتوفر المراجل الصناعية التدفئ��ة أو بخ��ار العملي��ة الالزم لإلنت��اج المحلي في المرفق��ات ال��تي تق��ام فيه��ا ه��ذه المراجل. وتستهلك المراج��ل المقام��ة في منش��آت الطاق��ة العامل��ة بح��رق الفحم نمطيا كميات أكبر من الفحم عن معظم المراجل الص��ناعية العامل��ة بح��رق الفحم، م��ع احتم��ال زي��ادة انبعاث��ات الزئب��ق. وم��ع ذل��ك، ف��إن ع��دد المراجل الصناعية يزيد عادة عن عدد منش��آت الطاق��ة. وهن��اك ف��ارق آخ��ر وهو أن مراجل منشآت الطاقة العاملة بحرق الفحم هي في األغلب مراجل تعم��ل بوق��ود واح��د في حين أن المراج��ل الص��ناعية العامل��ة بح��رق الفحم مص��ممة في كث��ير من األحي��ان من أج��ل اس��تعمال خلي��ط أك��ثر تنوع��ا من مختل��ف أن��واع الوق��ود وتس��تخدمها )مث��ل ن��واتج الوق��ود الثانوي��ة والنفاي��ات

(.2008واألخشاب( باإلضافة إلى الفحم )أمار وآخرون، ومن منظور الجدوى التقنية، يمكن استخدام نفس التكنولوجيات للس��يطرة على انبعاثات الزئب��ق من جمي��ع المراج��ل العامل��ة بح��رق الفحم، أي��ا ك��انت وظائفه�ا. وفي ع�دد من البل�دان، تك�ون تزوي�د منش�آت الطاق�ة والمراج�ل الصناعية الكبيرة مزودة بالفعل بنظم ضبط تلوث اله��واء نتيج��ة السياس��ات المتبعة بشأن تلوث اله��واء. وح��تى عن��دما تك��ون ه��ذه النظم غ��ير مص��ممة اللتقاط الزئبق فإنها ق��ادرة على التق��اط بعض الزئب��ق الن��اتج عن االح��تراق وه��و م��ا ي��ؤثر مباش��رة على تقلي��ل انبعاث��ات الزئب��ق في الج��و )م��ا يس��مى المن��افع المش��تركة ال��تي تنتج للزئب��ق من نظم ض��بط تل��وث اله��واء(. ومن ناحية أخرى، ال تكون المراجل الصناعية األصغر العاملة بح��رق الفحم ع��ادة

9

مجهزة بأجهزة فعال��ة لض��بط االنبعاث��ات، وس��يؤثر ذل��ك على دراس��ة كيفي��ة معالجة انبعاثات الزئبق من هذه المنشآت. وتؤثر ع��دة عوام��ل على مق��دار الزئب��ق ال��ذي ق��د ينبعث من منش��آت متش��ابهة تح��رق كمي��ات متماثل��ة من

الفحم. وتشمل هذه العوامل ما يلي:تركيز الزئبق في الفحم نوع الفحم وتكوينهنوع تكنولوجيا االحتراقوجود نظم ضبط تلوث الهواء وكفاءة قيامها بإزالة الزئبق

وستكون العوام��ل الم��ذكورة أعاله موض��ع الدراس��ة في بقي��ة ه��ذه الوثيق��ة بتفصيل أكبر في سياق تحديد أفضل التقني��ات المتاح��ة/أفض��ل الممارس��ات

البيئية. العمليات المستعملة في منشآت الطاقة العاملة بح**رق-2

الفحم والمراجل الص**ناعية العامل**ة بح**رق الفحم، بم**ا في ذل**ك دراس**ة الم**واد المدخل**ة وس**لوك الزئب**ق في

العملياتخصائص الفحم2-1

الفحم م��ورد معقد من م��وارد الطاق��ة ويمكن أن يتب��اين إلى ح��د كب��ير في تكوينه حتى ولو كان من نفس عرق المنجم. وتتح��دد نوعي��ة الفحم بتكوين��ه ومحتواه من الطاقة. ويستند تحديد رتبة الفحم إلى درجة تحول مادة النبات األصلية إلى كربون. وتع��رف الجمعي��ة األمريكي��ة لالختب��ارات والم��واد أربع��ة أنواع أساسية من الفحم: الليغ��نيت، ودون الق��يري، والق��يري، واألنثراس��يت

( وفي بعض البل�دان،D388)الصلب( )الجمعية األمريكي�ة لالختب��ارات والم�واد ي“، ويس��مى يسمى فحم الليغ��نيت والفحم دون الق��يري باس��م ”الفحم البن الفحم القيري والصلب باسم ”الفحم القاسي“. وسوف تس��تخدم تس��ميات

الجمعية األمريكية لالختبارات والمواد في كل أجزاء هذه الوثيقة.35-25 نمطي��ا الليغنيتويتض��من في المائ��ة من الكرب��ون الث��ابت )وزن��ا

ميغ��اجول/ك��غ19,26بوزن( ويحتوي على أقل مقدار من الطاقة )أق��ل من قيمة حرارية إجمالية(. ويستعمل عموما لتوليد الكهرب��اء أو تدفئ��ة المن��اطق

الواقعة بالقرب من المناجم. في المائ��ة من الكرب��ون45-35 نمطيا على الفحم غير القيريويحتوي

ميغاجول/ك��غ26,80 و19,26الثابت )وزنا بوزن( وتتراوح قيمة التدفئة بين قيمة حرارية إجمالية. ويستعمل على نطاق واس��ع لتولي��د الكهرب��اء وك��ذلك

في المراجل الصناعية.

10

86-25على الفحم القيري ويحتوي في المائة من الكربون الثابت )وزن��ا ميغ��اجول/ك��غ قيم��ة32,66 و26,80ب��وزن( وت��تراوح قيمت��ه الحراري��ة بين

حراري��ة إجمالي��ة. وه��ذا الفحم الق��يري، مثل��ه مث��ل الفحم دون الق��يري،يستعمل على نطاق واسع لتوليد الكهرباء وفي المراجل الصناعية.

-86 مقدار كبيرا جدا من الكربون الث��ابت يص��ل إلى األنثراسيتويتضمن في المائة )وزنا بوزن(. وهو أص�لب أن�واع الفحم ويعطي أك�بر ق�در من97

كيلوجول/ك��غ قيم��ة حراري��ة إجمالي��ة(,32,66الحرارة عند حرقه )أكثر من ولكن��ه أص��عب أن��واع وق��ود الفحم في الح��رق بس��بب انخف��اض المحت��وى

المتطاير. االستخدام النمطي لمختل��ف أن��واع الفحم )رابط��ة الفحم1ويعرض الشكل

تش��ير التق��ديرات إلى أن1(. وكما يتضح من ذل��ك الش��كل 2014العالمية، الفحم بنوعيه الق��يري ودون الق��يري المس��تعمل في منش��آت تولي��د الق��وى

في المائ��ة من80الكهربائي��ة وفي المراج��ل الص��ناعية يش��كل أك��ثر من احتياطيات الفحم المعروفة في كل أنحاء العالم.

- استعمال مختلف رتب الفحم )مؤسسة الفحم1الشكل (.2014العالمية

ويمثل محتوى الزئبق أحد المعالم الرئيسية التي تؤثر على مق��دار انبعاث��ات ، ال��ذي تم تعديل��ه من ”تي��والت1الفحم غ��ير المض��بوطة. ويق��دم الج��دول

(“ البيانات المتاحة علنا بشأن محتوى الزئبق في الفحم.2010وآخرون )

11

االستخدامات المنزلية

والصناعية”بدون أدخنة“

األنثراسيت1%

الفحم الصلب

محتوى الزئبق في أنواع الفحم )مغ/كغ(-1الجدول

نوعالبلدالفحم

متوسط جميع

العيناتالمرجعالمدى

0,31Nelson, 2007; Tewalt et al., 2010-0,0750,01قيريأستراليا

Finkelman, 2004; Tewalt et al., 2010(8) 0,96-0,190,02قيرياألرجنتين

28) 0,15-0,100,04قيريبوتسوانا)Finkelman, 2004; Tewalt et al., 2010

قيريالبرازيلدون قيري

0,200,3

0,04-0,81 (23)

0,06-0,94 (45)

Finkelman, 2004; Tewalt et al., 2010

) 0,12-0,0580,033كندا12)Tewalt et al., 2010

قيريشيليدون قيري

0,210,033

0,03-2,2 (19)0,022-0,057 (

4)Tewalt et al., 2010

ق���يري/دونالصين) 2,248-0,170,01قيري

482)Zhang et al., 2012; UNEP, 2011

) 0,17-0,02< 0,069دون قيريكولومبيا16)Finkelman, 2004

الجمهوري���������ةالتشيكية

ليغنيتقيري

0,3380,126

<0,03-0,79 (16)

0,03-0,38 (21)

Finkelman, 2003

Tewalt et al., 2010

24) 0,37-0,120,02قيريمصر)Tewalt et al., 2010

3) 0,071-0,0440,03قيريفرنسا)Tewalt et al., 2010

قيريألمانيا0,05ليغنيت

0,7-1,40,09

Pirrone et al., 2001

MUNLV 2005

هنغارياقيري

دون قيريليغنيت

0,3540,1380,242

0,091-1,2 (5)0,04-0,31 (19

)0,075-0,44 (

12)

Tewalt et al., 2010

قيريالهندليغنيت

0,1060,071

0,02-0,86 (99)

0,053-0,093 (8)

Tewalt et al., 2010;UNEP, 2014

12

نوعالبلدالفحم

متوسط جميع

العيناتالمرجعالمدى

Finkelman, 2003; Tewalt et al., 2010(8) 0,19-0,110,02ليغنيتإندونيسيا

78) 0,05-0,030,01دون قيري)US EPA, 2002

57) 0,73-0,1680,02قيريإيران)Tewalt et al., 2010

86) 0,21-0,04540,01قيرياليابان)Ito et al., 2004

) 0,14-0,03>0,08قيريكازاخستان15)Tewalt et al., 2010

قيرينيوزيلندادون قيري

0,0730,082

0,03-0,1 (5)0,062-0,13 (9

)Tewalt et al., 2010

36) 0,22-0,0970,02قيريمنغوليا)Tewalt et al., 2010

أنثراسيبيرو15) 0,63-0,270,04+قيريت

)Finkelman, 2004

0,1Finkelman, 2004-0,04>0,04دون قيريالفلبين

0,163Bojkowska et al., 2001-0,0850,013قيريبولندا

رومانياليغ�����������ني

دون+تقيري

0,210,07-0,46 (11)Finkelman, 2004

/قيريروسيا) 0,25-0,02>0,12دون قيري

23)UNEP, 2013b

Romanov et al., 2012

الجمهوري���������ةالسلوفاكية

قيريليغنيت

0,080,057

0,03-0,13 (7)0,032-0,14 (8

)Finkelman, 2004

Tewalt et al., 2010

40) 0,1-0,1570,023جنوب أفريقيا)Leaner et al., 2009; Tewalt et al,, 2010

75) 0,22-0,120,03قيريتنزانيا)Finkelman, 2004

Tewalt et al., 2010(23) 0,6-0,1370,02ليغنيتتايلند

) 0,66-0,120,03ليغنيتتركيا149)Tewalt et al., 2010

المملك������������ة84) 0,6-0,2160,012قيريالمتحدة

)Tewalt et al., 2010

13

نوعالبلدالفحم

متوسط جميع

العيناتالمرجعالمدى

الواليات المتحدة

األمريكية640) 8,0-0,10,01دون قيري

)US EPA, 1997

183) 1,0-0,150,03ليغنيت)US EPA, 1997

) 3,3-0,01>0,21قيري3527)US EPA, 1997

52) 0,30-0,230,16أنثراسيت)US EPA, 1997

6) 34-0-0,02>0,348أنثراسيتفييت نام)Tewalt et al., 2010

14) 3,6-0,03>0,6قيريزامبيا)Tewalt et al., 2010

6) 0,15-0,03>0,08قيريزمبابوي)Tewalt et al., 2010

مالحظة: ينبغي توخي الحذر عند تفسير معلومات تركيزات الزئبق الواردة أعاله، نظ��را ألن مجموعات عينات الفحم لمختلف البلدان تتباين تباين�ا واس�عا. وباإلض�افة إلى ذل�ك، فإن المعلومات غير متوافرة عالميا لتوضيح ما إن كانت ترك��يزات الزئب��ق المبل��غ عنه��ال الفحم تستند إلى الفحم الجاف أو أرقام الفحم كم��ا وردت. وه��ذه البيان��ات ق��د ال تمث من منظ��ور ح��رق الفحم الفعلي. ويوض��ح ال��رقم الموض��وع بين قوس��ين في عم��ود

”المدى“ عدد العينات.تحوالت الزئبق أثناء حرق الفحم2-2

العناص���ر الرئيس���ية القابل���ة لالش���تعال في الفحم هي الكرب���ون األوليوالهيدروجين ومركباتهما.

( مخطط��ا توض��يحيا للتح��والت2000 )غالبريث وزيغارليك، 2ويمثل الشكل الفيزيائية والكيميائية التي يمر بها الزئبق أثناء ح��رق الفحم، وبع��د ذل��ك في غاز المدخنة الناتج. ويرتبط الزئبق أساسا بالعناصر المعدني��ة غ��ير العض��وية في الفحم، رغم أنه أشير إلى وجود رابط��ة بين الزئب��ق والعناص��ر العض��وية

؛1990في الفحم الموج��ودة في ش��كل مركب��ات عض��وية زئبقي��ة )س��وين، (. وبناء على ذل��ك ف��إن الب��يريت )1994؛ وفينكلمان، 1994غروين وكريغ،

FeS2ه��و المع��دن الغ��الب ال��ذي يستض��يف الزئب��ق في الفحم. وفي ح��االت ) ( )كولكرHgSنادرة من التخصيب الشاذ للزئبق قد يوجد أيضا كبريتيد الزئبق )

والمراج��ع الم��ذكورة في��ه(. ونظ��را ألن2012؛ ك��ولكر، 2006وآخ��رون، المستقبالت المعدنية )وربما الزئبقية العضوية( للزئبق تتحلل أثناء االش�تعال

14

(. وال ت��ؤثرHg0 درجة مئوية(، فإن الزئبق يتطور ليصبح زئبقا أولي��ا )1400 <)طريقة وجود الزئبق في الفحم على آلية تحول االحتراق األولي المذكور.

15

بعد -2الشكل وما االحتراق أثناء المحتملة الزئبق تحوالت (2000االحتراق )غالبريث وزيغارليك،

ويمكن تصنيف انبعاثات الزئبق من المراج��ل ال��تي تعم��ل بح��رق الفحم إلىد الغ��ازي )Hg0ثالثة أش��كال: الزئب��ق النقي الغ��ازي ) (+Hg2( والزئب��ق المؤكس��

( ال��ذي ق��د يك��ون زئبق��ا أولي��ا أو مؤكس��دا.Hgpوالزئبق العالق بالجس��يمات ) والكمي��ات النس��بية له��ذه األش��كال الرئيس��ية الثالث��ة للزئب��ق في غ��ازات المداخن هي ما يسمى تنوعات الزئبق. ومن المفترض أن بروم��ة أو كل��ورة الزئبق هي اآللية الغالبة للتحول الكيميائي للزئب��ق ال��تي ت��ؤثر على تنوع��ات الزئبق. وتنطوي اآلليات المحتملة األخرى على تفاعالت الزئب��ق م��ع أس��طح جسيمات الرماد حيث تتوفر األنواع الكيميائية المتفاعلة والعوام��ل المحفزة ومواقع االمتزاز النش��ط لتحوي��ل الزئب��ق النقي إلى زئب��ق مؤكس��د، وك��ذلك تحوي��ل الزئب��ق النقي والمؤكس��د إلى زئب��ق ع��الق بالجس��يمات )غ��البريث

(. 2000وزيغارليك، وتحدث مرحلة األكسدة في الطور الغازي أساسا عن طري��ق أن��واع الكل��ور الموجودة أصال في الفحم، مع انخفاض حرارة الغ��ازات الم��ارة ع��بر أجه��زة التسخين المسبق للهواء وأجهزة ضبط التلوث. ويتوقف مدى أكسدة الزئبق في الطور الغازي إلى حد كبير على رتبة الفحم وتركز الكل��ور الموج��ود في الفحم وظ��روف تش��غيل المراج��ل )مث��ل نس��بة اله��واء إلى الوق��ود ودرج��ة الحرارة(. وعلى سبيل المثال، توصلت دراسة عن قياسات تنوع��ات الزئب��ق

95 إلى 30 نظاما مختلفا لحرق الفحم إلى وجود نسبة ت��تراوح من 14من

16

أنواع الزئبق Hg)p(

االمتزاز

ما بعد االحتراقاالحتراقالفحم

تكوينالرماد

ر التبخ

الكلورة

األكسدة التحفيزية

في المائة من الزئبق المؤكسد في المرحلة الس��ابقة ألجه��زة ض��بط تل��وث (. وأظهرت دراسة استقصائية للمؤلفات ذات1995الهواء )بريستبو وبلوم،

في80-45الصلة بالموضوع أن أكس��دة الزئب��ق ت��تراوح أساس��ا في نط��اق المائة، حيث يأخذ الش��كل المؤكس��د من الزئب��ق في معظم األحي��ان ش��كل

(. وتس��تخدم أش��كال مختلف��ة من2004كلوريد الزئب��ق )س��ينيور وآخ��رون، إح��راق أو إش��عال الفحم في منش��آت الطاق��ة والمراج��ل الص��ناعية. وه��ذه

األساليب تشمل: اإلشعال المعلق للفحم المسحوق )إشعال الفحم المسحوق( •اإلشعال بالوقاد )أي اإلشعال من حاملة وقود ثابتة أو تتحرك ببطء(•ع��ة )س��واء في ش��كل يح��دث الفقاع��ات أو• اإلش��عال على قاع��دة ممي

عة دوارة( قاعدة ممياإلشعال اإلعصاري للفحم المجروش•

وينتج معظم البخار المتولد على نطاق كب��ير في منش��آت الطاق��ة من خالل إشعال الفحم المسحوق. وفي المرجل الذي يعم��ل ب��الفحم المس��حوق يتم سحق الفحم المطحون جيدا ليصبح مسحوقا ناعما ويتم ضخه مباش��رة إلى محارق منفردة حيث يختلط بهواء إحراق سبق تس�خينه، ثم يتم إحراق�ه في شكل لهب. وتستعمل طاق��ة التس��خين الناتج��ة عن عملي��ة االح��تراق إلنت��اجدا توربينيا مجهزا إلنت��اج الكهرب��اء. وتوض��ح االختب��ارات البخار الذي يدفع مول الميدانية أن صورة التنوعات تتباين بشدة بين المراجل المختبرة التي تعمل

(.2010بالفحم المسحوق )وانغ وآخرون، واإلش��عال بجه��از الوق��اد ال ي��زال يس��تعمل في بعض أج��زاء الع��الم، وذل��ك أساس��ا في المراج��ل الص��غيرة. وفي نظ��ام اإلش��عال بالوق��اد يم��ر اله��واء الساخن في اتجاه صاعد من خالل فتحات في حاملة الوقود. وتوضع أجه��زة ترطيب في المناطق الواقعة أس��فل حامل��ة الوق��ود من أج��ل الوص��ول إلى التوجيه الصحيح لتدفق الهواء. ويضيف اإلحراق فوق النار )أي اله��واء ال��ذي يض��اف ف��وق الش��بكة الحامل��ة للوق��ود( مزي��دا من االض��طراب للغ��ازات الصاعدة من الشبكة الحاملة للوقود ويوفر اله��واء المطل��وب لج��زء الوق��ود ال���ذي يش���تعل بش���كل معلق. وعموم���ا، تنتج الوق���ادات كمي���ة أق���ل من الجسيمات لكل وح��دة من الوق��ود المش��تعل وتنتج جس��يمات أك��بر مقارن��ة بإشعال الفحم المسحوق، ألن اإلشعال يحدث في طبقة وقود ساكنة ب��دون

انتقال كميات كبيرة من الرماد إلى غازات العادم.

17

عة مفيد خصيصا في أجل التعامل مع أن��واع الفحم واإلشعال على طبقة ممي من نوعية منخفضة )دون حاجة إلى التجفيف(. وفي جهاز إشعال ذي قاعدةعة من نوع طبقة الفقاع��ات، يتم تنظيم حجم جس��يمات الفحم وس��رعة ممي اله��واء الرأس��ي إلنش��اء س��طح أفقي منفص��ل يعم��ل على فص��ل الطبق��ة النشطة عن التدفق المسحوب من الف��رن المفت��وح الواق��ع فوقه��ا. واآللي��ة األساسية لضبط درجة حرارة الطبق��ة الس��فلى ونق��ل الح��رارة إلى ج��دران جه��از االح��تراق وإلى أي س��طح تس��خين مغم��ور في س��طح قاع��دة مرج��لعة هي التباين في موجودات المواد الصلبة. ويمكن التحكم في الطبقة المميح ع��ة في نط��اق ض��يق. ويوض�� درجة حرارة جهاز االحتراق ذي القاعدة المميع��ة قياس تركيزات الزئبق المأخوذة في الموق��ع من مرج��ل ذي قاع��دة ممي دوارة أن زئبق الجسيمات هو نوع الزئبق الغ��الب في غ��از مدخن��ة المرج��ل

(.2010)دوان وآخرون، وفي اإلشعال اإلعصاري، يتم حرق الفحم المجروش )ولكن غير المسحوق( في غرفة احتراق تدور بسرعة تحت درجات حراري��ة عالي��ة، وتح��ول معظم الم��ادة المعدني��ة في الفحم إلى خبث س��ائل. بع��د ذل��ك ت��دخل الغ��ازات الساخنة إلى الفرن حيث تشع الحرارة إلى جدران الف��رن وتحم��ل الح��رارةد د، الذي يدفع مولدا توربيني��ا مجه��زا إلنت��اج الكهرب��اء. وتول إلى البخار المتول المراجل اإلعص��ارية رم��ادا متط��ايرا يق�ل عن الرم��اد المتط��اير الص��ادر عن مراجل الفحم المسحوق لكل وحدة من الفحم المحروق، ألن معظم المادة المعدنية في المرجل اإلعصاري يتحول إلى خبث س��ائل يتم جمع��ه من ق��اع

غرفة االحتراق اإلعصاري.

18

قائمة تقنيات تخفيض انبعاثات الزئبق-3 يصف هذا القس��م نهج التعام��ل م��ع تخفيض انبعاث��ات الزئب��ق وتكنولوجي��ات الضبط التي يمكن النظر فيها لتحديد أفضل التقنيات المتاح��ة ألي ط��رف أو

أدناه(. وتشمل معالجة الفحم والفوائد المشتركة مع5مرفق )انظر القسم إزالة الزئبق والتقنيات المخصصة إلزالة الزئبق.

غسل الفحم3-1 يقلل غسل الفحم المحتوى من الرماد ويحسن قيمة التسخين وهو م��ا يزي�د

(. وفي حين أن غس���ل الفحم2007من كف���اءة المراج���ل )س���اتيامورتي، يستهدف في المقام األول التقليل من الرماد ومحت��وى الك��بريت في الفحم فإنه يمكن أن يقلل أيضا من محتوى الزئبق في الفحم، ويحدث ذلك بالفعل في بعض الح��االت. ويتض��من الفحم الخ��ام ش��وائب معدني��ة مث��ل الص��خور والصلصال التي يش��ار إليه��ا باعتباره��ا من الرم��اد. وينبغي حس��ب االقتض��اء معالجة هذا الفحم الخ��ام )أو تنظيف��ه( لتقلي��ل المحت��وى من الرم��اد وزي��ادة قيمة التسخين وتقليل الجسيمات والكبريت وكذلك احتمال تقليل المحت��وى من الزئبق للوصول في نهاية المطاف إلى انبعاث�ات أق�ل عن�د ح�رق الفحم في المرجل. وباإلضافة إلى ذلك، فإن إزالة الش��وائب المعدني��ة يقل��ل أيض��ا تك��اليف التش��غيل والص��يانة ويبطئ ت��دهور نظ��ام المرج��ل. ولكن ينبغي أن يالحظ أن معظم أنواع اللغنيت والفحم البني ال تتقبل أساليب غس��ل الفحم

(.1997التقليدية )مؤسسة المهندسين الكيميائيين، ويمكن أيضا أن تزيل أساليب غسل الفحم التقليدية بعض الزئبق المصاحب للمواد المعدنية غير القابلة لالشتعال. ومع ذلك فإن هذه األساليب لن تقوم نمطيا بإزالة الزئبق المصاحب لهيك��ل الكرب��ون العض��وي في الفحم )وكال��ة

(. وتستش��هد إح��دى المجالت2002حماي��ة البيئ��ة في الوالي��ات المتح��دة، عين��ة فحم ق��يري من الوالي��ات المتح��دة أظه��رت اتس��اع26ببيانات اختبار

نطاق مقدار الزئبق الذي تمت إزالته بغسل الفحم )وكالة حماي��ة البيئ��ة في (. وقد تأكد هذا االتج��اه بدراس��ة أخ��رى )مؤسس��ة1997الواليات المتحدة،

(، خلصت إلى أن غس��ل الفحم2014الواليات المتحدة للمسح الجيولوجي، يتصف بالفعالية في تقليل تركيزات العناصر المصاحبة للبيريت مثل الزئبق. ولكن دراسة أخ��رى ت��ذكر انخفاض��ا متوس��طا للزئب��ق على أس��اس الطاق��ة

(.1999 في المائة )توول- أونيل وآخرون، 37بنسبة والتباين في انخفاضات الزئبق المذكورة أعاله قد يكون تابع��ا لن��وع العملي��ةن من الفحم ورتب��ة الفحم وطبيع��ة الزئب��ق في المس��تعملة لغس��ل ن��وع معي مصفوفة الفحم. وباختصار، ف��إن إزال��ة بعض الزئب��ق من الفحم أم��ر ممكن في حال��ة اس��تخدام األس��اليب التقليدي��ة لغس��ل الفحم. ولكن فعالي��ة إزال��ة الزئبق أثناء غسل الفحم بالطريقة التقليدي��ة تتب��اين بص��ورة واس��عة حس��ب

مصدر الفحم وطبيعة الزئبق الموجود فيه.

19

اآلثار الشاملة لعدة وسائط نتيجة غسل الفحمد غسل الفحم مالطا من النفايات المحتوية على الزئبق. وهن��اك احتم��ال يول لتل��وث الترب��ة أو المي��اه الجوفي��ة في حال��ة ع��دم إدارة مالط غس��يل الفحم

بطريقة آمنة. مساهمة نظم ضبط تلوث الهواء في إزالة الزئبق3-2

تعمل نظم ضبط تلوث الهواء التي تقام أساسا لضبط ثنائي أكسيد الكبريت أو كلوري��د الهي��دروجين أو الجس��يمات الدقيق��ة على إزال��ة الزئب��ق من غ��از المداخن. ويسمى ذلك المنافع المش��تركة إلزال��ة الزئب��ق. وتتحق��ق المن��افع المشتركة إلزالة الزئبق من مع��دات ض��بط تل��وث اله��واء غ��ير الزئبقي��ة في معظم األحي��ان بطريق��تين أساس��يتين: إزال��ة الزئب��ق المؤكس��د في جه��از تنظي��ف رطب إلزال��ة الك��بريت من غ��از الم��داخن وإزال��ة الزئب��ق الع��القب بالجسيمات الدقيقة في جه��از لض��بط الجس��يمات الدقيق��ة، مث��ل المرس�� الكهروس��تاتيكي أو المرش��ح النس��يجي. والمن��افع المش��تركة إلزال��ة الزئب��ق يمكن أن تتحقق أيضا بأجهزة االمتص��اص المجفف��ة ب��الرش. ويمكن تحقي��ق كميات متباينة من إزال��ة الزئب��ق حس��ب تش��كيلة مع��دات مكافح��ة التل��وث.

؛ المكتب األوروبي2006 )سريفاس���تافا وآخ���رون، 2ويتض���من الج���دول ( لمح��ة عام��ة عن حجم المن��افع2013للمكافحة المتكاملة للتلوث ومنع��ه،

المشتركة إلزالة الزئبق بالنس��بة لتش��كيالت مختلف��ة من نظم ض��بط تل��وث الهواء. وينبغي أن يالحظ أن المنافع المش��تركة إلزال�ة الزئب��ق كم�ا ت��رد في

تتب��اين حس��ب خص��ائص الفحم والب��اراميترات التش��غيلية لنظم2الج��دول ضبط تلوث الهواء.

20

الزئبق -2الجدول المشتركة إلزالة المنافع لمحة عامة عن في نظم ضبط تلوث الهواء

مع**دات الض**بطالموجودة

التقاط الزئبق النوعي

ESPcالتقاط جيد للزئبق العالق بالجسيمات؛ التق��اط أفض��ل فقط من أن���واع الفحم المرتف���ع الكل���ور عن أن���واع الفحم

المنخفضة الجودةESPhالتقاط منخفض فقط

FFالتقاط جيد للزئبق المؤكسد فقطESPc + wet FGDبوج��ه ع��ام، التق��اط جي��د من أن��واع الفحم المرتفع��ة

الكلور بفضل وج�ود زئب��ق مؤكس��د قاب��ل لل�ذوبان في غ��از المدخن��ة. والتق��اط س�يئ نس��بيا من أن��واع الفحم المنخفض��ة الج��ودة. ويمكن أن ت��ؤدي إع��ادة انبع��اث

الزئبق النقي إلى تخفيض مقدار المنافع المشتركة.ESPh + wet FGDبوج��ه ع��ام، التق��اط جي��د من أن��واع الفحم المرتفع��ة

الكلور. بفضل وجود الزئبق المؤكس��د القاب��ل لل��ذوبان في غاز المدخنة. والتقاط سيئ نسبيا من أنواع الفحم المنخفض��ة الج��ودة. ويمكن أن ت��ؤدي إع��ادة انبع��اث الزئب��ق النقي إلى تخفيض مق��دار المن��افع المش��تركة. ويمكن أن يتأكس����د الزئب����ق النقي ع����بر المرش����ح

النسيجي ويتم التقاطه في جهاز التنظيف الرطب.SDA + FFبوج��ه ع��ام، التق��اط جي��د من أن��واع الفحم المرتفع��ة

الكلور. وينتظر أن تقل المنافع المشتركة لاللتقاط منأنواع الفحم المنخفضة الجودة.

FF + Wet FGDبوج��ه ع��ام، التق��اط جي��د من أن��واع الفحم المرتفع��ة الكلور بفضل وج�ود زئب��ق مؤكس��د قاب��ل لل�ذوبان في غ��از المدخن��ة. والتق��اط س�يئ نس��بيا من أن��واع الفحم المنخفض��ة الج��ودة. ويمكن أن ت��ؤدي إع��ادة انبع��اث الزئب��ق النقي إلى تخفيض مق��دار المن��افع المش��تركة. ويمكن أن يتأكس����د الزئب����ق النقي ع����بر المرش����ح

النسيجي ويتم التقاطه في جهاز التنظيف الرطب.SCR + ESPcالتقاط جيد للزئبق العالق بالجسيمات، والتقاط أفضل

من أنواع الفحم المرتفع الكلور عن األنواع المنخفض��ةالجودة.

SCR + ESPhالتقاط منخفضSCR + ESPc + wet FGDالتقاط جيد من أن��واع الفحم المرتفع��ة الكل��ور بفض��ل

21

مع**دات الض**بطالموجودة

التقاط الزئبق النوعي

زيادة كمية الزئبق المؤكس��د القاب��ل لل��ذوبان في غ��از المدخن��ة ال��ذي يدعم��ه االخ��تزال الحف��زي االنتق��ائي. ويتحسن االلتق��اط من أن��واع الفحم المنخفض الج��ودة بفضل زيادة كمية الزئبق المؤكسد القابل للذوبان في غاز المدخن��ة. ويمكن أن ت��ؤدي إع��ادة انبع��اث الزئب��ق النقي إلى تخفيض مقدار المنافع المش��تركة. والتق��اط

جيد للزئبق العالق بالجسيماتSCR + HEX + LLT-ESP +

wet FGD

التقاط مرتفع ج��دا من أن��واع الفحم المرتفع��ة الكل��ور بفضل زيادة كمية الزئبق المؤكسد القابل للذوبان في غاز المدخنة الذي يدعمه االختزال الحف��زي االنتق��ائي. ويتحسن االلتق��اط من أن��واع الفحم المنخفض الج��ودة بفضل زيادة كمية الزئبق المؤكسد القابل للذوبان في غاز المدخن��ة. ويمكن أن ت��ؤدي إع��ادة انبع��اث الزئب��ق

والجم��عالنقي إلى تخفيض مقدار المن��افع المش��تركة. بين المب���ادل الح���راري والمرس���ب الكهروس���تاتيكيز التق��اط الزئب��ق بدرجة حرارة شديدة االنخف��اض يع��ز

العالق بالجسيمات والزئبق في طور البخار.SCR + SDA + FFالتقاط جيد عموم�ا من أن�واع الفحم المرتفع��ة الكل�ور

ز ويقل االلتقاط في األن��واع المنخفض��ة الج��ودة. ويع��ز االخ��تزال الحف��زي االنتق��ائي االلتق��اط حيث يؤكس��د الزئبق النقي إلى زئب��ق مؤكس�د، نظ�را لت��وفر الكل�ور

في غاز المدخنةSCR + ESPh + wet FGDالتقاط جيد من أن��واع الفحم المرتفع��ة الكل��ور بفض��ل

زيادة كمية الزئبق المؤكس��د القاب��ل لل��ذوبان في غ��از المدخن��ة ال��ذي يدعم��ه االخ��تزال الحف��زي االنتق��ائين االلتق��اط في حال��ة أن��واع الفحم المنخفض��ة ويتحس�� الج�ودة بفض�ل زي��ادة كمي�ة الزئب��ق المؤكس��د القاب�ل لل��ذوبان في غ��از المدخن��ة. ويمكن أن ت��ؤدي إع��ادة انبع���اث الزئب���ق النقي إلى تخفيض مق���دار المن���افع

المشتركة.SCR + FF + wet FGDالتقاط جيد من أن��واع الفحم المرتفع��ة الكل��ور بفض��ل

زيادة كمية الزئبق المؤكس��د القاب��ل لل��ذوبان في غ��از المدخن��ة ال��ذي يدعم��ه االخ��تزال الحف��زي االنتق��ائي. ويتحسن االلتقاط من أنواع الفحم المنخفض��ة الج��ودة بفضل زيادة كمية الزئبق المؤكسد القابل للذوبان في غاز المدخن��ة. ويمكن أن ت��ؤدي إع��ادة انبع��اث الزئب��ق النقي إلى تخفيض مقدار المنافع المش��تركة. والتق��اط

22

مع**دات الض**بطالموجودة

التقاط الزئبق النوعي

جيد للزئبق العالق بالجسيماتالمفتاح:

ESP ،المرسب الكهروس�تاتيكي = ESPcالمرس�ب الكهروس�تاتيكي في الج�انب الب��ارد؛ = ESPh المرسب الكهروستاتيكي في الج��انب الس��اخن؛ =FF المرش��ح النس��يجي؛ =SCR=

= جه��از امتص��اص التجفي��ف ب��الرش )جه��از التنظي��فSDAاالختزال الحف��زي االنتق��ائي؛ =HEX الرطب = جهاز التنظيف الرطب إلزالة الكبريت من غاز المدخن��ة؛ FGDالجاف(؛

= المرسب الكهروستاتيكي بدرجة حرارة شديدة االنخفاضLLT-ESPالتبادل الحراري؛ في المائة، وتعني مرتف��ع/جي��د الض��بط30وتعني صفة منخفض الضبط بنسبة أقل من

في المائة.70 إلى 30 في المائة، وتعني ”معتدل“ الضبط بنسبة 70بنسبة أكثر من )2وت��رد تش��كيالت نظم ض��بط تل��وث اله��واء المعروض��ة في الج��دول

SCR+ESPc+FGD وي��رد أدن��اه )إيت��و. أدن��اه3( بص��ورة تخطيطي��ة في الش��كل (. وعلى سبيل المثال، حققت هذه المجموع��ة من األجه��زة2006وآخرون،

في المائ��ة )إيت��و وآخ��رون،74في اليابان كفاءة في إزالة الزئبق بمتوس��ط (. ولذلك يمكن أن تضبط تقنيات المن��افع المش��تركة ملوث��ات اله��واء2006

المتعددة، بما فيها الزئبق.

laoC - deriFrelioB citatsortcelE

PSE( noitatipicerP 1* )

citylataC evitceleSnoitcudeR

)RCS(

saG eulFnoitazirufluseD

DGF( 2* )

retaeH riA)HA(

kcatS

saG eulF

erehpsomtA eht ot

.PSE pmeT woL woL ,hPSE ,cPSE sedulcni PSE :1* dna DGF teW sedulcni DGF :2* ekoc detavitca fo deb gnivoM .

- رسم تخطيطي لتشكيلة نمطية من منشآت طاقة تعمل بحرق3الشكل ح(2006الفحم في اليابان )إيتو وآخرون، ( )منق

ويمكن أن يتحقق مستوى مرتفع من المنافع المشتركة إلزالة الزئبق بجم��ع)االختزال الحفزي االنتقائي والمرسبات الكهروستاتيكية في الج��انب الب��ارد

ESPc) وأجهزة التنظيف إلزال��ة الك��بريت من غ��از المدخن��ة (FGD)والجم��ع بين . هذه التقنيات أمر نمطي تماما في المنشآت المتقدم�ة للطاق�ة ال�تي تعم�ل بحرق الفحم في بعض البلدان ويستعمل على نطاق واسع في الياب��ان على

. والجم��ع بين االخ��تزال الحف��زي4س��بيل المث��ال، كم��ا يتض��ح في الش��كل

23

المدخنة

Low Low Temp ESP. الرطب والقاع المتحرك من

إلى الجو

االنتقائي والمرسب الكهروستاتيكي وإزالة الك��بريت من غ��از المدخن��ة كم��ا في المائ��ة90-50يتضح من هذه األمثلة يمكن أن يحقق كف��اءة إزال��ة تبل��غ

في المائ��ة في حال��ة الجس��يمات99في حالة أكاسيد النيتروجين وأكثر من في المائ��ة في حال��ة ثن��ائي أكس��يد الكرب��ون، إلى98-76الدقيقة العالق��ة و

في المائ��ة، وي��ؤدي ذل��ك إلى74جانب كفاءة عالية إلزالة الزئبق بمتوس��ط من ترك��يز الزئب��ق في غ��از المدخن��ة في ه��ذا المث��ال.3 ميكروغ��رام/م1,2

وباإلضافة إلى ذلك، فإن الجمع بين االختزال الحف��زي االنتق��ائي والمرس��ب الكهروستاتيكي بدرجة حرارة ش��ديدة االنخف��اض، ال��ذي تبل��غ درج��ة ح��رارة

درج��ة مئوي��ة باإلض��افة إلى التنظي��ف ال��رطب إلزال��ة الك��بريت90تش��غيله يمكن أن يحقق كفاءة إزالة للزئبق بمستوى مرتفع إلى حد كب��ير يص��ل إلى

من ترك��يز الزئب��ق في3 ميكروغ��رام/م0,88 في المائة، مما ي��ؤدي إلى 87 غاز المدخنة في ه��ذه الحال��ة بالتحدي��د. والمرس��ب الكهروس��تاتيكي بدرج��ةن ض��بط حرارة شديدة االنخفاض، ال��ذي يتطلب تبري��د غ��از المدخن��ة، يحس��ف الجسيمات من خالل تقليل حجم الغاز وتخفيض مقاومة الرماد بسبب تكث ثالثي أكسيد الكبريت وامتزاز الرطوب��ة للرم��اد المتط��اير، وزي��ادة الرطوب��ة للرماد المتط��اير، كم��ا يزي��د امتص��اص الزئب��ق في الرم��اد المتط��اير بس��بب انخفاض درجة حرارة غاز المدخن��ة. وي��ؤدي ذل��ك أيض��ا إلى تجنب التك��اليف المصاحبة إلعادة تس��خين غ��از المدخن��ة أو عملي��ات التع��ديل ال��رجعي ال��تي يتطلبها أنبوب المدخنة الرطب. وفي الحاالت التي ال تتطلب إعادة تس��خين ع��ادم التنظي��ف ال��رطب إلزال��ة الك��بريت ف��إن الح��رارة المس��تعادة يمكن استخدامها في المرجل أو التوربين البخ��اري لتحس��ين كف��اءة الوح��دة، مم��ا

، وأيواتس��وكي2006ي��ؤدي إلى زي��ادة ص��افي الن��اتج )ناكايام��ا وآخ��رون، (.2008وآخرون،

اتساع نط��اق ترك��يزات الزئب��ق. ويرج�ع ذل�ك إلى أن ه�ذه4ويظهر الشكل الوحدات تشمل وحدات أقدم أو أصغر تعطي التركيزات األعلى. ومن ناحية أخ��رى، ف��إن الوح��دتين الل��تين تعمالن بطبق��ة متحرك��ة من الك��وك النش��ط

(، وهي جه��از التنظي��ف الج��اف إلزال��ة الك��بريت من غ��از2010)بي��ترز، المدخنة، يوضح أداء أكثر ارتفاعا عن جهاز التنظيف الرطب إلزالة الكبريت. واألداء في هذه الحالة أكثر ارتفاع��ا عن المجموع��ة ال��تي تش��مل المرس��ب الكهروستاتيكي بدرجة ح��رارة ش��ديدة االنخف��اض وجه��از التنظي��ف ال��رطب إلزالة الكبريت من غاز المدخنة )معه��د البح��وث المرك��زي لص��ناعة الطاق��ة

(.2012الكهربائية واتحاد شركات الطاقة الكهربائية في اليابان،

24

0.01 0.11.2 0.88

13

8

0

2

4

6

8

10

12

14

SCR+ESP+FGD 46 units

(Wet FGD: 44, Dry FGD: 2)

SCR+LLT-ESP+FGD15 units

(all Wet FGD)

Mer

cury

Con

cent

ratio

n in

Sta

ck G

as 〔μ

g/m

3 〕

Minimum Average Maxmum

Standarddeviation : 1.1

Standarddeviation : 1.5

،ESPh يشمل ESPh يشمل SCE+ESP+FGD المرسب الكهروستاتيكي في مجموعة ملحوظة:ESPcو LLT-ESP

درجة مئوية في180-130 درجة مئوية و400-300 تبلغ ESPhدرجة حرارة التشغيل في ESPcدرجة مئوية في 100-90 و LLT-ESP

- تركيز الزئبق في غاز المدخنة من منش**آت الطاق*ة ال**تي4الشكل ومجموع***ةSCR+ESP+FGDتعم***ل بح***رق الفحم باس***تعمال مجموع***ة

SCR+LLT-ESP+FGD

كف��اءة إزال��ة الزئب��ق ألجه��زة ض��بط تل��وث اله��واء في3ويلخص الج��دول منشآت حرق الفحم في الصين. ويتضح من الج�دول أن�ه في بعض الح�االت يحقق الجمع بين المرسبات الكهروس�تاتيكية واإلزال�ة الرطب��ة للك�بريت من

في المائ��ة. والجم��ع بين88غاز المدخنة كفاءة في إزالة الزئبق تص��ل إلى االخ��تزال الحف��زي االنتق��ائي والمرس��بات الكهروس��تاتيكية واإلزال��ة الرطب��ة للك��بريت، وهي مجموع��ة تس��تعمل بص��ورة واس��عة في منش��آت الطاق��ة العاملة بحرق الفحم في الصين، يمكن أن يحقق كف��اءة أك��بر إلزال��ة الغ��از،

في المائة. ولوحظ أيضا ارتفاع كفاءة إزالة95تصل على سبيل المثال إلى الزئب��ق في حال��ة الجم��ع بين االخ��تزال الحف��زي االنتق��ائي والمرش��حات

النسيجية والتنظيف الرطب إلزالة الكبريت من غاز المدخنة. - كف**اءة إزال**ة الزئب**ق حس**ب المجموع**ات النمطي**ة3الج**دول

ألجهزة ضبط تلوث الهواء في الص**ين )بالنس**ب المئوي**ة( ج**انغ(2015وآخرون،

مجموع**ة أجه**زة ض**بطتلوث الهواء

المتوسط

الح*******داألدنى

الح*******داألقصى

االنح***رافالمعياري

ع************دداالختبارات

التنظي��������ف ال��������رطب23759188للجسيمات العالقة

بات الكهروس��تاتيكية المرس��291831964في الجانب البارد

679923010المرشحات النسيجية

25

المرس��بات الكهروس��تاتيكية في الج������انب الب������ارد + التنظي���ف ال���رطب إلزال���ة

الكبريت من غاز المدخنة6213882219

المرش���حات النس���يجية + التنظي���ف ال���رطب إلزال���ة

الكبريت من غاز المدخنة867797103

االختزال الحف��زي االنتق��ائي + المرس���������������������بات الكهروستاتيكية + التنظي��ف الرطب إلزال�ة الك��بريت من

غاز المدخنة

693695244

االختزال الحف��زي االنتق��ائي + المرشحات النس��يجية + التنظي���ف ال���رطب إلزال���ة

الكبريت من غاز المدخنة93869992

المرس��بات الكهروس��تاتيكيةلة الباردة + القاعدة المس��ي الدائرية - التنظي�ف ال�رطب إلزال���ة الك���بريت من غ���از المدخن����ة + المرش����حات

النسيجية

6868681

أدناه قيم قياس انبعاث��ات الزئب��ق لمختل��ف منش��آت الطاق��ة العامل��ة4ويوضح الجدول بحرق الفحم، التي تم التوصل إليها من خالل المنافع المشتركة لوسائل ض��بط التل�وث.ح أن تقني��ات الض��بط ذات المن��افع المش��تركة واألمثلة المختارة في ه��ذا الج��دول توض��

.تحقق في بعض الحاالت تركيزات منخفضة من الزئبق في غاز المدخنة - مس**تويات االنبعاث**ات المتحقق**ة من خالل تقني**ات4الج**دول

المن**افع المش**تركة )بيان**ات جمعه**ا الفري**ق العام**ل للزئب**ق(2015الصفري، نوعالمنشأة

الفحم مستوى

االنبعاثات)مغ/متر عادي

( )التسوية3 % من6إلى

(O2محتوى

حجم المرجل)ميغاوا

طحراري(

تقنية معالجة

غازالمدخنة

Federico II ،برينديس��ي - إيطاليا

فحمصلب

0,69700 1

ESP+SCR+wFGD

Torrevaldaliga Nordفحم، إيطاليا صلب

0,99420 1

FF+SCR+wFGD

Impianto termoelettrico di Fusina، إيطاليا

فحمصلب

0,8431FF+SCR+wFGD

Heydenفحم، ألمانيا صلب

0,5150 2

ESP+SCR+wFGD

FHKW Mellachفحم، النمسا صلب

0,5543FF+SCR+wFGD

26

نوعالمنشأةالفحم

مستوى االنبعاثات

)مغ/متر عادي ( )التسوية3

% من6إلى (O2محتوى

حجم المرجل)ميغاوا

طحراري(

تقنية معالجة

غازالمدخنة

Brindisi BR III & BR IIفحم، إيطاليا صلب

0,5857ESP+SCR

Krefeld, Currentaألماني�����ا ، )مرجل صناعي(

فحمصلب

0,2105FF

Salem Harbourالوالي�����ات ، المتحدة األمريكية

فحمصلب

0,2 – 0,4300ESP

Power plant Tusimice، الجمهورية التشيكية

2,6890ESP+wFGDلغنيت

Neurath, A and F3,0855لغنيت، ألمانياESP+wFGD

Teplarna Taborالجمهوري���ة ، التشيكية

3,3199ESPلغنيت

Salemملحوظة: تستند جميع القيم إلى عينات دورية باستثناء Harbourالتي تس��تند قيمته��ا ، .2010إلى رصد مستمر لالنبعاثات. والبيانات الواردة هي عن سنة

أجهزة ضبط الجسيمات3-2-1 يوج��د نوع��ان رئيس��يان من أجه��زة ض��بط الجس��يمات وتش��مل المرس��بات الكهروستاتيكية والمرشحات النسيجية. وتستخدم أجه��زة التنظي��ف ال��رطب

للجسيمات أيضا في المراجل العاملة بحرق الفحم.المرسبات الكهروستاتيكية3-2-1-1

في المائة من99تصمم المرسبات الكهروستاتيكية نمطيا لتحقيق أكثر من الكفاءة في جمع الجسيمات، رهنا بمختلف العوامل المعروض��ة في القس��م التمهيدي. وكف��اءة جم��ع الجس��يمات في المرس��بات الكهروس��تاتيكية تمث��ل أيضا دالة على المحتوى الكبريتي في الفحم، الذي يؤثر على مقاومة الرماد المتط��اير. ف��الفحم ال��ذي يحت��وي على مق��ادير متوس��طة إلى مرتفع��ة من الك��بريت ينتج رم��ادا متط��ايرا يس��هل جمع��ه. أم��ا الفحم ال��ذي يحت��وي على كبريت منخفض فينتج رمادا متطايرا بمقاوم��ة أعلى وت��زداد ص��عوبة جمع��ه. ويمكن أيضا تغيير مقاومة الرماد المتط��اير من خالل تقلي��ل درج��ة الح��رارة في المرس��بات أو بتك��ييف الجس��يمات قب��ل دخوله��ا في المرس��ب بثالثي

( أو الم��اء أو الص��وديوم أوH2SO4( أو ح��امض الك��بريت )SO3أكس��يد الك��بريت )(. NH3النشادر )

وبالنس��بة ألي رم��اد متط��اير من الفحم تك��ون كف��اءة جم��ع الجس��يمات في 1المرس���ب دال���ة على حجم الجس���يمات. فالجس���يمات ال���تي تزي���د عن

في99,9 إلى 95 ميكرومتر يتم جمعها نمطيا بكف��اءات تبل��غ 8ميكرومتر -

27

ميكروم��تر ت�دخل في0,3المائة. ولكن الجسيمات التي يقترب حجمه�ا من في المائ��ة95-80منطق��ة تحمي��ل س��يئة تقل��ل كف��اءة الجم��ع لتص��ل إلى

(. 1996)لوليس، ويمكن اس��تعمال المرس��ب الكهروس��تاتيكي في أح��د م��وقعين في نظ��ام

ومرس��ب ”الج��انب(ESPc)المرج��ل: م��ا يس��مى مرس��ب ”الج��انب الب��ارد“ . ويتم تركيب مرسب الجانب البارد في اتجاه خروج مس��خن(ESPh)الساخن“

درج��ة180 درجة مئوية و130الهواء )درجة حرارة غاز المدخنة تتراوح بين مئوية(. ويتم ت��ركيب مرس��ب الج��انب الس��اخن في المنب��ع لمس��خن اله��واء

درجة مئوية(400 درجة مئوية و300)تتراوح درجة حرارة غاز المدخنة بين ن ذلك من االستفادة من انخفاض مقاومة الرماد المتطاير في درجات ويمك الحرارة األعلى. ويتسم ذلك بأهمية خاصة في الوحدات ال��تي تعم��ل بح��رق فحم منخفض الكبريت، مما يؤدي إلى رماد متطاير بمقاومة كهربائية أعلى. والمرسب الكهروس��تاتيكي ال��رطب ه��و ن��وع جدي��د من المرس��بات ويتس��م

وس��تايل2001بكفاءة أعلى لجم�ع الجس��يمات الدقيق�ة )ألتم�ان وآخ��رون، (. ولكن لم يتم بعد القيام بقياسات في الموقع بشأن إزال��ة2003وآخرون،

الزئبق داخل المرسب الرطب. ول����وحظت مس����تويات متباين����ة من إزال����ة الزئب����ق في المرس����بات الكهروستاتيكية. ويتوقف مستوى إزال��ة الزئب��ق على م��ا إن ك��ان المرس��ب الكهروستاتيكي في الجانب البارد أو في الجانب الساخن، وعلى نوع الفحم المحروق، ونوع المرجل، وعوامل أخ��رى مث��ل محت��وى الك��بريت في الفحم ومس��توى الكرب��ون غ��ير المح��روق في الرم��اد المتط��اير. والمرس��ب في الجانب الساخن يكون عموم��ا أق��ل فعالي��ة في إزال��ة الزئب��ق عن المرس��ب المقام في الجانب البارد. وعلى سبيل المثال، فعلى الرغم من أن مس��توىغ عنها باستعمال مرسب كهروستاتيكي يعم��ل على الفحم إزالة الزئبق المبل

في المائة فإن نطاق اإلزالة المقاسة يتراوح بين ص��فر إلى30القيري تبلغ (.2001 في المائة )وكالة حماي��ة البيئ��ة في الوالي��ات المتح��دة، 60حوالي

وق��د يك��ون الم��دى المق��اس إلزال��ة الزئب��ق، وخاص��ة في حال��ة المرس��ب الكهروستاتيكي، دالة على إمكانية تحسين التقاط الزئبق نتيجة زيادة كف��اءة أداة تجمي��ع الجس��يمات. ومن المهم أن نفهم أداء جم��ع الجس��يمات في أي جه�از نظ�را ألن ذل�ك ي�ؤثر ب�دوره على ق�درة الجه��از على تقلي��ل انبعاث�ات

الزئبق. وتشير النمذجة األساسية إلزالة الزئبق في المرس��بات الكهروس��تاتيكية إلى أن تقييدات انتقال الكتلة قد تؤدي، ح��تى في الظ��روف المثالي��ة، إلى تقيي��د

28

إمكانية التقاط الزئبق بالجسيمات المتجمعة على اإللكترودات في المرسب (. فالمرس��بات تق��وم بإزال��ة2009 وكالك، 2006الكهروس��تاتيكي )كالك،

( فق��ط في عملي��ة جم��ع الجس��يمات. وه��ذاHgPالزئبق الع��الق بالجس��يمات ) الزئبق العالق يرتبط تفضيليا بالكربون غير المحروق. وقدرة ام��تزاز الزئب��ق في الجزئيات غ�ير العض�وية )الرم��اد المتط�اير( هي ق�درة منخفض�ة نمطي�ا بالمقارنة بالكربون غير المحروق في الرماد المتطاير. وقد ل��وحظت عالق��ة بين كمي���ة الكرب���ون غ���ير المح���روق وإزال���ة الزئب���ق ع���بر المرس���بات الكهروس��تاتيكية في حال��ة الرم��اد المتط��اير من الفحم الق��يري )س��نيور

الذي يوض��ح النس��بة5(. ويتضح هذا السلوك في الشكل 2008وجونسون، المئوية لاللتقاط )النسبة المئوية للزئبق الداخل إلى المرس��ب( كدال��ة على

، يتم التعب��ير عن الزئب��ق غ��ير5مقدار الكربون غير المحروق. وفي الش�كل (. وكما نرى ف��إن الش��كلLOIالمحروق باعتباره فاقدا مقاسا عند االشتعال )

ب يلتق��ط40 و20يبين أن التقاط الزئبق ي��تراوح بين في المائ��ة في مرس�� في المائة من الكربون غ��ير المح��روق.5رمادا متطايرا يحتوي على حوالي

ومع ارتفاع محتوى الكربون غير المحروق، يمكن أن نرى أن التقاط الزئب��ق في المائ��ة؛ وه��و م��ا يحتم��ل أن يك��ون دال��ة على80يص��ل إلى نس��بة

(.2003الهالوجينات الموجودة )فوستين وآخرون،

5الش**كل - إزال**ة الزئب**ق بالمرس**ب الكهروس**تاتيكي كدال**ة على مق**دار الكربون غير المحروق )النسبة المئوي*ة للفاق**د عن*د االش*تعال(

(2008في الرماد المتطاير )سنيور وجونسون، وباإلضافة إلى مقدار الكربون غ��ير المح��روق، ف��إن خص�ائص الكرب�ون غ��ير المحروق، مث��ل مس��احة الس��طح وحجم الجس��يمات والمس��امية وال��تركيب الكيميائي قد تؤثر على مقدار الزئبق الملتقط في المرسب الكهروستاتيكي

29

(LOIاالشتعال ) النسبة المئوية للفاقد عند

نس بةمئو ية منإزال ة

Hg عبرمرس بكهروستاتيكي مرسب في

الجانب الساخنإعصاري

وقاد

دي فيتو وآخرونسيوستروم وآخرونالمنشأة جيمالمنشأة دالالمنشأة هاء معدل حسب بيانات

(. وتوص��لت ه��ذه الدراس��ة إلى أن��ه في حين محت��وى2007)ل��و وآخ��رون، الكرب��ون غ��ير المح��روق في الرم��اد المتط��اير يتن��اقص م��ع انخف��اض حجم الجسيمات فإن محتوى الزئبق من الكربون غير المحروق يتزايد عموما م��عن أن حجم الجس��يمات انخفاض حجم الجس��يمات. وباإلض��افة إلى ذل��ك، ت��بي في الكربون غير المحروق كان عامال كبيرا يؤثر على امتزاز الزئب�ق. وهك�ذا فإن زي��ادة كف��اءة المرس��ب والزي��ادة الناتج��ة عن ذل��ك في التق��اط الرم��اد المتط��اير ال��دقيق والكرب��ون غ��ير المح��روق ال��دقيق سيس��بب على األرجح انخفاض���ا في انبعاث���ات الزئب���ق. ولكن ينبغي أن يالح���ظ أن معظم كتل���ة

الكربون غير المحروق هي في الجسيمات الكبيرة جدا. وهن��اك عوام��ل أخ��رى تحكم مق��دار الزئب��ق الملتق��ط في الرم��اد المتط��اير )والذي تتم إزالته بعد ذلك من غاز المدخنة( وهي نوع المرسب المس��تعمل )مرس��ب في الج��انب الب��ارد أو الج��انب الس��اخن( واس��تعمال ثالثي أكس��يد الكربون كعامل في تكييف غاز المدخنة، ونوع الفحم. ويالحظ ارتفاع التقاط الزئبق نمطيا في المرسبات المقامة على المراجل التي تعم��ل بح��رق فحم يتسم بمحتويات أعلى من الهالوجين وينتج مستويات أعلى من الكربون غير المحروق في غاز المدخنة. ويدعم هذان العامالن تشكيل الزئب��ق المؤكس��د والزئبق العالق بالجسيمات، وهما أك��ثر س��هولة في االلتق��اط في المرس��ب الكهروستاتيكي عن الزئبق النقي. وينشأ عن ذلك أنه إذا أمكن تحس��ين أداء المرس��ب فس��يكون من الممكن إزال��ة مق��دار إض��افي من الزئب��ق من غ��از المدخن��ة. وس��تكون كمي��ة ه��ذا الزئب��ق اإلض��افي الم��زال دال��ة على مق��دار الجسيمات التي تمت إزالته��ا بالمرس��ب الكهروس��تاتيكي. ويمكن اس��تخدام النهج المنخفضة التكلفة مثل التوازي الدقيق للصفائح وتعديل نمط الطرق، وإزالة التسريبات الداخلي��ة، بين نهج أخ��رى، من أج��ل تحس��ين كف��اءة جم��ع

(.2008؛ داي واليمن، 2004الجسيمات في المرسبات )زيكوف وآخ��رون، درج�ة150ودرجات الحرارة المنخفضة في نظ��ام جه��از الض�بط )أق�ل من

ز أيض��ا ض��بط الزئب��ق، وق��د اس��تخدمت المرس��بات ذات درج��ة مئوي��ة( تع��ز الحرارة شديدة االنخفاض أيضا في اليابان لتحقي��ق كف��اءة عالي��ة في إزال��ة التراب والزئبق )معهد البحوث المركزي لصناعة الطاق��ة الكهربائي��ة واتح��اد

(.2012شركات الطاقة الكهربائية في اليابان، وينبغي أن يالح��ظ أن اآلث��ار اإليجابي��ة لثالثي أكس��يد الك��بريت على التق��اط الجسيمات قد يقابلها جزئيا تنافس ثالثي أكس��يد الك��بريت م��ع الزئب��ق على

االمتصاص في الرماد المتطاير. المرشحات النسيجية3-2-1-2

ت��وفر المرش��حات النس��يجية كف��اءة عالي��ة في إزال��ة الجس��يمات الدقيق��ة بالمقارنة مع المرس�بات الكهروس�تاتيكية وال س�يما بالنس��بة للجزيئ�ات دون

الميكرونية.

30

ولوحظ أن إزال��ة الزئب��ق في المرش��حات النس��يجية أعلي عموم��ا منه��ا في المرسبات الكهروستاتيكية. والمرش��حات النس��يجية أك��ثر فعالي��ة في إزال��ة الجسيمات الدقيقة )الجسيمات دون الميكرونية، وه��و األم��ر األك��ثر أهمي��ة( من المرسبات الكهروستاتيكية، وهي تتجه عموم��ا إلى إزال��ة ق��در أك��بر من زئب��ق الط��ور الغ��ازي عم��ا تزيل��ه المرس��بات. وباإلض��افة إلى ط��ول وقت االتصال فإن المرشحات النسيجية ت��وفر اتص��اال أفض��ل )حيث يخ��ترق الغ��از كسب الفلتر( من المرسبات )حيث يمر الغاز على سطح الكس��ب(. ونتيج��ة لذلك تترجح أكسدة الزئبق النقي الغازي وتحويله إلى ش��كل يمكن التقاط��ه في حالة استعمال الفلتر النس��يجي. وعلى س��بيل المث��ال، أظه��رت دراس��ة ق��ارنت بين التق��اط الزئب��ق في المرس��بات الكهروس��تاتيكية والمرش��حات النسيجية في منش�آت الطاق�ة ال��تي تعم�ل بح�رق الفحم في الص��ين نس�بة

في92 و9 في المائ��ة في المرس��بات وبين 33 إلى 1التق��اط ت��تراوح من (. ويبلغ متوسط كفاءات إزال��ة2015المائة في المرشحات )جانغ وآخرون،

الزئبق في المرس��بات والمرش��حات في منش��آت الطاق��ة الص��ينية العامل��ة في المائ��ة على الت��والي )ج��انغ وآخ��رون،67 في المائ��ة و29بحرق الفحم

2015 .) ويمكن أيضا أن تتكامل المرشحات النسيجية مع المرسبات الكهروستاتيكية لتصبح مرسبات-مرشحات، وهو ما يجري استخدامه في الصين على نط��اق مشابه لنطاق استخدام المرشحات النسيجية. وتبلغ كفاءة إزالة الزئب��ق في المرس��بات-المرش��حات درج��ة متوس��طة بين كف��اءة المرس��بات وكف��اءة

في المائة في المتوسط43المرشحات. ويمكن تحقيق إزالة الزئبق بنسبة (.2015عند استعمال المرسبات-المرشحات )جانغ،

أجهزة التنظيف الرطب للجسيمات3-2-1-3 معظم المراجل الصناعية الص��غيرة والمتوس��طة الحجم في الص��ين مجهزة ب��أجهزة تنظي��ف رطب للجس��يمات من أج��ل تقلي��ل انبعاث��ات الجس��يمات. وتتشابه العمليات الكيميائية في نظام جهاز التنظيف الرطب للجسيمات مع نظيرته��ا في التنظي��ف ال��رطب للك��بريت من غ��از المدخن��ة. ولكن أجه��زة التنظيف الرطب التقليدية للجسيمات تس��تعمل الم��اء فق��ط كم��ادة ماص��ة، مم��ا يجع��ل إع��ادة انبع��اث الزئب��ق النقي كب��يرة. وأوض��حت القياس��ات في

في59 و7 في المائ��ة )بين 23الموقع كفاءة إزال��ة الزئب��ق بمتوس��ط يبل��غ المائة( عن��د اس��تعمال أجه��زة التنظي��ف ال��رطب للجس��يمات في المراج��ل

الصناعية العاملة بحرق الفحم في الصين. ( هي ن��وع خ��اص من أجه��زةIMSوأجه��زة التنظي��ف الرخامي��ة المتكامل��ة )

التنظيف الرطب للجس��يمات لإلزال��ة المتزامن��ة للجس��يمات وثن��ائي أكس��يد الكبريت، وتستعمل على نط��اق يتزاي��د اتس��اعا في منش��آت الطاق��ة بح��رق الفحم في الصين ألنها اقتصادية من الناحية التكنولوجي��ة. وتس��تعمل أجه��زة التنظيف الرخامية محلوال قلويا كمادة ماصة، وه��و أك��ثر فعالي��ة في التق��اط

31

الزئبق المؤكسد، ويشبه التنظيف الرطب للكبريت. وكفاءة أجهزة التنظيف الرخامية في إزالة الزئبق يمكن أن تكون أعلى من أجهزة التنظيف الرطب التقليدية للجسيمات نتيجة قدرتها على ضبط ثن��ائي أكس��يد الك��بريت، ولكن

لم تجر بعد قياسات في الموقع.التأثيرات عبر الوسائط ألجهزة ضبط الجسيمات

توج��د آث��ار محتمل��ة ع��بر الوس��ائط تنطب��ق على أجه��زة ض��بط الجس��يمات. ويمكن أن يعاد انبع��اث الزئب��ق في الرم��اد المتط��اير إذا تم تس��خين الرم��اد المتطاير المتجمع في أجهزة ضبط الجسيمات أثناء إعادة االستخدام. وعلى سبيل المثال، يمكن إطالق الزئب��ق الع��الق بالرم�اد المتط�اير في اله��واء إذا اس�تخدم كم�ادة خ�ام في ف�رن اإلس�منت. وهن�اك أيض�ا احتم�ال أن يرش�ح الزئب��ق من الرم��اد المتط��اير إلى المي��اه الجوفي��ة. وتل��زم اإلدارة الس��ليمة

للرماد المتطاير المتجمع في أجهزة ضبط الجسيمات.أجهزة ضبط ثنائي أكسيد الكبريت3-2-2

ت��رد أدن��اه تقنيت��ان رئيس��يتان تس��تعمالن لتخفيض انبعاث��ات ثن��ائي أكس��يد الك��بريت: األولى هي التنظي��ف ال��رطب إلزال��ة الك��بريت من غ��از المدخن��ة والثاني��ة هي التنظي��ف الج��اف إلزال��ة الك��بريت من غ��از المدخن��ة، أو جه��از

التنظيف الجاف.التنظيف الرطب إلزالة الكبريت من غاز المدخنة3-2-2-1

في المنشآت المجهزة بالتنظيف الرطب إلزال��ة الك��بريت من غ��از المدخن��ة يمكن زيادة مقدار المن�افع المش�تركة لإلزال�ة من خالل زي�ادة ج�زء الزئب�ق المؤكسد في محتوى الزئبق الكلي لغاز المدخنة أو من خالل تحسين فعالية

(. ويمكن تحقي��ق زي��ادة ج��زء الزئب��ق2009ض��بط الجس��يمات )س��لوس، المؤكسد بإضافة مركب��ات كيميائي��ة )عوام��ل مؤكس��دة( أو بأكس��دة الزئب��ق

(. ويمكن أن يوض��ع العام��ل2010على العوام��ل الحفازة )أم��ار وآخ��رون، الحفاز في غاز المدخنة لغرض وحي��د وه��و أكس��دة الزئب��ق أو يمكن إقامت��ه لغرض آخر )مثال لضبط انبعاثات أكاسيد النيتروجين( وبالت��الي توف��ير من��افع مشتركة. وتش��غيل التنظي��ف ال��رطب إلزال��ة الك��بريت يتطلب إنش��اء جه��از لضبط الجسيمات عند منبع جهاز التنظيف الرطب إلزال��ة الك��بريت من غ��از

(.2001المدخنة )سريفاستافا ويوسفتس، وكما ذكرنا من قبل، تتسم المركبات الغازية للزئبق المؤكس��د عموم��ا بأنه��ا قابلة للذوبان في الماء، ولهذا فإنه من المتوق��ع أن تس��تطيع نظم التنظي��ف

؛ وديفيت��و1999الرطب إلزالة الكبريت التقاطها بكفاءة )ري��دينغر وآخ�رون، (. ولكن الزئبق النقي الغازي غير قابل للذوبان في الماء1999وروسنهوفر

32

وبالتالي ال يمتص في حمأة التنظي��ف ال��رطب إلزال��ة الك��بريت. ويتض��ح من البيانات المأخوذة من المرافق الفعلي�ة أن�ه يمكن أن نتوق�ع التق�اط الزئب�ق

في المائ���ة( في نظم93 و67 في المائ���ة بين )75المؤكس���د بمتوس���ط التنظيف الرطب إلزالة الكبريت من غ��از المدخن��ة على أس��اس الكالس��يوم

؛2010؛ ووان��غ وآخ��رون، 2009؛ وكيم وآخ��رون، 2007)ش��ين وآخ��رون، (، رغم وجود حاالت ح�دث فيه�ا قي��اس التق�اط أق�ل بكث�ير2015وسلوس،

نتيجة توازن كيميائي غ��ير م��وات في جه��از التنظي��ف )مكس��ا وف��وجي وارا،2004 .)

وقد تم إثبات أن الزئبق المؤكس��د ق��د يتم اختزال��ه في بعض الظ��روف إلى زئبق أولي في أجهزة التنظيف ال��رطب إلزال��ة الك��بريت من غ��از المدخن��ة،

(. وهكذا فإن الوصول2003ويمكن بعد ذلك إعادة انبعاثه )موالن وآخرون، إلى االستراتيجية المثلى للمنافع المشتركة يعني في بعض األحيان الحفاظ، في حالة التنظيف الرطب إلزالة الكبريت، على كمية الزئب��ق المؤكس��د في النظام من أجل منع إعادة انبعاث الزئبق. وقد تحدث إع��ادة انبع��اث الزئب��ق عند امتصاص الزئبق المؤكسد في حمأة التنظيف ال�رطب إلزال�ة الك�بريت، وتحويله إلى زئبق أولي، ونقله بعد ذلك إلى الطور الغازي للخروج من جهاز

التنظيف. واألثر الصافي إلعادة االنبعاث هو انخفاض مس��توى إزال��ة الزئب��ق بواس��طة التنظيف الرطب إلزالة الكبريت من غ��از المدخن��ة. ويتوق��ف ح��دوث وم��دى إعادة انبعاث الزئب��ق من التنظي��ف ال��رطب إلزال��ة الك��بريت على الخ��واص

(. ويب��دو2004الكيميائية للتنظيف الرطب إلزالة الكبريت )ريننغر وآخرون، أيضا أن هناك إمكانية متزايدة إلعادة انبع��اث الزئب��ق في التنظي��ف ال��رطب إلزالة الكبريت مع حدوث تركيزات كبيرة للزئبق في مرحلة السيولة )ش��انغ

ن إض��افة عوام��ل كيميائي��ة أو2008وآخ��رون، (. وفي بعض الح��االت، يتعيط إلى سائل التنظيف الرطب إلزال��ة الك��بريت من أج��ل ض��بط كربون منش

إعادة االنبعاث.

33

التنظيف الجاف إلزالة الكبريت من غاز المدخنة3-2-2-2 تستعمل مجففات الرش نمطيا لضبط انبعاث��ات ثن��ائي أكس��يد الك��بريت من المصادر التي تحرق الفحم المحت��وي على درج��ات منخفض��ة إلى متوس��طة من الكبريت، أو في المنشآت األصغر التي تعمل بحرق الفحم. ويمكن إزالة

في المائة من الزئبق باستخدام مجموعات تت��ألف من95ما يصل إلى نحو ب��الرش والمرش��حات النس��يجية في المراج��لأجه��زة امتص��اص التجفي��ف

العاملة بحرق الفحم القيري. ولكن يالحظ التقاط للزئبق بدرجة أق��ل كث��يرا في المائ��ة( في الوح��دات العامل��ة ب��أجهزة امتص��اص التجفي��ف25)حوالي

بالرش والمرشحات النسيجية في المراجل العاملة بحرق اللغ��نيت أو غ��يره من أنواع الفحم المنخفضة الجودة ذات محت��وى الكل��ور المنخفض )س��نيور،

(. وتنظيف أنواع الهالوجين في أجهزة امتصاص التجفيف ب��الرش ق��د2000 يجعل عملية األكسدة وما يليها من التقاط الزئبق )معظمه في ش��كل زئب��ق أولي من هذه األنواع من الفحم( عند مخرج المرشح النسيجي أقل فعالي��ة. وأحيان���ا، يك���ون التق���اط الزئب���ق من الفحم المنخفض الج���ودة بواس���طة المرش��حات النس��يجية وح��دها أعلى مم��ا يتحق��ق في الجم��ع بين أجه��زة امتصاص التجفي��ف ب��الرش والمرش��حات النس��يجية )سريفس��تافا وآخ��رون،

2006.) وهناك تكنولوجيا ألجهزة التنظيف الج��اف إلزال��ة الك��بريت تزاي��د اس��تعمالها في اآلونة األخيرة في منش��آت ح��رق الفحم، وهي أجه��زة التنظي��ف الج��اف الدوارة. وكما يحدث في حالة أجهزة امتصاص التجفيف بالرش فإن أجه��زة التنظيف الجاف الدوارة تحتوي على غرفة تفاعل ومرشح نس��يجي اللتق��اط المنتج��ات الثانوي��ة والرم��اد. والص��فة ال��تي تم��يز أجه��زة التنظي��ف الج��اف الدوارة هي أن مواد التفاعل التي تدخل إلى غرفة التفاعل يتم تحويلها إلى سائل في غرفة التفاعل قبل أن تمر إلى المرشح النسيجي. ويستخدم رش المياه على أرضية غرف�ة التفاع�ل من أج��ل ض��بط درج�ة ح�رارة المفاع�ل. ومواد التفاعل هي الجير ال��رطب وم��واد ص��لبة أعي��د ت��دويرها من المرش��ح النسيجي. ويوجد في أجهزة التنظيف الجاف ال��دوارة ترك��يزات ص��لبة تزي��د عن م��ا يوج��د في أجه��زة امتص��اص التجفي��ف ب��الرش األم��ر ال��ذي يحق��ق

في المائة، بالمقارن��ة98تخفيضات لثنائي أكسيد الكربون بنسب تصل إلى في المائ��ة تحقق��ه أجه��زة امتص��اص التجفي��ف95مع تخفيض حده األقصى

بالرش. وباإلضافة إلى ذلك فإن أجهزة التنظيف الدوارة يمكن أن تعالج غاز المدخنة الناتج عن فحم يحت��وي نس��بة ك��بريت أعلى من تل��ك ال��تي تعالجه��ا أجهزة امتصاص التجفيف بالرش ألن التقاط ثنائي أكسيد الكبريت ال تح��دده

(.2009حسابات التكافؤ الكيميائي للحمأة )إيك،

34

والتقاط الزئبق في أجهزة التنظيف ال��دوارة في س�ياق المنفع��ة المش��تركة يش��ابه من حيث الحجم التقاط��ه في منظف��ات أجه��زة امتص��اص التجفي��ف بالرش التي تحقق قدرا كبيرا من التقاط الزئبق المؤكسد. وبناء على ذل��ك، يمكن تحقيق درجة أعلى بكثير من المن��افع المش��تركة اللتق��اط الزئب��ق في حال��ة أن��واع الفحم المرتفع��ة الكل��ور عم��ا يح��دث في حال��ة أن��واع الفحم

(. 2012المنخفضة الكلور )بابكوك باور، آثار أجهزة ضبط ثنائي أكسيد الكبريت الشاملة لعدة وسائط

في نظ��ام التنظي��ف ال��رطب إلزال��ة الك��بريت من غ��از المدخن��ة يتطلب االحتفاظ بالزئبق من خالل نظ��ام التنظي��ف ال��رطب معالج��ة عالي��ة الج��ودة لمياه الفضالت والحمأة للتأكد من أن الت��أثير لن يقتص��ر على مج��رد انتق��ال

الزئبق من الهواء إلى الماء. ولدى اس��تخدام جبس إزال��ة الك��بريت إلنت��اج أل��واح التبطين، ينش��أ احتم��ال إع��ادة انبع��اث الزئب��ق ال��ذي يحتوي��ه ه��ذا الجبس. ول��دى اس��تخدام نظ��امح النس��يجي ينش��أ احتم��ال نض الزئب��ق امتصاص التجفيف بالرش مع المرشح إلى المياه الجوفية. ول�ذلك تق��وم من الرماد المتطاير المتجمع في المرشالحاجة إلى اإلدارة السليمة بيئيا للرماد المتجمع في المرشحات النسيجية.

آثار أجهزة ضبط ثاني أكسيد الكبريت الشاملة لعدة وسائط )غ��ير المتص��لةبالزئبق(

ي��ؤدي تش��غيل نظ��ام إزال��ة الك��بريت من غ��از المدخن��ة عموم��ا إلى زي��ادة في المائة.5استهالك الطاقة، وهذه الزيادة تبلغ نمطيا

االختزال الحفزي االنتقائي لضبط أكاسيد النيتروجين3-2-3ممت تكنولوجي��ا االخ��تزال الحف��زي االنتق��ائي، من أج��ل تقلي��ل أكاس��يد ص��ز حفزي��ا ألكاس��يد الني��تروجين م��ع غ��از النيتروجين من خالل التفاع��ل المع��ز

(، مم��ا ي���ؤدي إلى اخ��تزال أكاس���يد الني���تروجين إلى الم���اءNH3النش���ادر ) والنيتروجين. ويحدث هذا التفاعل على سطح الحفاز، الذي يوضع في أنبوبن أن حف��ازات االخ��تزال الحف��زي االنتق��ائي ن��ة، ت��بي تفاعل. وفي ظروف معيد، ر تنوعات الزئب��ق حيث ت��دعم أكس��دة الزئب��ق النقي إلى زئب��ق مؤكس�� تغي وخاص��ة في حال��ة الفحم المرتف��ع الكل��ور. وينبغي أن يالح��ظ أن االخ��تزال الحفزي االنتقائي نفسه ال يزيل الزئبق. وبدال من ذل��ك، ف��إن ه��ذا االخ��تزال يؤدي، من خالل زيادة مقدار الزئبق المؤكسد، إلى تحس��ين التق��اط الزئب��ق في أجهزة ضبط الجسيمات وأنظمة التنظي��ف ال��رطب إلزال��ة الك��بريت من

35

؛ فاف��ال2004غ��از المدخن��ة، مم��ا ي��ؤدي إلى تعزي��ز إزال��ة الزئب��ق )ش��و، (.2013وآخرون،

ونظرا ألن ال�معامالت التش��غيلية لالخ��تزال الحف��زي االنتق��ائي )مث��ل درج��ة الحرارة وتركيز غاز النشادر في غ��از المدخن��ة وحجم قاع��دة الحف��از وعم��ر الحفاز( ستتحدد عموما بموجب استراتيجية ضبط أكاس��يد الني��تروجين، ف��إن ال���معامل ال��ذي ينط��وي على أفض��ل احتم��ال للوص��ول إلى اإلزال��ة المثلى للزئبق ه��و محت��وى الكل��ور في الفحم. وكم��ا ي��رد في القس��م ال��وارد أدن��اه المتعلق بخلط الفحم والذي يستند إلى بيان��ات من الوالي��ات المتح��دة، ف��إن أكسدة الزئبق النقي إلى زئبق مؤكسد تزي��د في حال��ة الفحم الق��يري عنه��ا في حال��ة الفحم دون الق��يري. وهك��ذا ف��إن الح��د األقص��ى من المن��افع المشتركة لألنظمة الحالية لالختزال الحفزي االنتق��ائي ق��د تتحق��ق من خالل الخل��ط الص��حيح للفحم أو من خالل إض��افية البرومي��د )فوس��تين وآخ��رون،

(. ويجري تصميم حفازات االخ��تزال الحف��زي االنتق��ائي للوص��ول إلى2006الحد األمثل من كال إزالة أكاسيد النيتروجين وأكسدة الزئبق.

واس��تخدام االخ��تزال الحف��زي االنتق��ائي يزي��د من م��دى أكس��دة الزئب��ق والتقاطه، وخاصة مع زيادة جزء الفحم القيري في الخليط ال��ذي يجم��ع بين ن��وعي الفحم الق��يري ودون الق��يري. وأثبتت دراس��ة ميداني��ة في منش��أة

في المائ��ة من الفحم60مرافق كبيرة تعمل بحرق خليط من الفحم بنسبة في المائ��ة من الفحم الق��يري في م��رجلين متش��ابهين40دون القيري إلى

)واحد منهما يعمل بنظام االخ��تزال الحف��زي االنتق��ائي واآلخ��ر ال يعم��ل ب��ه(د من في المائ�ة في حال��ة ع�دم63وجود زيادة في نس��بة الزئب��ق المؤكس�� في المائ��ة في حال��ة وج��ود97وجود االختزال الحفزي االنتقائي لتصل إلى

هذا االخ��تزال. وعموم��ا، ترتف��ع أكس��دة الزئب��ق في نظم االخ�تزال الحف��زي االنتقائي مع زيادة النس��بة المئوي��ة للفحم الق��يري في أي خلي��ط من الفحم القيري ودون القيري. وعلى سبيل المثال، في حالة خليط من الفحم بنسبة

من الفحم القيري كان االرتف��اع بمق��دار35 من الفحم دون القيري إلى 65 في المائة(. ولكن في حالة خلي��ط بنس��بة62 إلى 13 نقطة مئوية )من 49

في المائة(20 إلى 6 نقطة مئوية فقط، )أي من 14، كانت الزيادة 21:79(.2008)سير وآخرون،

ومن الممكن أن يحقق الفحم دون القيري غير المخلوط في وحدة ال تعم��ل في المائة من40بنظام االختزال الحفزي االنتقائي نسبة تتراوح بين صفر و

د )معه��د ش��ركات اله��واء النظي��ف، (. وفي دراس��ة2010الزئب��ق المؤكس�� ميدانية أخ��رى، أظه��رت االختب��ارات ال��تي أج��ريت في ثالث منش��آت تعم��ل

36

بحرق الفحم القيري، أكسدة للزئبق عبر االختزال الحفزي االنتقائي، بنس��بة في المائة وأك��ثر. وك��انت إزال��ة الزئب��ق الناتج��ة عن ذل��ك في90تصل إلى

في المائة مع تشغيل84 إلى 92أجهزة التنظيف الرطب التالية تتراوح من في المائ��ة ب��دون51-43نظام االختزال الحف��زي االنتق��ائي مقارن��ة بنس��بة

تش�غيل ه�ذا االخ�تزال. ولكن المنش�آت العامل�ة بح�رق الفحم دون الق�يريرا ض��ئيال في تنوع��ات الزئب��ق ع��بر مف��اعالت االخ��تزال الحف��زي أظهرت تغي

(.2002االنتقائي )الودال، وأظهرت القياسات الموقعية في منشآت الطاقة العامل��ة بح��رق الفحم في الص��ين أن مع��دل أكس��دة الزئب��ق النقي داخ��ل نظ��ام االخ��تزال الحف��زي

في المائة، وتأثرت بمحتوى الزئب��ق الكلي85-34االنتقائي كانت في نطاق والكلور في الفحم ومعدل حقن غ��از النش��ادر في نظ��ام االخ��تزال الحف��زي

(.2013االنتقائي )جانغ وآخرون، آثار أجهزة ضبط أكاسيد النيتروجين الشاملة لعدة أوساط

مع أكسدة الزئبق باستخدام االختزال الحفزي االنتقائي ينشأ احتمال لزي��ادة الك��بريت منإزالةمحتوى الزئبق في الرماد المتط��اير والجبس الن��اجم عن

غ��از الم��داخن. والحف��از المس��تخدم في عملي��ة االخ��تزال ق��د يك��ون خط��را بطبيعته. وحفاز عملية االختزال ينبغي إعادة توليده أو التخلص منه بطريق��ة

سليمة بيئيا. آثار أجهزة ضبط أكاسيد النيتروجين الش��املة لع��دة وس��ائط )غ��ير المتص��لة

بالزئبق( يؤدي تشغيل نظام االختزال الحف�زي االنتق�ائي عموم�ا إلى زي�ادة اس�تهالك

في المائة. 3الطاقة وهذه الزيادة تبلغ نمطيا تقنيات تعزيز المنافع المشتركة3-3

يمكن تحقيق تعزي��ز المن��افع المش��تركة من خالل خل��ط الفحم أو مض��افاتالفحم أو بعدد من التقنيات األخرى التي يرد وصفها أدناه.

خلط الفحم3-3-1 يستعمل خلط الفحم )أو تبديله( في منشآت الطاق��ة في إط��ار اس��تراتيجية

( بطريق�ة تحق�قSO2تهدف إلى تلبية حدود انبعاث�ات ث�اني أكس�يد الك�بريت ) منافع مشتركة، شريطة أن يكون خل��ط الفحم متوافق��ا م��ع تص��ميم منش��أة الطاقة. ونمطيا، يتم خل��ط أن��واع الفحم الق��يري المرتفع��ة الك��بريت ب��أنواع فحم دون قيري منخفضة الكبريت لتخفيض انبعاثات ثاني أكس��يد الك��بريت. ومن اآلث��ار الجانبي��ة غ��ير المرغوب��ة له��ذه االس��تراتيجية الرامي��ة إلى ض��بطر وبذلك تق��ل كمي��ة انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت أن تنوعات الزئبق قد تتغي

37

الزئبق المؤكسد وتزيد كمية الزئبق النقي، وهو ما يضر بالتقاط الزئب��ق في نظم إزال��ة الك��بريت من غ��از المدخن��ة الواقع��ة في المرحل��ة التالي��ة. ولكن خل��ط الفحم ق��د يس��تخدم أيض��ا لزي��ادة كمي��ة الزئب��ق المؤكس��د في غ��از المدخنة. وباإلض��افة إلى المحت��وى من الزئب��ق، ف�إن بعض خص��ائص الفحم، مثل المحتوى من الكلور والبروم أو المحت��وى القل��وي، تتس��م باألهمي��ة من ناحية إزال��ة الزئب��ق وينبغي أن تك��ون معروف��ة. والفحم الق��يري ينتج نمطي��ا جزءا أك��بر من الزئب��ق المؤكس��د في غ��از المدخن��ة عم��ا ينتج��ه الفحم دون الق��يري. ونظ��را ألن الزئب��ق المؤكس��د قاب��ل لل��ذوبان في الم��اء فإن��ه أك��ثر سهولة لاللتقاط في نظم التنظيف الرطب إلزالة الكبريت من غاز المدخنة. وبالتالي فإن كفاءة التقاط الزئبق في نظم التنظيف الرطب إلزالة الكبريت من غاز المدخنة تتوقف إلى حد كبير على جزء الزئبق المؤكسد في م��دخل

(. 2006نظام التنظيف الرطب )ميالر وآخرون، وين��اقش أدن��اه مث��ال لخل��ط الفحم المس��تخدم لتحس��ين إزال��ة الزئب��ق في معدات ضبط تل��وث اله��واء الواقع��ة في المرحل��ة التالي��ة. ويوض��ح الج��دول

( بيان�ات بش�أن خص�ائص الفحم دون2010)برن�امج األمم المتح�دة للبيئ�ة، القيري النمطي )من والية ويومنغ، الواليات المتح��دة( والفحم الق��يري )من والي��ة إيلين��وي، الوالي��ات المتح��دة(. وينبغي أن يالح��ظ أن الخص��ائص ال��تي

ت��رد ألغ��راض التوض��يح فق��ط وس��تتباين حس��ب مص��در5يتضمنها الج��دول الفحم.

- مقارن***ة خص***ائص الفحم دون الق***يري والفحم5الج***دول القيري

المحتوىالفحم دون القيري

النس***بة المئوي***ة منالوزن

الفحم القيري النس****بة المئوي****ة من

الوزن0,00060,02أالبروم0,0030,100أالكلور0,374,00أالكبريت

26,673,43(CaOأكسيد الكالسيوم )5,303,07(MgOأكسيد المغنيسيوم )

1,680,60(Na2Oأكسيد الصوديوم ) ( ج�����زء منHgالزئب�����ق )

0,10,1المليونأ التحليل النهائي، كما ورد، النسبة المئوية من الوزن.

أن��ه رغم أن محت��وى الزئب��ق في ه��ذه5وينبغي أن يالح��ظ من الج��دول ر ويصل إلى جزء من الملي��ون في كال ن��وعي0,1البيانات المتوسطة ال يتغي

في المائ��ة من0,003الفحم فإن محتوى الكلور يتب��اين بص��ورة كب��يرة من في المائ��ة من الفحم0,1ال��وزن في حال��ة الفحم دون الق��يري ليص��ل إلى

38

الق��يري. وباإلض��افة إلى ذل��ك ف��إن محت��وى الم��ادة القلوي��ة )مث��ل أكس��يد في المائ��ة في الفحم دون الق��يري ليص��ل إلى3,43الكالسيوم( يتباين من

في المائ���ة في الفحم الق���يري حس���ب ال���وزن. ويوض���ح ذل���ك أن26,67 انخف��اض محت��وى الكل��ور ق��د ي��ؤدي إلى انخف��اض أكس��دة الزئب��ق وبالت��الي ارتف��اع النس��بة المئوي��ة للزئب��ق األولي. وخل��ط الفحم الق��يري ب��الفحم دون القيري يوفر مزايا مزدوجة من ارتفاع تركيز الكلور وانخفاض القلوي��ة. وفي سياق ضبط الزئبق، سيكون هدف خلط الفحم ه��و زي��ادة ترك��يز اله��الوجين بخلط الفحم ذي المحت��وى الع��الي نس��بيا من اله��الوجين ب��الفحم المنخفض

الهالوجين الذي قد يستعمل في المنشأة. ويوضح الشكل أدناه اتجاه زيادة التقاط الزئبق في نظ��ام التنظي��ف الج��اف إلزالة الكبريت من غ��از المدخن��ة )التنظي��ف الج��اف باإلض��افة إلى المرش��ح النس��يجي( م��ع زي��ادة ج��زء الفحم الق��يري في خلي��ط الفحم الق��يري-دون

(. ويمكن أن ن��رى أن خل��ط2011الق��يري )برن��امج األمم المتح��دة للبيئ��ة، 80الفحم ينطوي على إمكانية زيادة التقاط الزئبق بنسبة تص��ل إلى قراب��ة

في المائة. ومرة أخرى، يجدر بالمالحظ��ة أن القيم اإلض��افية إلزال��ة الزئب��ق هي ذات طابع توضيحي وأن القيم اإلضافية الفعلية إلزالة الزئبق ق��د تتب��اين

حسب مصدر الفحم المستخدم في الخلط.

- األثر المحتمل لخلط الفحم على التقاط الزئب**ق في6الشكل نظام التنظيف الجاف إلزالة الكبريت من غاز المدخنة

وهك��ذا ف��إن خل��ط الفحم يمكن أن ينط��وي على زي��ادة أكس��دة الزئب��ق في المنش���آت ال���تي تح���رق الفحم المنخفض الكل���ور والمرتف���ع الكالس���يوم. وخص��ائص أن��واع الفحم المختلف��ة ت��ؤدي دورا رئيس��يا في تحدي��د تنوع��ات الزئبق. وهذا بدوره يمكن أن يؤثر تأثيرا هائال على مق��دار الزئب��ق ال��ذي يتم التقاطه في األجهزة القائمة لضبط التلوث مثل نظم إزالة الكبريت من غاز

39

النسبة المئوية للفحم القيري من غرب الوالياتالمتحدة

Per cent Western Bituminous Coal

Hg R

emov

al, p

er c

ent

Percentage of US western bituminous coal

Incr

emen

tal H

g re

mov

al)%

(

المدخنة. وقد يكون األثر أكثر وضوحا في المنشآت المجهزة بنظم االختزالالحفزي االنتقائي كما سيناقش أدناه.

المواد المضافة ألكسدة الزئبق3-3-2 تزيد كمية الزئبق الملتقط عموما مع زي��ادة مق��دار الهالوجين��ات في الفحم. وبالتالي يتم إضافة هالوجينات إضافية مثل أمالح البروم أو الكلور في كث��ير من األحيان لدعم زيادة االلتقاط في أنواع الفحم التي تحتوي على تركيزات

) أو كلوريد األمونيوم (HCl)هالوجين منخفضة. وقد يضاف كلوريد الهيدروجين

NH4Cl)د والزئب��ق الع��الق . وتدعم مضافات الهالوجين تكوين الزئب��ق المؤكس�� بالجسيمات، الذي يلتقط بسهولة أكبر في األجهزة المقامة عند مخارج هذه العملية. وقد تكون مضافات الهالوجين مفيدة بص��فة خاص��ة لتحس��ين إزال��ة الزئبق في الوحدات التي تعمل بح��رق الفحم المنخفض اله��الوجين. فيمكن رش المواد المضافة على الفحم أو إضافتها كمواد صلبة لتيار الفحم إما في

المرحلة السابقة لجهاز سحق الفحم أو حقنها في المرجل. ز عن الكلور من ناحية أنه يتفاعل بصورة أكثر نش��اطا ويعتقد أن البروم يتمي

؛2003؛ فوستين وآخ��رون، 2002مع الزئبق من البروم )فوستين وآخرون، ج؛ بوشمال وآخ��رون،2003ب؛ فوستين وآخرون، 2003فوستين وآخرون،

(. ومن المعتقد أن مسار األكسدة غير المتجانس يتسم باألهمي��ة في2005 ظ��روف غ��از المدخن��ة الن��اتج عن ح��رق الفحم رغم أن محت��وى الكل��ور في

ب، ري�ني2006الفحم يزيد نمطيا عن محت��وى ال��بروم )فوس��تين وآخ�رون، (.2010، فوس��تين وآخ��رون 2008، س��ينيور وآخ��رون، 2008وفوس��تين،

وأجريت اختبارات كاملة النطاق باستخدام محلول مائي يحتوي على بروميد في المائ��ة من ال��وزن، وذل��ك كم��ادة مض��افة س��ابقة52الكالسيوم بنس��بة

جزء من المليون بمستوى معادل الفحم، وزادت25لالحتراق بتركيز بنسبة في المائ��ة في وح��دة97 إلى 55ب��ذلك نس��بة تخفيض انبع��اث الزئب��ق من

ميغ��اواط تعم��ل بح��رق الفحم الق��يري ومجهزة بنظ��ام اخ��تزال600بق��وة من غ��از المدخن��ة )ري��نيحف��زي انتق��ائي وتنظي��ف رطب إلزال��ة الك��بريت

(. وأثبتت االختبارات الكاملة النط��اق ال��تي ق��ام به��ا معه��د2009وفوستين، وح��دة تعم��ل بح��رق14بحوث الطاقة الكهربائية في الواليات المتح��دة في

في المائ��ة من أكس��دة زئب��ق غ��از90الفحم المنخفض الكلور أن أك��ثر من ج��زء من الملي��ون300-25المدخنة ترجع إلى إضافات البروميد بما يع��ادل

(. 2008في الفحم )شانغ وآخرون،

40

أداء اإلضافات القائمة على البروم والقائمة على الكلور -7الشكل ؛(PRB)م*ع أص**ناف الفحم )الفحم دون الق**يري من ح**وض نه**ر ب*اودر

؛ فحم اللغنيت من والية داكوتا الغربية(TxL)فحم اللغنيت من تكساس (NDL))

ويوض��ح الش��كل مقارن��ة ألداء الم��واد المض��افة البرومي��ة والكلوري��ة في المراجل العاملة بحرق الفحم التي تحرق أنواع��ا مختلف��ة من الفحم؛ وه��ذه المقارن��ة تق��دم النس��بة المئوي��ة لتخفيض خ��ط أس��اس الزئب��ق النقي كت��ابع

؛ فس��تين2006لمعدل إضافة الهالوجين )معهد بح��وث الطاق��ة الكهربائي��ة، (. وكم��ا يمكن أن ن��رى في الش��كل،2008؛ ش��انغ وآخ��رون، 2006ولنداو،

فبالنسبة ألي مقدار من إضافات الهالوجين ك��ان ال�بروم أك��ثر فعالي��ة بكث��ير من الكل��ور في تقلي��ل مق��دار زئب��ق خ��ط األس��اس. وأمكن تحقي��ق تخفيض

في المائة في الزئبق النقي في خ��ط األس��اس بإض��افة أق��ل من80بنسبة جزء من المليون من المضافات القائم��ة على ال��بروم. ويتطلب األم��ر200

مقدارا أكثر بكثير من المواد المضافة القائمة على الكل��ور )قيم��ة مض��اعفةتقريبا( لتحقيق نفس المستوى من تخفيض خط أساس الزئبق النقي.

اآلثار الشاملة لعدة وسائط الناجمة عن المواد المضافة ألكسدة الزئبق ينطوي استخدام مضافات أكس��دة الزئب��ق على آث��ار محتمل��ة على المرج��ل ونظم ضبط تلوث الهواء واالنبعاثات وقياس االنبعاثات. فهو يؤدي إلى زيادة إمكانية التآكل في أجهزة التسخين المسبق للهواء ونظم التنظي��ف ال��رطب

(. وت��ؤدي2013إلزالة الكبريت من غ��از المدخن��ة )س��ريني فاس��ان وديهن، ط المبروم إلى زيادة ال��بروم في الرم��اد مضافات البروم أو الكربون المنش

(. وق���د تنبعث الهالوجين���ات2008المتط���اير )دومبروفس���كي وآخ���رون، ،ICRالمض���افة إلى الفحم من أنب���وب المدخن���ة ) (. ويمكن أن تك���ون2010

قياسات الزئبق عسيرة جدا في وجود البروم في غاز المدخنة. وهناك أيض��ا

41

معدل إضافة الهالوجين )جزء في المليون من الفحم، الجاف(

إمكانية تصريف البروم في نظام إزال��ة الك��بريت من غ��از المدخن��ة ليش��كل ن��واتج فرعي��ة للتطه��ير في منش��آت مي��اه الش��رب في اتج��اه المص��ب من منشآت الطاقة العاملة بحرق الفحم وإمكانية التأثير على الملوثات األخ��رى

2007؛ وريتشاردس��ون وآخ��رون، 2014مثل السلينيوم )ماك تيغ وآخرون، (. وال ي��زال النط��اق2013والوثيق��ة المرجعي��ة ألفض��ل التقني��ات المتاح��ة،

الكام��ل ألوج��ه ع��دم ال��تيقن العلمي المص��احب النبعاث��ات الملوث��ات منإضافات البروم غير واضح.

المواد المضافة إلى جهاز التنظيف الرطب لضبط إع**ادة3-3-3انبعاث الزئبق

يتمثل أس��اس مس��اهمة المن��افع المش��تركة ال��تي توفره��ا أجه��زة التنظي��ف الرطب لثاني أكسيد الكبريت في امتص��اص الزئب��ق المؤكس��د ثم االحتف��اظ بهذا الزئبق المؤكسد في حالة سائلة. ومع ذلك، فهناك الكث��ير من الح��االتقة التي لم تتمكن فيها أجهزة التنظيف من االحتف��اظ بك�ل الزئب��ق في الموث الطور السائل الذي تم امتصاصه. وتقاس هذه الحالة باعتبارها تركيزا أعلى للزئبق األولي الخارج من جهاز التنظيف بالمقارن��ة م��ع الكمي��ة الداخل��ة إلى

(. 2014الجهاز ويطلق عليها ”إعادة انبعاث الزئبق“ )كيزر وآخرون، وفي إعادة انبعاث الزئبق من جهاز تنظيف رطب يتم اختزال الزئبق األيوني القابل للذوبان إلى شكل أولي غ��ير قاب��ل لل��ذوبان، وينتج عن ذل��ك إطالق��ه مرة أخرى في غاز المدخنة. ويوضح الشكل أدناه المس��ار الكيمي��ائي ال��ذي

يمكن أن يحدث من خالله االمتصاص وإعادة االنبعاث.

وقد بذلت جهود كثيرة لتط��وير التقني��ات والمنتج��ات من أج��ل تجنب إع��ادة انبعاث الزئبق، وتم تسويق عدد منها تجاريا. ومن ناحية المبدأ، تستند جمي��ع هذه التقنيات إلى أسلوب تقليل محتوى الزئب��ق القاب��ل لل��ذوبان في س��ائل جهاز التنظيف. ويجري ذل��ك س��واء من خالل امتص��اص الزئب��ق األي��وني في

(. 2014جسيمات أو ترسيب الزئبق األيوني من السائل )شيثان وآخرون،

42

(g( ،الحال����ة الغازي����ة =)aq=) الحالة المائية

- رسم يوضح امتصاص/امتزاز زئبق غاز المدخنة ع**بر8الشكل جه**از تنظي**ف رطب إلزال**ة الك**بريت من غ**از المدخن**ة )ك**يزر

(2014وآخرون،

ط. ويض��اف وفي تقني��ة االمتص��اص يتم امتص��اص الزئب��ق ب��الكربون المنش��ط إلى س��ائل جه��از التنظي��ف س��واء مباش��رة في خط��وط الكرب��ون المنش�� محلول جهاز التنظيف أو بحقنه في غاز المدخن��ة في منب��ع جه��از التنظي��ف.ط من جه��از التنظي��ف عن طري��ق خط��وة إزال��ة وتتم إزالة الكرب��ون المنش��

المياه. وتم تع��يين ع��دد من عوام��ل الترس��يب وه��ذه العوام��ل يمكن تجميعه��ا في خمس فئ���ات: الفئ���ة األولى هي الكبريتي���دات غ���ير العض���وية؛ والثاني���ة الكبريتي��دات العض��وية؛ والثالث��ة المركب��ات العض��وية ال��تي تحت��وي على الني��تروجين والك��بريت؛ والرابع��ة المركب��ات العض��وية ال��تي تحت��وي على األكس��جين والك��بريت؛ والخامس��ة هي الب��وليمرات ذات ال��وزن الجزي��ئي

(.2014المنخفض التي تحتوي على الكبريت )كيزر وآخرون، آثار مضافات أجهزة التنظيف الرطب الشاملة لعدة وسائط

يخرج الزئب��ق الملتق��ط من جه��از التنظي��ف س��واء في المرحل��ة الس��ائلة أوالمرحلة الصلبة، حسب المادة المضافة في جهاز التنظيف.

الحفاز االنتقائي ألكسدة الزئبق3-3-4 من المعروف للجميع أن محفزات االخ�تزال الحف��زي االنتق��ائي تس�تطيع أن تؤكسد الزئبق النقي المنبعث من المراجل العامل��ة بح��رق الفحم في حال��ة

(. ولكن مع��دل أكس��دة2002غازية وفي شكل جسيمات )لودال وآخ��رون، الزئبق على حفاز االختزال الحف��زي االنتق�ائي يتناس�ب م��ع أكس�دة ومع��دل التحويل لثنائي أكسيد الكبريت الذي يش��كل ثالثي أكس��يد الك��بريت، ويمكن أن يسبب الرائحة الكريهة في جهاز تس��خين اله��واء وتآك��ل أنب��وب المدخن��ة

وإحداث سحب دخان واضحة في أنبوب المدخنة. ول��ذلك تم تط��وير ن��وع خ��اص من حف��از االخ��تزال يحق��ق درج��ة عالي��ة من أكسدة الزئبق ودرجة عالية من إزالة أكاس��يد الني��تروجين وينخفض في��ه في ال��وقت نفس��ه تح��ول ثن��ائي أكس��يد الك��بريت إلى ثالثي أكس��يد الك��بريت )ويعرف باس�م الحف�از االنتق��ائي ألكس�دة الزئب��ق(. وأس�اس ه��ذا النهج ه��و أكسدة أكبر قدر ممكن من الزئبق النقي إلتاحة إزالة الزئبق المؤكس��د بع��د ذلك عن طريق نظم ضبط تلوث الهواء الواقع��ة في مخ��رج الحف�از )فاف��ال

(.2013وآخرون، والحف��ازات االختزالي��ة االنتقائي��ة الخاص��ة ال��تي تس��تخدم من أج��ل أكس��دة الزئبق، وتقوم بزيادة معدل أكسدة الزئبق مع الحفاظ على قدرتها األص��ليةز إزالة الزئبق في تقنيات المنافع المش��تركة )برت��ول، ج.، على االختزال تعز

(. وفي بعض المنش���آت القائم���ة في أمريك���ا الش���مالية تم بالفع���ل2013

43

التخلي عن الحفازات المستعملة في االختزال لتحل محلها حفازات اخ��تزال تحقق أكسدة مرتفعة للزئب�ق. وتأك��د أن االس�تبدال الج�زئي يمكن أيض�ا أن

(.2013يخفض تركيز الزئبق في غاز أنبوب المدخنة )فافال وآخرون، آثار حفاز أكسدة الزئبق االنتقائي الشاملة لعدة وسائط

من المحتمل أن استعمال حفاز أكس��دة الزئب��ق االنتق��ائي ي��ؤدي إلى زي��ادة محتوى الزئبق في الرم��اد المتط��اير وجبس نظ��ام إزال��ة الك��بريت من غ��از المدخن��ة. وينبغي إع��ادة تولي��د الحف��از المس��تخدم أو التخلص من��ه بطريق��ة

سليمة بيئيا.ط للضبط المخصص للزئبق3-4 حقن الكربون المنش

قد تستخدم المواد الماصة المعالجة كيميائيا أو غير المعالجة كيميائيا لحقنها تم تطبيق حقن المواد الماصة في غازيمن أجل التوصل إلى إزالة الزئبق. و

مدخنة المراجل العاملة بحرق الفحم من أج��ل ض��بط الزئب��ق في المراج��ل ( وتم تنفي��ذه في2000في ألمانيا منذ تسعينيات الق��رن الماض��ي )ويرلن��غ،

الواليات المتحدة في أكثر من مائة نظام كام��ل )مكتب مس��اءلة الحكوم��ة، ظلت تكنولوجي��ا2005(. ومن��ذ ح��والي ع��ام 2010؛ أم��ار وآخ��رون، 2009

ق تجاريا في الواليات المتح��دة )معه��د ش��ركات ط تطب حقن الكربون المنش (. وباإلض��افة إلى ذل��ك، تم2010أ، وأم��ار وآخ��رون، 2010الهواء النظي��ف،

توض�يح ه�ذه التكنولوجي��ا في منش�أة طاق�ة كهربائي�ة روس�ية تعم�ل بح�رق (. ومن��ذ2014الفحم الروسي )وكالة حماي��ة البيئ��ة في الوالي��ات المتح��دة،

ط يس��تعمل بش��كل روتي��ني في ع��دد2007عام ، ظل حقن الكربون المنش من الوالي���ات المتح���دة األمريكي���ة، مث���ل ماساتشوس���يتس ونيوجيرس���ي وكونيتيكت، في كثير من المراجل القائم�ة العامل�ة بح�رق الفحم وتس�تخدم الفحم الق��يري أو دون الق��يري، وذل��ك للوف��اء ب��القيم الحدي��ة التنظيمي��ة

-85 غرام لكل جيغ��اواط-س��اعة )أو م��ا يمث��ل 3.3-1.1لالنبعاثات في مدى في المائ��ة من الض��بط(. وق��د تم إثب��ات االمتث��ال التنظيمي له��ذه القيم95

الحدي��ة من خالل قياس��ات باس��تخدام نظم الرص��د المس��تمر لالنبعاث��ات أو أساليب المص��ائد الماص��ة )إدارة حماي��ة البيئ��ة في والي��ة ماساتشوس��يتس،

؛ مع ورود تقارير مشابهة من إدارات الحماية في والي��تي نيوجيرس��ي2015ط وجود جهاز ض��بط جس��يمات وكونيتيكت(. ويستدعي حقن الكربون المنش

في المرحلة الالحقة من النظام. أدن��اه قيم انبعاث��ات أرب��ع منش��آت للطاق��ة تعم��ل بح��رق6ويوضح الج��دول

ق تقنيات مخصصة لتخفيض الزئبق في الواليات المتحدة. الفحم وتطب

44

- مستويات انبعاث**ات منش**آت الطاق**ة العامل**ة بح**رق6الجدول الفحم التي تطبق حقن الكربون المنشط

االسم

نوعالفحم

مستوى االنبعاثات بعد

تسويته)ميللغرام/متر

(3عادي بعد تسويته

من%6إلى O2محتوى

فترة تحديدالمتوسط

حجمالمرجل

تقنية معالجة غاز

المدخنة

Oak Grove 1، المرجلالواليات المتحدة

في0,80 <اللغنيت 2012

ش�������هريا/ 870FF+SCR+FGDمستمر

+ ACI

PPI Montana Corette )الوالي����ات المتح����دة

األمريكية(

دون C-PAC مع 163ACIمستمر0,9القيري

+ ESP

Brayton Point 1، الوحدات )مجتمع�������ة(،3 و2و

،ماساتشوس����يتس الوالي����ات المتح����دة

األمريكية

القيري

0,2 سنويا،

متوسط متجدد كل

12 شهرا350 1

ACI+ SCR+ESP+SD

A

Bridgeport Harbor ،الوحدة ،كوني��تيكت،�� 3رقم

الوالي����ات المتح����دةاألمريكية

قيري0,2-0,5 400ACI + ESPدوريا

ط مس��حوق مواف��ق لإلس��منت؛ البيان��ات عن س��نة C-PACملحوظة: 2010: كربون منش. Oak Groveباستثناء حقن المادة الماصة بدون معالجة كيميائية3-4-1

تشمل العوامل التي تؤثر على أداء أي مادة ماص��ة بعينه��ا بالنس��بة اللتق��اط الزئبق، الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمادة الماص��ة، ومع��دل حقن ه��ذه الم��ادة، ومـعامالت غ��از المدخن��ة )مث��ل درج��ة الح��رارة وترك��يزات أن��واع الهالوجين وترك��يز ثالثي أكس��يد الك��بريت( وتش��كيلة النظ��ام الق��ائم لض��بط

2006؛ وسريفاس��تافا وآخ��رون، 2003تل��وث اله��واء )ب��افليش وآخ��رون، (.2009ومارتن،

10ويقدم الشكل ملخصا لعدد من االختب��ارات ال��تي أج��ريت من��ذ أك��ثر من سنوات على حقن الكربون المنشط غير المعالج في أرب��ع منش��آت للطاق��ة

(Salem Harbour )(، وسالم هاربورGaston( وغاستون )Pleasant Prairie)بليزانت بريري )Brayton )وبرايتون بوينت Point)ط (. وكفاءة إزالة الزئبق بحقن الكرب��ون المنش��

غير المعالج تتوق��ف كث��يرا على رتب��ة الفحم ون��وع نظ��ام ض��بط الجس��يمات المستعمل في المنشأة. وتستخدم منشأة الطاقة في بل��يزانت بري��ري فحم

( المنخفض الكبريت، وجهزت منشأة الطاقة بمرسبPRBحوض ريفر باودر ) ه��و فحم دون ق��يري منخفضPRBكهروس��تاتيكي في الج��انب الب��ارد. وفحم

45

الرتبة يتسم بمحتوى منخفض من الكلور ومحت��وى مرتف��ع من الكالس��يوم ، وهو ما يجعل من العسير أكس��دة الزئب��ق النقي ب��الكلور في غ��از المدخن��ة.ط فعاال لضبط الزئبق في هذه المنش��أة حيث ولم يكن حقن الكربون المنش اس��تمرت انبعاث��ات الزئب��ق تت��ألف في األغلب من الزئب��ق النقي، نظ��را ألن الكربون المنشط غير المعالج ال يتس��م بالفعالي��ة في التق��اط الزئب��ق النقي غير المتفاعل. وفي صورة معاكسة لذلك بوض��وح نج��د منش��أة الطاق��ة في غاستون التي أثبتت أن حقن الكربون المنشط كان فع��اال للغاي��ة في ض��بط انبعاثات الزئبق من هذه المنشأة التي تعمل بحرق الفحم القيري المنخفض الكبريت وكانت مجهزة بمرسب كهروستاتيكي في الجانب الس��اخن ووض��ع بعده مرشح نسيجي مصمم خصيصا يسمى الجهاز الص��غير المختل��ط لجم��ع

(. ويجري حقن الكربون المنشط غير المعالج في مخرجCOHPACالجسيمات ) المرس��ب الكهروس��تاتيكي في الج��انب الس��اخن ألن درج��ة الح��رارة في

إلزال��ة الكرب��ون المحق��ون.COHPACالمدخل مرتفعة للغاية. واس��تخدم جه��از كوس��يلة فعال��ةCOHPACوأظهرت منشأة الطاقة في غاس��تون تط��بيق جه��از

لضبط الزئبق في المنشأة. وفي بعض الح��االت ك��ان انخف��اض إزال��ة الزئب��ق ب��الكربون المنش��ط غ��ير المع��الج نتيج��ة الجم��ع بين المس��تويات األق��ل من الكل��ور في الفحم دون الق�يري في الوالي�ات المتح�دة وتحيي�د أن�واع اله��الوجين بارتف�اع مس�تويات الصوديوم والكالسيوم في الرماد المتطاير من الفحم دون الق��يري. ونتيج��ة لذلك ال يوجد الكثير من الكلور الحر في تيار غاز المدخن�ة من أج�ل أكس�دة الزئب��ق. ومن الض��روري أن تتم أكس��دة الزئب��ق )بكل��ورة الس��طح كخط��وةط غ��ير أولي��ة( من أج��ل التق��اط الزئب��ق النقي بواس��طة الكرب��ون المنش�� المعالج، وعموما تتزايد كفاءة التقاط الزئبق بالكربون المنشط غير المعالج حسب كمي��ة الزئب��ق المؤكس��د في غ��از المدخن��ة )وزارة الطاق��ة، الوالي��ات

(. 2005المتحدة، ط غير المعالج قد يك��ون مح��دودا وهكذا فإن التقاط الزئبق بالكربون المنش في المنش��آت ال��تي تعم��ل بح��رق أن��واع منخفض��ة الرتب��ة من الفحم، مث��ل

اللغ���نيت والفحمدون القيري.

46

Mer

cury

Rem

oval

, %

1600 320 480

Sorbent Injection Rate )kg/MM m3(

per c

ent

Sorbent injection rate )kg/million m3(

Mer

cury

rem

oval

rate

)%(

معدل حقن المادة الماصة(3)كغ/مليون م

معد ل

إزال ة

الزئب ق

(%)اختبار

لمع**دل حقن الفحمكت**ابع - اختب**ار كف**اءة إزال**ة الزئب**ق 9الش**كل ط غير المعالج المنش

حقن مادة ماصة معالجة كيميائيا3-4-2 للتغلب على التقيي��دات الموص��وفة أعاله والمص��احبة الس��تعمال الكرب��ونط غير المع��الج لض��بط الزئب��ق في منش��آت الطاق��ة تم تط��وير م��واد المنش

ط المع��الج )نيلس��ون، ونيلس��ون وآخ��رون2004ماصة من الكربون المنش�� (. وكانت البرومة هي المعالجة األكثر استعماال والتي أثبتت أنها أك��ثر2004

ط غ�ير ط. ومقارن�ة ب�الكربون المنش� فعالية في تعزيز أداء الكرب�ون المنش�المعالج، فإن الكربون المنشط بالبروم:

ع فائ��دة حقن الم��ادة الماص��ة إلى ح��االت ق��د ال يك��ون فيه��ا)أ( يوس��ط غير المعالج فعاال؛ الكربون المنش

يمكن عموما تش��غيله بمع��دالت حقن أق��ل، مم��ا ي��ؤدي إلى تقلي��ل)ب( عدد اآلثار على المنشأة وتخفيض المحت��وى الكرب��وني في الرم��اد المتط��اير

الملتقط؛ ي��ؤدي إلى تحس��ين األداء عن��د اس��تخدام أن��واع الفحم المنخفض��ة)ج(الكلور.

وقد لوحظ تحسن في أداء ضبط الزئبق أثناء االختب��ارات الميداني��ة الكامل��ةط المعالج كيميائي��ا ال��ذي يحقن في منب��ع جه��از النطاق على الكربون المنش

. وكم��ا10( ويتضح ذلك في الشكل 2008قائم للجسيمات )فيلي وآخرون،

47

لغنيت/مرشح نسيجي – كربون منشطمعالج

لغنيت/مرشح نسيجي – كربون منشطغير معالج

لغنيت/مرسب – كربون منشط معالج لغنيت/مرسب - كربون منشط غير

يمكن أن يشاهد من هذا الشكل، تحق��ق تحس��ن في كف��اءة التق��اط الزئب��قط المع��الج في باستعمال معدالت حقن منخفضة نسبيا من الكرب��ون المنش�� منشآت الطاقة التي تعمل بحرق الفحم المنخفض الكلور. وحق��ق الكرب��ون

في المائة من التق��اط الزئب��ق عن��د مع��دل90المنشط المعالج ما يزيد عن (. وتطلب األم��ر مع��دالت حقن2008 )فيلي، 3 م��غ/م50حقن يبل��غ ح��والي

منش��طكرب��ونأعلى للوصول إلى كفاءة عالية إلزالة الزئبق عند اس��تعمال غير معالج، وفي بعض الحاالت، لم يكن من الممكن تحقي��ق التق��اط بنس��بة

في المائة.75ط غير المعالج وأداء10الشكل – مقارنة بين أداء الكربون المنش

الكربون المنشط المعالج في إزالة الزئبقتقييدات انطباق حقن الكربون المنشط3-4-3

رغم أن أسلوب حقن الكربون المنشط يج�ري تنفي�ذه تجاري�ا في تطبيق��ات عديدة ومتنوعة فإن بعض القضايا ال تزال مطروح��ة، بم��ا في ذل��ك إمكاني��ة تسويق الرماد المتطاير لصانعي الخرسانة وتأثير ثالثي أكسيد الكربون على

أداء نظم حقن الكربون المنشط. وتوضع األنظم��ة النمطي��ة لحقن الكرب��ون المنش��ط في منب��ع أجه��زة ض��بط الجسيمات الدقيقة، وه��و م��ا ي��ؤدي إلى اختالط الم��ادة الماص��ة م��ع الرم��اد المتطاير. وفي حين أن هذا ال يشكل مصدرا للقلق في حالة عدم بيع الرماد المتط��اير إلنت��اج الخرس��انة، ف��إن ه��ذه الخلط��ة يمكن أن ت��ؤثر س��لبا على اس��تعمال الرم��اد المتط��اير في إنت��اج الخرس��انة. وتتس��م نوعي��ة الخرس��انة بالحساسية بصورة خاصة إزاء المحت��وى الكرب��وني، وتت��أثر أيض��ا بالمس��احة

السطحية للكربون الموجود في الرماد المتطاير. ويتمثل أح��د األس��اليب الفعال��ة للقض��اء على التل��وث بالرم��اد المتط��اير في وضع مرشح نسيجي إضافي في مخرج المرس��ب الكهروس��تاتيكي الموج��ود أو حقن الكربون المنشط بعد جهاز الجسيمات الدقيقة وفي النظام الرطب إلزالة الكبريت من غاز المدخنة، الذي قد يؤثر على نوعية الجبس الناتج من

(.2014؛ وميمن��ا وآخ��رون، 2014نظ��ام إزال��ة الك��بريت )ميل��ر وآخ��رون، ط المع�الج المطلوب�ة لتخفيض وباإلضافة إلى ذلك، فإن كمي��ة الفحم المنش�

في3 م��غ/م8 في المائة ق��د تنخفض لتص��ل إلى 85الزئبق بمقدار يزيد عن بعض المنش��آت ال��تي تعم��ل بح��رق الفحم المنخفض الزئب��ق وتس��تخدم مرشحات نسيجية لضبط الجسيمات الدقيقة. وفي هذه الحاالت، فإن وجود الكربون المنشط في الرماد المتطاير قد ال يؤثر على بي��ع الرم��اد المتط��اير

ألغراض الخرسانة.

48

وقد تم تط��وير م��واد كربوني��ة ماص��ة متوافق��ة م��ع الخرس��انة تس��مح لبعض منش��آت الطاق��ة العامل��ة بح��رق الفحم بمواص��لة تس��ويق الرم��اد المتط��اير

؛ والن��دريث وآخ��رون،2006ألغ��راض إنت��اج الخرس��انة )نيلس��ون وآخ��رون، (. وتستخدم هذه المواد تجاريا في الواليات المتحدة. 2012

وج��رت أيض��ا اختب��ارات على بعض الم��واد الماص��ة األخ��رى غ��ير الكربوني��ة المخصصة للحفاظ على نوعية الرماد المتط��اير وتس��مح في ال��وقت نفس��ه

في85بمعدالت حقن مواد ماصة ق��ادرة على تحقي��ق م��ا يص��ل إلى قراب��ة (. وبالمثل، تم تط��وير تقني��ات2007المائة من إزالة الزئبق )كانغ وآخرون؛

للقيام بمعالجة الحقة للرماد المتطاير من أجل إزالة الكربون غير المحروق والكرب��ون المنش��ط. وتش��مل ه��ذه التقني��ات المعالج��ة الحراري��ة للرم��اد

المتطاير والفصل الكهروستاتيكي للكربون عن الرماد المتطاير. وأظهرت االختبارات أن ثالثي أكسيد الك��بريت في غ��از المدخن��ة، ح��تى وإن كان بتركيزات منخفضة، يمكن أن يخ��ل ب��أداء نظم حقن الكرب��ون المنش��ط ويبدو أن ثالثي أكسيد الكبريت يتنافس مع الزئبق على مواق��ع االم��تزاز في سطح المادة الماصة، وبذلك يقلل من أدائه. وقد تكون هذه الظ��اهرة هام��ة بص��ورة خاص��ة بالنس��بة لتطبيق��ات حقن الكرب��ون المنش��ط في المنش��آت العامل��ة بح��رق الفحم ال��ذي يحت��وي على نس��بة عالي��ة من الك��بريت. وأح��د الحلول الممكنة لمسألة الخلل الذي قد يسببه ثالثي أكسيد الك��بريت يتمث��ل في الجم��ع بين حقن الم��واد الماص��ة للزئب��ق والم��واد القلوي��ة. ويج��ري

(. وتش��مل2009استعمال بعض المواد القلوية كما أشير في فيلي وج��ونز ) (NaHCO3) وبيكربون��ات الص��وديوم OH(2)(Ca)هذه المواد هيدروكس��يد الكالس��يوم

وسيسكيكربونات الصوديوم )ترونا(. ط الشاملة لعدة وسائط آثار حقن الكربون المنش

يمكن أن يؤدي حقن الكربون المنشط غير المتوافق مع الخرسانة إلى عدم القدرة على استعمال الرماد المتطاير في الخرس�انة ول�ذلك يمكن أن تزي�د كميات الرماد المتط�اير المرس�لة إلى م��دافن القمام��ة. وتش�ير االختب��ارات ال��تي أج��ريت على ن��وعين من الكرب��ون المنش��ط التج��اري إلى أن الزئب��ق الملتقط بواسطة الكربون المنشط مستقر بدرجة كافي��ة لتوف�ير ع�زل دائم للزئبق في المواد الماصة من الكربون المنشط بعد التخلص منه )غراي��دون

؛ ووكال��ة2006؛ ووكالة حماية البيئة في الواليات المتحدة، 2009وآخرون، أ(. 2009حماية البيئة في الواليات المتحدة،

وحقن الكربون المنشط في منبع جهاز ض��بط الجس��يمات ي��ؤثر على نوعي��ة الرماد المتطاير كنتيجة لخلط الكربون المنش��ط والرم��اد المتط��اير. ويوج��د

49

احتمال النبعاث زئبق ثانوي من الرماد المتطاير عند تعرضه لدرجات حرارة مرتفعة أثن��اء إع��ادة اس��تعمال الرم��اد المتط��اير، وذل��ك مثال عن��د اس��تعمال الرماد المتطاير لصناعة األسمنت أو ص��ناعة الط��وب )فلوغ��وفت - هاس��يت

(.2007وآخرون، تكلفة تكنولوجيات ضبط الزئبق3-5

يمكن تحقيق ضبط انبعاثات الزئبق كمنفع��ة مش��تركة إلزالت��ه في المع��دات القائمة بالفعل والتي قد تكون أقيمت ألغراض مختلفة. وتحديد تكلفة إزال��ة الزئبق في س��ياق المن��افع المش��تركة أم��ر معق��د ألن األم��ر يتطلب دراس��ة توزيع النفقات بين تكاليف ضبط الزئب��ق وتك��اليف ض��بط الملوث��ات األخ��رى مثل الجسيمات أو ثنائي أكس��يد الك��بريت أو أكاس��يد الني��تروجين )س��لوس،

(. وع��ادة يمكن النظ��ر إلى تخفيض الزئب��ق من خالل آث��ار المن��افع2008 المشتركة )إقامة تكنولوجيات مثل أجهزة إزال��ة الك��بريت من غ��از المدخن��ة واالختزال الحفزي االنتقائي التي تقلل أيضا انبعاثات الزئبق( باعتباره ض��ئيال من ناحي��ة التكلف��ة ب��ل وق��د يك��ون ب��دون تكلف��ة. ويرج��ع ذل��ك إلى أن التكنولوجي��ات ذات التكلف��ة الرأس��مالية العالي��ة مث��ل االخ��تزال الحف��زي االنتقائي وأجهزة إزالة الكبريت من غاز المدخنة تضاف عموما لغرض ضبط أكاسيد النيتروجين أو أكاسيد الك��بريت، على الت��والي، ولن تض��اف ألغ��راض ضبط الزئبق فقط. وبدال من ذلك، فإن ض��بط الزئب��ق يمكن أن يتحق��ق من خالل تكنولوجيا مخصصة مث��ل حقن الكرب�ون المنش�ط وبتكلف�ة أق�ل كث��يرا ش��ريطة وج��ود جه��از لض��بط الجس��يمات. ويك��ون تخص��يص التك��اليف له��ذا

الغرض األخير أكثر سهولة. وهناك ثالثة عناصر من التكلفة تنشأ عن تطبيق تكنولوجيا مخصص��ة لض��بط انبعاثات الزئبق: التكلف��ة الرأس��مالية، والتكلف��ة الثابت��ة للتش��غيل والص��يانة،ط، والتكلفة المتغ�يرة للتش��غيل والص��يانة. وبالنس�بة لحقن الكرب�ون المنش� يقدر أن التكلفة المتغيرة للتشغيل والصيانة صغيرة رغم أنها تشكل عنص��را

؛ وأم��ار وآخ��رون،2005كب��يرا من مجم��وع التكلف��ة )وكال��ة حماي��ة البيئ��ة، ( وأن التكاليف الرأسمالية منخفض��ة نس��بيا. ويتوق��ف ذل��ك على ن��وع2010

التطبيق. ويمكن أن تتباين المتطلبات للمواد الماصة تباينا كبيرا بين مختلف المواقع. والعناصر الكبرى للتكلفة المتغيرة للتش��غيل والص��يانة هي تك��اليف الم��ادة الماص��ة وتك��اليف التخلص. وق��د يك��ون هن��اك أيض��ا ض��ياع لبعض اإلي��رادات من مبيع��ات الرم��اد المتط��اير بس��بب تل��وث الرم��اد المتط��اير ب��الكربون المنش��ط. وللتغلب على ذل��ك، تم تط��وير م��ا يس��مى الكربون��ات

50

المنشطة ”المتوافقة مع الخرسانة“، إلى جانب تكنولوجيات لفصل الكربونالمنشط عن الرماد المتطاير.

تك**اليف تكنولوجي**ات ض**بط الزئب**ق في إط**ار المن**افع3-5-1المشتركة

التكاليف الرأسمالية الفعلية لضبط تلوث الهواء في أي مرفق بعينه هي في أك��ثر األحي��ان تك��اليف الملكي��ة وتك��اليف متف��ق عليه��ا أثن��اء المفاوض��ات المباشرة بين بائعي التكنولوجيا وعمالئهم. ولكن جانبا كبيرا من المعلوم��ات المتعلق��ة بالتك��اليف مت��اح للجمه��ور وت��رد ه��ذه المعلوم��ات أدن��اه. وينبغي

االلتزام ببعض المبادئ التوجيهية العامة عند تقييم هذه البيانات: قد تتباين التكاليف الرأسمالية ألي إنش��اء جدي��د حس��ب عوام��ل

الزي��ادة عن الحاج��ة المس��تخدمة للتص��ميم وحس��ب خي��ارات التموي���ل المت���اح الس���ائدة محلي���ا )مث���ل مع���دالت الرس���وم

الرأسمالية(؛ قد تتباين التكاليف الرأسمالية لتركيب أي تع��ديل رجعي حس��ب

األحوال القائم��ة في الموق��ع مث��ل ت��وفر المس��احة وم��ا يس��مى”عامل صعوبة التعديل الرجعي“؛

تتب��اين التكلف��ة المتوس��طة لمع��دات الض��بط م��ع عام��ل ق��درة المصنع، حيث تتناقص التكلفة المتوسطة عموما مع زيادة عامل

(.2014القدرة )سليبي، وتتباين تكاليف تكنولوجيات الضبط تباين��ا واس��عا عن��د التط��بيق في البل��دان

تكاليف تكنولوجي��ا المن��افع المش�تركة في8 و7المختلفة. ويوضح الجدوالن الصين والوالي��ات المتح��دة. ويمكن أن ن��رى أن التكلف��ة الرأس��مالية لجه��از التنظيف ال��رطب إلزال��ة الك��بريت من غ��از المدخن��ة ال��ذي يق��ام في وح��دة

ض��عفا في الص��ين عنه��ا في20 ميغاواط قد تكون أقل بمقدار 600طاقتها الوالي��ات المتح��دة. وينبغي أن يالح��ظ أن��ه عن��د النظ��ر في نش��ر أفض��ل التكنولوجيات المتاح�ة على الص��عيد الوط��ني أو ح�تى على ص��عيد المنطق��ة فإنه ينبغي أن يوضع في االعتبار نط��اق التك��اليف ألي تكنولوجي��ا من أفض��ل التكنولوجيات المتاحة وليس رقما مح��ددا. وفي ه��ذا الس��ياق، ينبغي اعتب��ار

إرشادية فقط، وينبغي أيض��ا اإلش��ارة إلى8 و7القيم الواردة في الجدولين بيانات التكاليف األخرى )مثل وزارة التجارة والصناعة في الواليات المتحدة

((.2007(؛ وسرجنت ولوندي )2000)

51

وم��ع ذل��ك، ف��إن نظم ض��بط تل��وث اله��واء التقليدي��ة غ��ير مخصص��ة لض��بط انبعاثات الزئبق ولذلك فإن مجموع تك��اليف تكنولوجي��ات ض��بط الزئب��ق فين توزيعه��ا على ملوث��ات اله��واء المختلف��ة. إط��ار المن��افع المش��تركة يتعي

( أسلوب توزي��ع مع��ادل2015واستخدمت دراسية صينية )أنكوارا وآخرون، عت التلوث على أساس األثر الصحي والبيئي لكل مل��وث من الملوث��ات ووز

( وث��اني أكس��يدPM10مجموع التكلفة الثانوية على الزئبق العالق بالجسيمات )(.9الكبريت وأكاسيد النيتروجين )انظر الجدول

منشآت-7الجدول في الهواء تلوث ضبط أجهزة تكاليف (، الص**ين )أنك**ورا2010الطاق**ة )ي**وان/كيل**وواط، ي**وان ع**ام

(2015وآخرون،

أجهزة ضبطتلوث الهواء

القدرة)ميغاواط(

التكلفة الرأسمالية

)يوانريمنيمب/كيلوو

اط(

تكلفة التشغيل والصيانة )يوان

ريمنيمب/كيلوواط- سنة(

ب مرس�������������������2±87±100108>كهروستاتيكي

ب مرس�������������������2±76±300100>كهروستاتيكي

ب مرس�������������������2±75±30094>كهروستاتيكي

4±810±10091>مرشح نسيجي3±79±30080>مرشح نسيجي3±69±30071>مرشح نسيجي

جه���از رطب إلزال���ة29±17874±100736>الكبريت

جه���از رطب إلزال���ة22±9956±300410>الكبريت

جه���از رطب إلزال���ة14±3736±300151>الكبريت

اخ�����تزال حف�����زي18±2943±100123>انتقائي

اخ�����تزال حف�����زي13±2331±30099>انتقائي

اخ�����تزال حف�����زي8±1820±30075>انتقائي

المنافع -8الجدول لتكنولوجيا الرأسمالية التكلفة المشتركة في الواليات المتحدة )دوالر/كيلوواط، بدوالرات ع**ام

(2013( )وكالة حماية البيئة في الواليات المتحدة، 2012 حجمالتكنولوجيا

الوحدة،ميغاواط

نوعالفحم

مجموع التكلفة

الرأسمالية

مجموع تكاليف الصيانة

52

)دوالر/كيلوواط(

والتشغيل الثابتة

والمتغيرة)دوالر/ميغاوا

ط ساعة( الجهاز الرطب إلزالة

الكبريت53111,52قيري500

جهاز إزالة الكبريت بواسطة امتصاص

التجفيف بالرش

دون500القيري

47010,45

2741,85قيري500اختزال حفز انتقائي1951,02قيري500مرشح نسيجي

الهواء -9الجدول تلوث ضبط أجهزة مجموعات تكاليف ميغ**اواط،600موزعة على مختلف الملوثات في وحدة طاقتها

( )أنك**ورا2010، ي**وان ع**ام ريم**نيمبالص**ين )ماليين ي**وان (2015وآخرون،

مجموعة أجهزة ضبطتلوث الهواء

مجموع التكلفةالسنوية

التكاليفعة موز

على إزالةHg

التكاليف موزعة

على إزالةPM10

التكاليف موزعة

على إزالةSO2

التكاليفعة موز

إزالة أكاسيد

النيتروجينNOX

مرسب--8,3240,4797,845كهروستاتيكي

--9,2411,1678,075مرشح نسيجي مرسب + جهاز

تنظيف رطب-39,8711,61311,57126,687إلزالة الكبريت اختزال حفزي

انتقائي + مرسب + تنظيف رطب

56,9922,20014,63633,7596,396إلزالة الكبريت مرشح نسيجي +

تنظيف رطب-40,7892,18111,75926,849إلزالة الكبريت اختزال حفزي

انتقائي + مرشح نسيجي + تنظيف

رطب إلزالة57,9092,87414,81133,8176,407الكبريت

53

تكاليف تقنيات تعزيز المنافع المشتركة وحقن الكرب**ون3-5-2ط المنش

تت��ألف تك��اليف حقن الكرب��ون المنش��ط من عنص��رين: العنص��ر األول ه��و التك��اليف الرأس��مالية الالزم��ة لتخ��زين الم��ادة الماص��ة ومع��دات الحقن؛ والعنصر الثاني هو التكاليف الثابتة والمتغيرة للتشغيل والصيانة )المص��احبة للمادة الماصة المستهلكة(. ولتقييم تكلفة إزالة الزئب�ق عن طري�ق المن�افع المشتركة، يجب التمييز بين تكاليف االستثمار والتشغيل والص��يانة في نظم ضبط تلوث الهواء، مثل أجهزة إزالة الك��بريت من غ��از المدخن��ة واالخ��تزال الحفزي االنتقائي، وهي تكاليف محددة بص��ورة واض��حة، وتك��اليف تعزي��ز أو

تحسين إزالة الزئبق في هذه النظم. ويصعب عموما تقييم تكاليف تقنيات تعزيز المنافع المشتركة نظرا ألن ه��ذا التق�ييم يتوق�ف على متغ�يرات عدي�دة مث�ل مص�در الفحم ونوعيت�ه، وم�دى التجدي��دات المطلوب��ة في األجه��زة القائم��ة لض��بط الجس��يمات )في حال��ة المرسب( أو أنظمة التشغيل الخاصة بالموقع لنظام إزالة الكبريت من غ��از المدخنة. ونتيجة لذلك، تم التوصل إلى تكاليف نسبية أوال للنهج ال��تي ج��رت

، وهي تس��تند10مناقشتها في هذه الوثيقة؛ وتظهر ه��ذه النهج في الج��دول في جملة أمور إلى المعلومات المعروضة في الوثيق��ة التوجيهي��ة للتحس��ين

(. والتك���اليف2010األمث���ل للعملي���ات )برن���امج األمم المتح���دة للبيئ���ة، الرأسمالية النسبية وتك��اليف التش��غيل والص��يانة اإلض��افية ال��تي تظه��ر في

ينبغي أن تعام��ل باعتباره��ا مؤش��رات على االتجاه��ات وال ينبغي10الجدول تفسيرها بأنها مبادئ توجيهية منطبقة عالميا على اختي��ار النهج ال��تي تحق��ق فعالية التكلفة لضبط انبعاث��ات الزئب��ق من منش��آت الطاق��ة العامل��ة بح��رق الفحم أو المراجل الصناعية العاملة بحرق الفحم التي ق��د توج��د في بل��دان مختلف��ة. إذ أن الظ��روف االقتص��ادية الس��ائدة محلي��ا )مث��ل تكلف��ة الل��وازم والمواد وكفاءة العمال��ة وتكلفته��ا وتكلف��ة النق��ل، إلخ(، ينبغي أن تؤخ��ذ في االعتبار دائما عند اختيار أحد خيارات ضبط الزئبق، مع االعتراف بأن الكث��ير من األسواق لمعدات ضبط االنبعاثات وشركات البناء الهندس��ية هي أس��واق

(.2010عالمية أيضا )باسينا وآخرون،

54

- التكلفة النسبية لمختلف أساليب إزالة الزئبق10الجدول

النهج التكلف*****ةالرأس**مالي

ة

تكلف**********ة التش*******غيل

والصيانةتعليقات

الغس��ل أق��ل تكلف��ة عن المعالج��ةمنخفضةمعتدلةغسل الفحمالكيميائية

منخفض������ةخلط الفحم جدا

ق��د تتطلب تع��ديال و/أو تجدي��دا فيمنخفضة جداأجهزة السحق

إضافات أكس��دةالزئبق

منخفض������ة المضافات المهلجنة تزي��د كث��يرا منمنخفضةجدا

أكسدة والتقاط الزئبق إض��افات ض��بط

إعادة االنبعاث منخفض������ة

ينبغي التخفي��ف من إمكاني��ة إع��ادةمنخفضةجداانبعاث الزئبق

حف��از األكس��دة االنتقائي��ة للزئبق وحف�از االخ�تزال الحف������������زي

االنتقائي*

يش��ير فق��ط إلى الحف��از الخ��اصمنخفضةمنخفضةبالزئبق، وقد يتطلب خلط الفحم

حقن الكرب�����ونط منخفض����ة إلىمنخفضةالمنش

معتدلة

توج���د مش���كلة في الحف���اظ على نوعي��ة الرم��اد. وتك��اليف إض��افية أعلى بس����بب الم����واد الماص����ة

”المتوافقة مع الخرسانة“* مع نظام رطب إلزالة الكبريت من غاز المدخنة في المرحلة التالية.

55

- التكلف**ة الرأس**مالية لحقن الكرب**ون المنش**ط في11الجدول (2007الواليات المتحدة )دوالر/كيلوواط، بدوالرات عام

حجم الوحدة، ميغاواطالتكنولوجيا100300500700

حقن الكرب������ون5-52-62-82-3المنشط

مالحظات: في وكالة حماية البيئة في الواليات16-5 مأخوذة من الجداول 11البيانات في الجدول

2010المتحدة، نطاقات التكلفة تنطبق على حقن الكربون المنش�ط المس�حوق المع�دل م�ع اس�تخدام

مرشح نسيجي أو مرسب كهروستاتيكي في الجانب الباردEPA Base Case v.4.10الحالة موضع النظر تنطبق على الفحم القيري واالفتراضات األخرى في

والحساسية المنخفضة نسبيا للتكلف��ة الرأس��مالية لحقن الكرب��ون المنش��ط ، قد يمكن تفس��يرها بأنه��ا11حجم الوحدة، كما يتضح من الجدول بالنسبة ل

ناتجة عن فعالية التكلفة المقارنة إلزال��ة الزئب��ق عن طري��ق حقن الكرب��ون المنش��ط )تكلف��ة إزال��ة كتل��ة وح��دة من الزئب��ق( في الوح��دات الص��غيرة والكبيرة )مثل المراجل الصناعية الصغيرة مقابل مراج�ل المراف�ق الكب�يرة في منشآت الطاقة(. والتحليالت المتعمقة لتكاليف حقن الكرب�ون المنش�ط

(2010لضبط انبعاثات الزئبق )وكالة حماي��ة البيئ��ة في الوالي��ات المتح��دة، 2007، أظه��رت التك��اليف الرأس��مالية في ع��ام 11التي أخذ منها الج��دول

دوالر/كيلوواط حسب التش��كيلة ون��وع الفحم8 إلى 2في نطاق يتراوح من ميغ��اواط(.700 إلى 100المنش��ط )ع��ادي أو مع��دل( وحجم الوح��دة )من

ال تش��مل التكلف��ة11وينبغي أن يالحظ أن قيم التكلفة الواردة في الجدول الرأس��مالية للمرش��حات النس��يجية أو المرس��بات الكهروس��تاتيكية. وتكلف��ة

70-55إنش��اء مرش��ح نس��يجي جدي��د أو حج��رة مرش��حات كيس��ية هي دوالر/كيل���وواط بغض النظ���ر عن حجم المنش���أة. وبالنس���بة لنفس نط���اق المتغيرات، توصلت الدراسة إلى تكلفة ثابتة للتشغيل والص��يانة ت��تراوح من

دوالر/كيلوواط/سنة0,1 إلى 0,03 والتكلفة الفعلية لضبط الزئبق بالكربون المنش��ط تتوق��ف أيض��ا على نظ��ام

تك��اليف التش��غيل12ض��بط الجس��يمات المس��تعمل. ويوض��ح الج��دول للمرشحات النسيجية الخاصة بالمرسب الكهروس��تاتيكي والجه��از المتط��ور

(. وتنطبق التقديرات على منشأة طاقتهاCOHPACالمختلط لجمع الجسيمات ) في المائة على ح��رق الفحم الق��يري وتف��ترض أن80 ميغاواط بقدرة 250

50تكلف��ة النظ��ام المتط��ور المختل��ط لجم��ع الجس��يمات س��تكون ح��والي مليون دوالر(.12,5دوالر/كيلوواط )

56

- تك**اليف التش**غيل لنظم حقن الكرب**ون المنش**ط12الج**دول ميغ***اواط( يعقبه***ا إم***ا مرس***ب250)في منش***أة طاقته***ا

كهروستاتيكي أو مرشح نسيجي للفحم القيري )اللجنة الدولي**ة(2005المشتركة،

ج����امع جس����يمات هجينمرسب كهروستاتيكيمتقدم

7090إزالة الزئبق، النسبة المئوية معدل حقن مس��حوق الكرب��ون

kg/Macmالمنشط،

16048

تكلفة حقن مس��حوق الكرب��ونالمنشط، بالدوالر

000 790000 790

تكلف����ة الكرب����ون المنش����ط،بالدوالر

000 562 2000 796

وتتوقف تكاليف المادة الماصة على خصائص الفحم ونوع نظم ضبط تل��وث اله�واء الموج�ودة في المنش�أة ومس�توى التق�اط الزئب�ق المطل�وب. وأورد

( تك��اليف الكرب��ون من مختل��ف جه��ات التوري��د وهي2007جونز وآخ��رون )كغ./دوالر 2,11/كغ إلى دوالر 0,37تتراوح من

ط على ك��ل من مع��دل الحقن وتكلف��ة التش��غيل. وي��ؤثر ن��وع الفحم المنش�� في المائ��ة30ويمكن أن يصل سعر وحدة الكربون المنش��ط الم��بروم إلى

أعلى من الكرب��ون المنش��ط غ��ير المع��الج. ولكن أداء الكرب��ون المنش��ط المبروم يمكن أن يكون أفضل كثيرا من أداء الكربون المنشط غير المع��الج

(.2003في بعض أنواع الفحم )شانغ وآخرون،

57

أفضل التقني**ات المتاح**ة وأفض**ل الممارس**ات البيئي**ة-4لحرق الفحم

يرد في الفصل التمهي��دي له��ذه الوثيق��ة التوجيهي��ة، وص��ف المب��ادئ العام��ة الختيار أفضل التقنيات المتاحة لفئات المصادر الثابتة المدرجة في المرف��ق

دال. ونركز هنا على اختيار وسائل ضبط الزئبق في قطاع حرق الفحم.أفضل التقنيات المتاحة4-1

توجد أربعة أنواع من ت��دابير ض��بط انبعاث��ات الزئب��ق في الج��و من منش��آتالطاقة والمراجل الصناعية العاملة بحرق الفحم.

لية لتقليل محتوى الزئبق في الفحم4-1-1 التدابير األو ينطوي النوع األول على إزالة الزئب��ق قب��ل الح��رق. ويمث��ل غس��ل الفحم أو اختياره أو خلطه تكنولوجيات فعالة لتحسين كفاءة استعمال الفحم وتقلي��ل انبعاثات ملوثات الهواء. ولكن مدى تطبيق غسل الفحم في منشآت الطاقة العاملة بحرق الفحم والمراجل الصناعية العاملة بحرق الفحم كان منخفض��ا إلى حد بعيد، وظلت نس��بة غس��ل الفحم تنم��و ببطء ألن غس��ل الفحم بح��دل إحدى أفضل الممارسات المتاحة. ومع ذل��ك، ف��إن الجم��ع بين ذاته ال يشك غسل الفحم وتدابير الضبط األخرى الموصوفة أداناه يمكن أن يوفر تخفيضا

معقوال في انبعاثات الزئبق.تدابير تقليل انبعاثات الزئبق أثناء االحتراق4-1-2

ينطوي النوع الث��اني من ت��دابير الض��بط على إزال��ة الزئب��ق أثن��اء االح��تراق.ع��ة ي��ؤدي دورا هام��ا في إزال��ة الزئب��ق في واستخدام مرجل القاع��دة الممي المراحل التالية. ومن المهم بصفة خاصة النس��ب المئوي��ة المرتفع��ة لزئب��قع��ة مقارن��ة بح��رق الفحم الجس��يمات في غ��از المدخن��ة من الطبق��ة الممي المسحوق. ويؤدي ارتفاع الزئبق الموج��ود في ش��كل جس��يمات إلى ارتف��اع كفاءة إزالة الزئبق في المرشحات النسيجية أو المرس��بات الكهروس��تاتيكية في المراح��ل التالي��ة. ولكن ينبغي أن يالح��ظ أن اس��تعمال مرج��ل القاع��دة

عة ال يشكل بحد ذاته إحدى أفضل التقنيات المتاحة. الممي إزال**ة الزئب**ق بواس**طة المن**افع المش**تركة لنظم ض**بط4-1-3

تلوث الهواء التقليدية النوع الثالث من تدابير إزالة الزئبق ينطوي على استعمال نظم ضبط تلوث الهواء، والتي تستعمل أساسا إلزالة الجسيمات )المرسبات الكهروستاتيكية أو المرشحات النسيجية أو الجمع بينهما( وثاني أكس��يد الك��بريت )التنظي��ف الجاف أو ال�رطب إلزال�ة الك�بريت من غ��از المدخن�ة( وأكاس�يد الني�تروجين

58

)االختزال الحفزي االنتقائي(، ولكنه��ا يمكن أن ت��ؤدي إلى تخفيض��ات كب��يرة النبعاثات الزئبق على سبيل المن��افع المش��تركة. وفي بعض البل��دان، تك��ون إزالة الزئبق في إطار المنافع المشتركة هي الت��دبير األول ال��ذي يتم النظ��ر في��ه من أج��ل تخفيض انبعاث��ات الزئب��ق من منش��آت الطاق��ة والمراج��ل

الصناعة العاملة بحرق الفحم. أعاله مستويات االنبعاثات وكف��اءة اإلزال�ة ال��تي تتحق�ق2-3ويوضح القسم

من خالل تط���بيق نظم ض���بط تل���وث اله���واء. ويثبت ذل���ك أن الجم���ع بين االختزال الحفزي االنتقائي والمرس��بات الكهروس��تاتيكية وتنظي��ف الك��بريت من غاز المدخن��ة، وال��تي تس��تعمل على نط��اق واس��ع في منش��آت الطاق��ة العاملة بحرق الفحم في أوروبا والواليات المتح�دة والص��ين والياب��ان، يمكن

في المائ��ة وتص��ل ب��الزئبق95أن تحقق كفاءة في إزال��ة الفحم تص��ل إلى ميكروغ��رام/م��تر مكعب ع��ادي في غ��از المدخن��ة من1إلى تركيز يقل عن

المنشآت التي تحرق فحم اللغنيت.التكنولوجيات المخصصة لضبط الزئبق4-1-4

ينطوي النوع الرابع من تدابير الض��بط على تكنولوجي��ات مخصص��ة لتخفيض انبعاثات الزئبق في الغالف الج�وي، بم��ا في ذل��ك تكنولوجي��ا حقن الكرب��ون المنشط أو اس��تعمال الم��واد المض��افة. وفي ال��وقت الحاض��ر، يتم تس��ويقط تجاري��ا واعتماده��ا على نط��اق واس��ع في تكنولوجيا حقن الكربون المنش�� منشآت الطاق��ة العامل��ة بح��رق الفحم في الوالي��ات المتح��دة، حيث امتثلت

-85هذه التكنولوجيات بنجاح للقيم الحدية التنظيمية لالنبعاثات ال��تي تمث��ل في المائة من الضبط على مدى يزيد عن خمس س��نوات )إدارة حماي��ة95

(. وتوض��ح عملي��ات تكنولوجي��ا حقن2015البيئة في والية ماساتشوسيتس، الكربون المنشط المستخدمة في الوالي��ات المتح��دة أن ترك��يز الزئب��ق في غاز المدخنة بعد حقن الكربون المنشط والمرشحات النس��يجية ق��د تنخفض

ميكروغرام/متر مكعب عادي. 1لتكون أقل من أفضل الممارسات البيئية4-2

إن استراتيجيات إدارة ضبط التلوث الفعالة والمرافق ذات الص��يانة الجي��دة والمشغلون الم��دربون ت��دريبا جي��دا واس��تمرار االهتم��ام بالعملي��ات جميعه��ا عوام��ل هام��ة في الض��بط والتخفيض، حيثم��ا أمكن، النبعاث��ات الزئب��ق أو مركب��ات الزئب��ق الناجم��ة عن ح��رق الفحم. وله��ذا ف��إن ه��ذه الممارس��ات، المنطبق�ة على المص�ادر القائم�ة والجدي�دة، تعت�بر من أفض�ل الممارس�ات

البيئية وينبغي القيام بها بطريقة تتسق مع تطبيق أفضل التقنيات المتاحة.

59

معامالت العمليات الرئيسية4-2-1 الخطوة األولى في تحديد أفضل الممارسات البيئية لعملية حرق الفحم هي تعيين معامالت العمليات الرئيسية )بما في ذلك ضبط م��دخالت الزئب��ق في الفحم والرصد المتص��ل ب��ذلك(، س��واء من عملي��ات التح��ري الخاص��ة بك��ل موقع أو من االختبارات التي تجري في مراف��ق مش��ابهة في أم��اكن أخ��رى. واستنادا إلى عمليات التحري واالختبار، ينبغي إدخال التدابير التي تمكن من

ضبط معامالت العمليات الرئيسية في نظام اإلدارة.اعتبارات كفاءة الطاقة في المنشأة بأكملها4-2-2

تعرف كفاءة الطاقة في منشأة تعم��ل بح��رق الفحم بأنه��ا النس��بة بين ن��اتج المنشأة )أي الكهرباء الصافية والحرارة الص�افية أو كالهم�ا( ومق�دار طاق�ة المصدر )بالفحم( التي تزود به�ا المنش�أة في نفس ال�وقت. وتتب��اين كف��اءة التوربين البخاري )التي تستند إلى قيمة أكثر انخفاض��ا لتس��خين الفحم( في

في المائ��ة،47 إلى 39منشأة جدي��دة تعم��ل بح��رق الفحم المس��حوق من ،Eurelectricحسب ظروف البخار )رابطة ص��ناعة الكهرب��اء في أوروب��ا - 2003.)

والمنشآت المقامة حديثا والمصممة لظروف البخ�ار دون الح�رج تعم�ل في الطرف األدنى، في حين أن المنشآت المصممة لظروف البخار فوق الحرج وفوق الحرج للغاية تعمل في الطرف األعلى من نط��اق الكف��اءة الم��ذكور.ع��ة ال��دوارة فتعم��ل نمطي��ا بمع��دل أما مراجل االحتراق ذات القاع��دة الممي

لم2014 في المائة من الكفاءة. وحتى وقت ق��ريب في ع��ام 40يزيد عن يصمم س��وى ح��والي النص��ف من جمي��ع منش��آت الطاق��ة الجدي��دة العامل��ة بحرق الفحم للتشغيل المرتفع الكف��اءة بانبعاث��ات منخفض��ة )وكال�ة الطاق�ة

(. 2012الدولية، وتقل كفاءة المنش��آت م��ع تق��دمها في العم�ر بم�ا يتطلب مزي��دا من الفحم لتولي�د نفس مق�دار الن�اتج. وبالنس�بة ألي منش�أة طاق�ة أو مرج�ل ص�ناعي يعمل بحرق الفحم، فإن مقدار انبعاث�ات الزئب�ق غ��ير الخاض��عة للض��بط من المنشأة أو المرجل يتصل اتص��اال مباش��را بمق��دار الفحم المح��روق. ويع��ني ذلك أن��ه إذا أمكن تقلي��ل كمي��ة الفحم المح��روق فس��وف يتم أيض��ا تخفيض إجم��الي انبعاث��ات الزئب��ق من منش��أة الطاق��ة أو المرج��ل الص��ناعي. وه��ذا التخفيض في مق���دار الفحم المح���روق يمكن تحقيق���ه بالت���دابير المتخ���ذة

لتحسين كفاءة الطاقة في منشأة الطاقة أو المرجل الصناعي القائم. وكذلك فإن التصميم الذي يتسم بكفاءة الطاقة وص��يانة المع��دات وتحس��ين الكف��اءة ت��تيح تخفيض جمي��ع الملوث��ات المنبعث��ة من نفس مق��دار الفحم المس��تعمل، بم��ا في ذل��ك غ��ازات االحتب��اس الح��راري مث��ل ث��اني أكس��يد

60

الكرب��ون، باإلض��افة إلى تخفيض انبعاث��ات الزئب��ق. وإذا تم ترقي��ة مس��توى المنش��أة ألس��باب تجاري��ة أو اقتص��ادية ف��إن ذل��ك س��يؤدي إلى طاق��ة أك��ثر

(. 2009وانبعاثات أقل من نفس مقدار الفحم المستعمل )سلوس، ويمكن أن تشمل أمثلة تدابير تحس��ين كف��اءة الطاق��ة في منش��آت الطاق��ة العاملة بحرق الفحم أو في المراجل الصناعية، القياسات التفص��يلية لتع��يين الفاقد الحراري وإصالح التسريبات في أنابيب غاز المدخنة وتح��ديث أجه��زة تسخين الهواء وت��ركيب ص��فائح جدي��دة للتوربين��ات وإص��الح أو ترقي��ة جه��از التك��ثيف ووض��ع تغلي��ف جدي�د ل��برج التبري�د أو تحس��ين الكف��اءة الكهربائي��ة

للمنشأة.ر االح��تراق ع��الي الكف��اءة من خالل وض��ع نظ��ام لرص��د مع��امالت ويتيس�� التش��غيل الرئيس��ية، مث��ل أول أكس��يد الكرب��ون، ومع��دل الت��دفق الحجمي ودرجة الحرارة والمحتوى من األكسجين. ويرتب��ط المس��توى المنخفض من أول أكسيد الكربون بارتفاع كفاءة االح��تراق من حيث اكتم�ال اح�تراق فحم التغذية. وتتوقف كفاءة االحتراق على ع��دة عوام��ل تش��مل ظ��روف البخ��ار ونوع الفحم والمناخ المحلي في الموق��ع وعم��ر المنش��أة وق��درتها اإلنتاجي��ة

ر المناخ، (. 2013وأسلوب تشغيلها )الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغيصيانة أجهزة ضبط تلوث الهواء وكفاءتها في اإلزالة4-2-3

باإلضافة إلى تحسين كفاءة الطاقة، يتيح تحسين كفاءة أجهزة ض��بط تل��وث اله��واء فرص��ة لتحقي��ق أك��بر ق��در ممكن من إزال��ة الزئب��ق. وتتحق��ق كمي��ة إضافية من إزالة الزئبق نتيجة تشغيل المعدات القائمة بالفع�ل في منش�آت الطاقة أو المراجل الصناعية من أجل ضبط تل��وث اله��واء والمص��ممة أص��ال للحد من االنبعاثات غير الزئبقية مثل الجسيمات أو ثنائي أكسيد الكبريت أو أكاسيد النيتروجين. ويمكن، حسب معدات ضبط تل��وث اله��واء المتاح��ة، أن تشمل هذه النهج تخفيض متطلبات الطاق��ة الطفيلي��ة ألجه��زة ض��بط تل��وث الهواء وتحديث أو ترقية مستوى المرسبات الكهروس��تاتيكية أو المرش��حات النسيجية، وتغيير تصميم وتشغيل االختزال الحف��زي االنتق��ائي أو الجم��ع بين

(.2006هذه النهج )سلوس، اإلدارة السليمة بيئيا للمنشأة4-2-4

من أجل تحسين منع انبعاثات الزئبق وضبطها يلزم نظام إدارة بيئية لمنشأة الطاق��ة العامل��ة بح��رق الفحم أو المرج��ل الص��ناعي العامل��ة بح��رق الفحم ليحدد بوضوح المسؤوليات على جميع المستويات. وبعض التدابير المنطبقة بصورة شائعة تختص بتحسين تشغيل المرجل، مث��ل تنفي��ذ دورات التف��تيش والص��يانة المالئم��ة. وتنط��وي ممارس��ات التش��غيل والص��يانة على إمكاني��ة

61

تحسين أداء المنش��أة، بم��ا في ذل��ك تحس��ين الكف��اءة والموثوقي��ة، وك��ذلك تخفيض تكاليف التشغيل والصيانة الشاملة نفس��ها. ولكن ليس من الممكن تجنب تدهور معدات المنشأة، ويتوقف معدل حدوث هذا التدهور كثيرا على ممارسات التشغيل والصيانة. وتش��مل بعض ممارس��ات التش��غيل والص��يانة الجي��دة على س��بيل المث��ال ص��يانة خ��ط البخ��ار ومعالج��ة المي��اه ووج��ود بروتوكول يمكن االعتماد عليه للقيام بالرصد والتبلي��غ. وباإلض��افة إلى ذل��ك،

قد تكون تحسينات العمليات ضرورية لتقليل االختناقات والتأخيرات. وينبغي تخصيص الموارد الكافية لتنفيذ أفضل الممارسات البيئي��ة ومواص��لة تطبيقها، وينبغي تدريب العاملين تدريبا مالئما يتصل بواجباتهم. ومن األم��ور الهامة وجود برتوك��والت للت��دقيق عن بع��د وفي المي��دان من ج��انب ط��رف

ثالث مستقل من أجل كفالة اتباع أفضل الممارسات البيئية في الواقع.اإلدارة السليمة بيئيا لمخلفات احتراق الفحم4-2-5

اإلدارة الس��ليمة بيئي��ا لمخلف��ات اح��تراق الفحم أم��ر ه��ام من أج��ل تقلي��ل احتم��االت زي��ادة مخ��اطر إع��ادة انبع��اث الزئب��ق وغ��ير ذل��ك من المش��اكل

المحتملة. وطوال عملي��ة ض��بط انبعاث��ات الزئب��ق من المص��ادر العامل��ة بح��رق الفحم تجري إزالة الزئبق من غاز المدخنة وتحويله إلى مخلفات ح�رق الفحم، بم�ا في ذل��ك رم��اد قاع��دة المرج��ل والرم��اد المتط��اير والحم��أة الناش��ئة عن التنظيف الرطب للكبريت من غاز المدخنة. والحم��أة الناش��ئة عن التنظي��ف الرطب للكبريت من غاز المدخنة وغير ذل��ك من مخلف��ات ح��رق الفحم يتم تخزينه��ا في الموق�ع أو إع�ادة اس�تخدامها، بوس�ائل منه��ا مواص�لة تجهيزه��ا وتحويلها إلى ألواح تبطين من الجبس. وفي هذه الحالة األخ��يرة، ق��د يك��ون من الض��روري، بع��د ترش��يح الحم��أة من الجبس الناش��ئ عن جه��از تنظي��ف الكبريت، القيام باستخراج الزئبق من الفضالت السائلة حس��ب المس��تويات الموجودة. ويمكن أن يتحقق ذلك عن طريق المعالجة الكيميائي��ة أو التب��ادل اإليوني أو الترشيح الغشائي. وفي عمليات إنت��اج أل��واح التبطين المص��نوعة من الجبس، وه��و االس��تخدام اآلخ��ر لمخلف��ات ح��رق الفحم، بم��ا في ذل��ك تخزين مخلفات حرق الفحم في الموقع، يوجد احتمال إع�ادة إطالق الزئب��ق

الذي تحتويه هذه المخلفات. وفي عمليات إنتاج ألواح الجبس قد ينطلق جزء من الزئبق م��رة أخ��رى ألنن عمليات اإلنتاج تشمل في كثير من األحي��ان وح��دات عالي��ة الح��رارة. وت��بي من إح�دى الدراس��ات أن مجم��وع فق��دان الزئب��ق ع��بر منش��أة إنت��اج أل��واح

في المائ��ة من محت��وى الزئب��ق ال��داخل إلى جبس5التبطين يمث��ل ح��والي

62

(. ولكن أش��ارت2005جهاز تنظيف الك��بريت من غ��از المدخن��ة )مارش��ال، في المائ��ة من55-12( إلى أن 2013دراسة أخرى قام بها ليون وآخرون )

مجموع الزئبق في جبس تنظيف الكبريت من غ��از المدخن��ة س��ينبعث أثن��اء 2عملية إنتاج ألواح الجبس وأظهرت دراسة ثالثة أن اإلطالقات ت��تراوح من

في المائة من الزئبق ال��داخل إلى جبس تنظي��ف الك��بريت من غ��از66إلى (. ونظرا للتب��اين الممكن في مع��دالت2008المدخنة )ساندرسن وآخرون،

اإلطالق فإن إنتاج ألواح التبطين باستخدام جبس تنظي��ف الك��بريت ال يعت��بر من أفضل الممارسات البيئية إال إذا ثبت أن إعادة إطالقات الزئبق س��تكون

بالحد األدنى أو سيتم التقاطها أثناء عملية إنتاج ألواح التبطين. وفي حالة تخزين مخلفات حرق الفحم في الموق�ع ق�د تنش�أ إمكاني�ة اآلث�ار الش��املة لع��دة وس��ائط )مث��ل نض الزئب��ق في المي��اه الجوفي��ة(. وخلص��ت دراسة استمرت لعدة سنوات وتناولت خص��ائص مخلف��ات ح��رق الفحم إلى أن أي إطالق محتم��ل للمع��ادن من مخلف��ات ح��رق الفحم في البيئ��ة يت��أثر

؛ ووكال��ة2006بظروف النض )وكالة حماي��ة البيئ��ة في الوالي��ات المتح��دة، ؛ ووكالة حماية البيئة في الوالي��ات2008حماية البيئة في الواليات المتحدة،

. وتتأثر ظروف النض بدرجة الحموضة وبمقدار االتصال(1)أ(2009المتحدة، بالمياه )أي نسبة الس��وائل إلى الجوام��د(. وعن��د التق��ييم على نط��اق درج��ة

)النط��اق المعق��ول إلدارة مخلف��ات ح��رق12.4 إلى 5.4حموضة يمت��د من الفحم( لم تتعد نتائج نض الزئبق المعايير القائم��ة بش��أن ترك��يز الزئب��ق فين أن بعض مياه اآلبار في الواليات المتحدة. وفي هذه الدراسات نفس��ها ت��بي نتائج نض بعض المعادن الثقيلة األخرى، مثل الزرنيخ، كانت تتجاوز المع��ايير القائم��ة بش��أن الترك��يز في مي��اه اآلب��ار في الوالي��ات المتح��دة. وينبغي أن يالح��ظ أن البيان��ات المعروض��ة ال تش��مل أي محاول��ة لتق��دير كمي��ة أي من العناص��ر المكون�ة ال��تي ق�د تص��ل إلى خ��زان للمي��اه الجوفي��ة أو ب��ئر لمي��اه الشرب. وسيتطلب األمر وضع نم��اذج لنق��ل المي��اه الجوفي��ة ومآله��ا، بحيث تشمل النظر في عوامل إضافية كثيرة -بم��ا في ذل��ك طريق��ة إدارة الرم��اد المتط��اير- من أج��ل تق��ييم المخ��اطر المحتمل��ة. ويمكن النظ��ر في تخ��زين مخلفات احتراق الفحم بأسطح صماء في الموقع باعتبار ذل��ك أح��د ج��وانب

اإلدارة السليمة بيئيا.

)( قامت وكالة حماية البيئة في الواليات المتحدة بصياغة أساليب اختبار النض1المستخدمة في ه�ذه الدراس�ة في اختب�ارات معياري��ة تع�رف باس��م أس�اليب ”

LEAF ويمكن االطالع عليه��ا في:1316-1313“. وهذه األساليب تحم��ل األرق��ام http://epa.gov/wastes/hazard/testmethods/sw846/new_meth.htm.

63

رصد انبعاثات الزئبق -5 تناقش الجوانب العام��ة والش��املة لالختب��ار والرص��د والتبلي��غ في الفص��ل التمهيدي لهذه الوثيقة. وهذا القسم يقتصر على الجوانب المحددة لرص��د انبعاث��ات الزئب��ق ومنش��آت الطاق��ة والمراج��ل الص��ناعية العامل��ة بح��رق

الفحم. الرصد المستمر لالنبعاثات5-1

رصد الزئبق باستعمال أدوات الرصد المستمر لالنبعاثات ه��و رص��د فع��ال (. وألغ��راض2007لتيارات غاز المدخنة الناتجة عن االحتراق )س��اروناك،

االمتثال لالنبعاثات توض��ع أجه��زة الرص��د المس��تمر لالنبعاث��ات في أنب��وبالمدخنة لتقيس تيار غاز بتركيز جسيمات منخفض.

وألغراض التحسين األمث��ل للعملي��ات المتعلق��ة ب��الزئبق تس��تعمل أجه��زة الرص��د المس��تمر لالنبعاث��ات أحيان��ا ألخ��ذ عين��ة من تي��ار الغ��از المحمل بالجسيمات قبل جهاز ضبط الجسيمات. وتكنولوجيا مجس الترشيح ال��تي يشيع استعمالها لهذا الغرض هي مرشح القصور ال��ذاتي. وتس��تعمل ه��ذه التكنولوجيا تقني��ة تس��ريع غ��از العين��ة وتعتم��د على ق��وى القص��ور ال��ذاتي

د لفصل الغاز والجسيمات. للجسيمات وعلى استخدام مرشح ملبع بالم��اء من جه��از تنظي��ف رطب ه��و نة المشب والرصد المستمر لغاز العي أسلوب يم�ارس بص��ورة ش��ائعة رغم أن��ه يتطلب إج��راءات أك��ثر تفص��يال. ويستعمل مجس مرش��ح ث��ابت خ��اص لتجنب االنس��داد من تكث��ف المي��اه ويستخدم ه��ذا المرش��ح نمطي��ا دورة تنظي��ف متك��ررة لوس��ائط المرش��ح باستعمال الهواء المضغوط. وتستعمل جمي��ع تطبيق��ات الرص��د المس��تمرنات مس��خنة م��ع تنظيم دقي��ق لدرج��ة ح��رارة العين��ة من أج��ل خطوط عي

تجنب تكثف المياه وامتزاز الزئبق المؤكسد في هذا الماء نتيجة ذلك. ويوفر جهاز الرصد المستمر لالنبعاثات لمشغل حرق الفحم تحليال للزئبق في الوقت الحقيقي ويمكن أن يستعمل هذا التحليل في حلق��ة الت��أثيرات المرتدة مع معدات حقن المادة الماصة أو معدات تلقيم الم��واد المض��افة إلى الفحم. وتسمح هذه السمة بالضبط ال��دقيق لترك��يز انبعاث��ات الزئب��ق

رات في تركيز الزئبق في الوقود. رغم التغي وي��تيح الرص��د المس��تمر أيض��ا مزاي��ا تتمث��ل في الحساس��ية للترك��يزات

، والقياس��ات3 ميكروغ��رام/م0.5المنخفض��ة من الزئب��ق ال��تي تص��ل إلى القائم��ة على تنوع��ات الزئب��ق والموثوقي��ة العالي��ة للنت��ائج عن��د معايرته��ا

بمنهجية دينامية لتسمير الزئبق.

64

رصد المصيدة الماصة5-2 أثبتت المصائد الماصة لرصد الزئبق في تيارات غاز حرق الفحم أنها توفر بيانات دقيقة وقابلة لالستنساخ عن انبعاثات الزئبق، ح��تى عن��د ترك��يزات

(. ومن الممكن القيام بالرص��د باس��تعمال2007منخفضة جدا )ساروناك، مجموعة من المصائد خالل فترة أخذ عينات تمتد ع��دة أي��ام في منش��آت

حرق الفحم.أخذ العينات بجهاز االرتطام5-3

كان استخدام أساليب االرتطام لرصد الزئبق في منش��آت اح��تراق الفحم ه��و األس��لوب األب��رز تاريخي��ا. وأس��اليب االرتط��ام غ��ير مالئم��ة للف��ترات الطويل��ة ألخ��ذ العين��ات وهي تقتص��ر في الممارس��ة العملي��ة على ع��دة

(. 2007ساعات )ساروناك، وتس��تخدم أس��اليب كث��يرة من أس��اليب االرتط��ام لجم��ع الزئب��ق الع��الق بالجسيمات والزئبق المؤكسد والزئبق النقي بصورة منفص��لة وهي ل��ذلك

مفيدة في منشآت حرق الفحم من أجل تحديد تنوع الزئبق. وتستعمل أساليب االرتطام سلس��لة من أجه��زة ارتط��ام متع��ددة لتس��مح

ن من مراقبة الجودة. بقدر معيتوازن الكتلة5-4

قياسات ت��وازن الكتل��ة في منش��آت ح��رق الفحم ليس��ت أس��لوبا مباش��را لرصد انبعاثات الزئبق في الهواء ويمكن أن نتوقع انخفاض دقة االنبعاثات

المحسوبة من توازن الكتلة. والبيانات المطلوبة للقيام بقياس توازن الكتلة للزئبق في منش��آت ح��رق الفحم متوافرة بسهولة في بعض المناطق ألن محتوى الزئبق من تيارات النفايات الصلبة والس��ائلة من المنش��أة يخض��ع للتنظيم. وتش��مل تي��ارات النفايات رماد القاعدة والرم��اد المتط�اير ونفاي��ات مي�اه أجه��زة التنظي��ف ومنتجات أجهزة التنظيف مثل الجبس والنفايات الصلبة ألجهزة التنظيف. ويج���ري قي���اس الزئب���ق من الفحم المح���ترق بانتظ���ام أيض���ا في بعض

المناطق وهو ضروري لحساب توازن الكتلة. وتتوقف دقة توازن الكتل��ة بش��دة على أخ��ذ العين��ات التمثيلي��ة من الفحم وتيارات النفايات وعلى االستقرار الصحيح للعينات. ويجب اتباع إج��راءات خاصة لتجنب ضياع الزئبق من العين��ات ال��تي يتم جمعه��ا. ويمكن تحقي��ق دقة أكبر لنتائج توازن الكتلة بزيادة عدد العينات التي يتم جمعها وتحليلها. ويمكن توق��ع ح��دوث تب��اين كب��ير في محت��وى الفحم من الزئب��ق، وله��ذا

65

يتطلب األم���ر تحليال متك���ررا للفحم للحص���ول على القيم���ة الدقيق���ة ل�مدخالت الزئبق. ويجب القيام برصد دوري النبعاث��ات الزئب��ق في اله��واء

من أجل إثبات صحة حسابات توازن الكتلة. وبالنظر إلى عدد تيارات المواد التي تتطلب الرص��د وت��واتر أخ��ذ العين��ات من أجل التوص�ل إلى ت�وازن كتل�ة دقي�ق، فق�د يك�ون اس�تعمال أس�لوب توازن الكتلة لرص��د انبع��اث الزئب��ق في اله��واء في منش��آت ح��رق الفحم

أكثر صعوبة من استعمال أسلوب الرصد المباشر لغاز المدخنة. النظم التنبؤية لرصد االنبعاثات5-5

الرصد التنبؤي لالنبعاثات هو أداة فرز جيدة لمنشآت ح��رق الفحم ولكنه��ا ليست وس��يلة دقيق��ة لرص��د انبعاث��ات الزئب��ق في اله��واء بس��بب التب��اين

الواسع لمحتوى الزئبق في الفحم. والنظم التنبؤية لرصد االنبعاثات مفيدة لتقدير انبعاثات الزئبق في اله��واء استعدادا لوضع المصيدة الماصة أو غير ذلك من أنشطة الرص��د. ويس��مح التقدير الجيد لنطاق االنبعاثات في الهواء بزي��ادة كف��اءة اختب��ار المص��يدة

الماصة.عوامل االنبعاثات5-6

ال تمثل عوامل االنبعاثات وسيلة دقيقة لرصد انبعاثات الزئب��ق في اله��واء في تيارات غاز ح��رق الفحم. ويرج��ع ذل��ك إلى تب��اين محت��وى الزئب��ق في الفحم والتب�اين الواس�ع اللتق��اط الزئب�ق داخ�ل مع�دات ض�بط االنبعاث�ات المقامة في منشأة حرق الفحم. وهذه النقطة األخيرة تجعل من الص��عب

جدا تطبيق عوامل االنبعاثات عبر أسطول منشآت حرق الفحم.التقديرات الهندسية5-7

التقديرات الهندسية ليست أسلوبا دقيقا لرصد انبعاثات الزئبق في الهواءمن منشآت حرق الفحم.

66

المراجع -6ACAP )2004(. Assessment of mercury releases from the Russian Federation. Russian Federal Service for Environmental, Technological and Atomic Supervision, Danish Environment Protection Agency for Arctic Council, COWI, December 2004.

Ake, Terrence; Sulfur Dioxide Control for Small Utility Boilers, Air and Waste Management Association, 2009.

Amar, P, C. Senior and R. Afonso )2008(. NESCAUM Report: Applicability and Feasibility of NOx, SO2, and PM Emissions Control Technologies for Industrial, Commercial, and Institutional )ICI( Boilers )http://www.nescaum.org/activities/major-reports(.

Amar, P, C. Senior, R. Afonso and J. Staudt )2010(. NESCAUM Report “Technologies for Control and Measurement of Mercury Emissions from Coal-Fired Power Plants in the United States: A 2010 Status Report”.

Ancora, M. P., L. Zhang, S.X. Wang, J. Schreifels and J.M Hao )2015(. Economic Analysis of Atmospheric Mercury Emission Control for Coal-Fired Power Plants in China. Journal of Environmental Sciences vol. 27, issue 7, pp125–134..

ASTM D388 )2012(. Standard Classification of Coals by Rank.

Babcock Power, Circulating Dry Scrubbers )CDS( Webinar Presentation, 2012 Mid-Atlantic Regional Air Management Association, 19 July 2012.

Bertole, C., 2013; SCR Catalyst Management and Improvement to Achieve and Maintain Mercury Oxidation Levels, May 2013 )2013(.

Bojkowska, I., Sokolowska, G., 2001. Mercury in mineral raw materials exploited in Poland as potential sources of environmental pollution )In Polish(, Biuletyn PIG, No. 5, p. 53.

Brown, T. D., D.N. Smith, R.A. Hargis, Jr., W.J. O’Dowd. )1999(. 1999 Critical Review: Mercury Measurement and Its Control: What We Know, Have Learned, and Need to Further Investigate, Journal of the Air & Waste Management Association, vol., 49, pp. 1–97.

Buschmann, J., Lindau, L., Vosteen, B.W. )2006(. The KNXTM Coal Additive Technology –a Simple Solution for Mercury Emissions Control, Power Gen USA, December 2005.

Celebi, M. )2014(. "Coal Plant Retirements and Market Impacts", The Brattle Group, presented to Wartsila Flexible Power Symposium, Vail, CO, February 2014.

Chang, R., Dombrowski, K., Senior, C. )2008(. Near and Long-Term Options for Controlling Mercury Emissions from Power Plants, The MEGA Symposium, Baltimore, MD, 2008.

Chathen, A., Blythe, G., Richardson, M., Dene, C., )2014(. Srubber Additives for Mercury Re-Emission Control, The MEGA Symposium, Baltimore, MD, August 2014.

Chu, P. )2004(. Effects of SCRs on Mercury, Mercury Experts Conference, Glasgow, Scotland, May 2004.

Clack, H.L. )2006(. Mass Transfer within ESPs: Trace Gas Adsorption by Sorbent-covered Plate Electrodes, Journal of the Air & Waste Management Association, vol. 56, pp. 759–766.

Clack, H.L. )2009(. Mercury Capture within Coal-Fired Power Plant Electrostatic Precipitators: Model Evaluation, Environ. Sci. Technol., vol. 43, pp. 1460–1466.

CRIEPI and FEPC )2012(. Data evaluated by CRIEPI )Central Research Institute of Electric Power Industry( in 2012, based on the data provided by FEPC )the Federation of Electric Power Companies of Japan(.

DeVito, M.S., Rosenhoover, W.A. )1999(. Hg Flue Gas Measurements from Coal-fired Utilities Equipped with Wet Scrubbers, 92nd Annual Meeting of the Air & Waste Management Association, St. Louis, MO, June 1999.

Deye, C.S., Layman C.M. )2008(. A Review of Electrostatic Precipitator Upgrades and SO2 Reduction at the Tennessee Valley Authority Johnsonville Fossil Plant, The MEGA Symposium, Baltimore, MD, 2008.

Dombrowski, K., S. McDowell, et al. )2008(. The balance-of-plant impacts of calcium bromide injection as a mercury oxidation technology in power plants. A&WMA Mega Symposium. Baltimore, MD.

Duan, Y. F. , Zhuo, Y. Q., Wang, Y. J. , Zhang, L. , Yang, L. G., Zhao, C. S., 2010. Mercury Emission and Removal of a 135MW CFB Utility Boiler. Proceedings of the 20th International Conference on Fluidized Bed Combustion 2010, 189–194.

67

Eurelectric, 2003, Efficiency in Electricity Generation, EURELECTRIC "Preservation of Resources" Working Group, in collaboration with VGB, July 2003.

European IPPC Bureau )EIPPCB( )2013(. Best Available Techniques )BAT( Reference Document for the Large Combustion Plants–first draft )not adopted(, June 2013 http://eippcb.jrc.ec.europa.eu/reference/BREF/LCP_D1_June2013_online.pdf.

Favale, A., Nakamoto, T, Kato, Y., and Nagai Y. )2013(, Mercury Mitigation Strategy through the Co-Beneift Of Mercury Oxidation With SCR Catalyst, Power Engineering, January 2013.

Feeley, T., III, Brickett, L.A., O’Palko, B.A., Jones, A.P. )2008(. DOE/NETL’s Mercury Control Technology R&D Program – Taking Technology from Concept to Commercial Reality, presented at the MEGA Symposium, Baltimore, MD, 2008.

Feeley, T. J. and Jones, A. P. )2009(. An Update on DOE/NETL’s Mercury Control Technology Field Testing Program. U.S. Department of Energy, available at https://www.netl.doe.gov/File%20Library/NewsRoom/Updated-netl-Hg-program-white-paper-FINAL-July2008.pdf.

Feng, W., Kwon, S., Feng, X., Borguet, E., M.ASCE, R. D. V. )2006(. Sulfur Impregnation on Activated Carbon Fibers through H2S Oxidation for Vapor Phase Mercury Removal. Journal of Environmental Engineering, 292–300.

Finkelman B. Personal communication: USGS, 2003 // United Nations Environment Programme )UNEP(. Toolkit for Identification and Quantification of Mercury Releases. Geneva, Switzerland: UNEP, 2005.

Finkelman B. Personal communication: USGS, 2004 // United Nations Environment Programme )UNEP(. Toolkit for Identification and Quantification of Mercury Releases. Geneva, Switzerland: UNEP, 2005.

Galbreath, K.C. and Zygarlicke, C.J. )2000(. Mercury Transformations in Coal Combustion Flue Gas, Fuel Process. Technol, 65–66, 289.

GAO )2009(. Preliminary Observations on the Effectiveness and Costs of Mercury Control Technologies at Coal-fired Power Plants, United States Government Accountability Office, GAO-09-860T, Washington, DC, 2009.

Ghorishi, S. B., Keeney, R. M., Serre, S. D., Gullett, B. K., Jozewicz, W. S. )2002(. Development of a Cl-Impregnated Activated Carbon for Entrained-Flow Capture of Elemental Mercury, Environ. Sci. Technol., vol. 36, pp. 4454.

Graydon J. W., Zhang, X. Z., Kirk, D. W., Jia, C.Q. )2009(. Sorption and stability of mercury on activated carbon for emission control. Journal of hazardous materials, 168)2-3(: 978–82

ICAC )2010(. Enhancing Mercury Control on Coal-fired Boilers with SCR, Oxidation Catalyst, and FGD, Institute of Clean Air Companies. Available at: www.icac.com.

ICAC )2010a(. Commercial Bookings List, June 2010. Available at: www.icac.com/files/members/Commercial_Hg_Bookings_060410.pdf.

ICAC )2012(. Sorbent Injection Technology for Control of Mercury Emissions from Coal-Fired Boilers. Available at: www.icac.com.

IEA, 2012, High-Efficiency, Low-Emissions Coal-Fired Power Generation-Technology Roadmap, International Energy Agency, Paris, France, 2012.

IJC, International Joint Commission )2005( Consultation on emissions from coal-fired electrical utilities. Background report from the International Joint Commission and the Commission for Environmental Cooperation, International Air Quality Advisory Board, Montreal, QC, Canada, vp )Apr 2005(.

Institution of Chemical Engineers, Controlling Industrial Emissions-Practical Experience SS143 )Symposium(. 1997.

Ito S., Yokoyama T., Asakura K. )2006(. Emission of mercury and other trace elements from coal-fired power plants in Japan, Science of the Total Environment, vol.368, pp. 397–402.

Jia B J, Chen Y, Feng Q Z, Liu L Y )2013( Research progress of plasma technology in treating NO, SO2 and Hg0 from flue gas. Applied Mechanics and Materials, 295-298: 1293–1298.

68

Jones A P, Hoffman JW, Smith D N, Feeley T J, Murphy J T )2007( DOE/NETL’s Phase II mercury control technology field testing program: preliminary economic analysis of activated carbon injection. Environmental Science and Technology; 41 )4(; 1365–1371.

Kang, S.; Edberg, C.; Rebula, E.; Noceti, P. )2007(. Demonstration of Mer-Cure™ Technology for Enhanced Mercury Control, DOE/NETL Mercury Control Technology Conference, Pittsburgh, PA, 11–13 December 2007.

Keiser, B., Glesmann, S., Taff, B., Senior, C., Ghorishi, B., Miller, J., Mimna, R., Byrne, H., Improving Capture of Mercury Efficiency in WFGDs by Reducing Mercury Reemissions, ICAC, June 2014

Kilgroe, J. D., C. B. Sedman, R. K. Srivastava, J. V. Ryan, C. Lee and S. A. Thorneloe )2001(. Control of mercury emissions from coal-fired electric utility boilers: interim report including errata dated 3-21-02. Carbon, U.S. Environmental Protection Agency, Office of Research and Development, National Risk Management Research Laboratory, Air Pollution Prevention and Control Division, 5: 33.

Ko K B, Byun Y, Cho M, Hamilton I P, Shin D N, Koh D J, and Kim K T )2008( Pulsed Corona Discharge for Oxidation of Gaseous Elemental Mercury. Chemistry Faculty Publications. Paper 2. http://scholars.wlu.ca/chem_faculty/2.

Landreth, R. and Royer, D., )2012(. Extended use of concrete-friendly C-PAC sorbent at PPL Montana Corette Station, MEGA Symposium, Baltimore, MD, 2012.

Laudal, D.L.; Thompson, J.S.; Pavlish, J.H.; Brickett, L.; Chu, P.; Srivastava, R.K.; Lee, C.W.; Kilgroe, J.D. )2002( Evaluation of Mercury Speciation at Power Plants Using SCR and SCR NOx Control Technologies, 3rd International Air Quality Conference, Arlington, Virginia, September 9–12, 2002.

Lawless, P. )1996(. Particle Charging Bounds, Symmetry Relations, and Analytic Charging Rate Model for the Continuum Regime, J. Aerosol Sci., vol. 27, no. 2, pp. 191–215, 1996.

Leaner, J.J., Dabrowski, J.M., Mason, R.P., Resane, T., Richardson, M., Ginster, M., Gericke, G., Petersen, C.R., Masekoameng, E., Ashton, P.J., Murray, K., )2009(. Mercury Emissions from Point Sources in South Africa, In: Pirrone, N., and Mason, R. )eds.( Mercury Fate and Transport in the Global Atmosphere, Springer.

Leitfaden zur energetischen Verwertung von Abfällen in Zement- Kalk und Kraftwerken in Nordrhein-Westfalen, 2. Auflage Ministerium für Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen, Düsseldorf, September 2005.

Liu X.L., Wang S.X., Zhang L., Wu Y., Duan L., Hao J.M. )2013( Speciation of mercury in FGD gypsum and mercury emission during the wallboard production in China. Fuel, vol. 111, pp. 621–627.

Lu, Y., Rostam-Abadi, M., Chang, R., Richardson, C., Paradis J. )2007(. Characteristics of Fly Ashes from Full-Scale Coal-Fired Power Plants and Their Relationship to Mercury Adsorption, Energy & Fuels, vol. 21, pp. 2112–2120.

Marshall, J., Blythe, G.M., and Richardson, M. )2005(. Fate of Mercury in Synthetic Gypsum Used for Wallboard Production. Topical report, Task 1 Wallboard Plant Test Results, DE-TC26-04NT42080, April 2005.

Martin, C. )2009(. Activated Carbon Injection for Mercury Control from Coal-Fired Boilers, An Overview, Presented at the Energy Efficiency and Air Pollutant Control Conference, Wroclaw, Poland, September 2009.

Massachusetts Department of Environmental Proteection )2015(. Annual Compliance Reports for SO2, NOx, and Mercury Emissions from Coal-Fired Power Plants )also, similar annual compliance reports from power plants in States of New Jersey and Connecticut(.

McTigue, N. E., Cornwell, D. A., Graf, K., & Brown, R. )2014(. Occurrence and consequences of increased bromide in drinking water sources. JOURNAL AWWA, 106, 11.

Miller, C., Feeley, III, T., Aljoe W., Lani, B., Schroeder, K., Kairies, C., McNemar, A., Jones A., Murphy, J. )2006(. Mercury Capture and Fate Using Wet FGD at Coal-Fired Power Plants, DOE/NETL Mercury and Wet FGD R&D, Pittsburgh, PA, August 2006.

Nakayama, Y., Nakamura, S., Takeuchi, Y., Itoh, M, Okino, S., Honjo, S. )2006(. MHI High Efficiency System; Proven technology for multi pollutant removal, The MEGA Symposium, Baltimore, MD, 2006.

Napolitano, S. )1998(. "Analyzing Electric Power Generation under the CAAA", US EPA, March 1998.

Nelson P. F. )2007( Atmospheric emissions of mercury from Australian point sources. Atmospheric Environment, vol. 41, pp. 1717–1724.

69

Nelson, S., Landreth, R., Zhou, Q., Miller, J. )2004(. Accumulated Power-Plant Mercury-Removal Experience with Brominated PAC Injection, Joint EPRI DOE EPA Combined Utility Air Pollution Control Symposium, The MEGA Symposium, Washington, DC, 2004.

Nelson, S.; Landreth, R.; Liu, X.; Tang, Z.; Miller, J.; Brickett, L. )2006(. Brominated Sorbents for Small Cold-Side ESPs, Hot-Side ESPs, and Fly Ash Use in Concrete, DOE/NETL Mercury Control Technology Conference, Pittsburgh, PA, December 11–13, 2006.

Niksa, S., Fujiwara, N. )2004(. The Impact of Wet FGD Scrubbing On Hg Emissions From Coal-Fired Power Stations, The MEGA Symposium, Washington, DC, 2004.

Nolan, P., Downs, W., Bailey, R., Vecci, S. )2003(. Use of Sulfide Containing Liquors for Removing Mercury from Flue Gases, US Patent 6,503,470, 7 January 2003.

Pacyna, J., Sundseth, K., Pacyna, E.G., Jozewicz, W., Munthe, J., Belhaj, M., Astrom, S. )2010(. An Assessment of Costs and Benefits Associated with Mercury Emission Reductions from Major Anthropogenic Sources, Journal of the Air & Waste Management, vol. 60, pp. 302–315, 2010.

Peters, H. James )2010( Regenerative Activated Coke Technology with No Water Consumption, RMEL Spring Conference, Santa Fe NM, 17 March 2010 )http://www.hamonusa.com/sites/default/files/Regenerative%20Activated%20Coke%20Technology%20with%20No%20Water%20Consumption.pdf(.

Pirrone N, Munthe J, Barregård L, Ehrlich H C, Petersen G, Fernandez R, Hansen J C,Grandjean P, Horvat M, Steinnes E, Ahrens R, Pacyna J M, Borowiak A, Boffetta P., Wichmann-Fiebig M. EU ambient air pollution by mercury )Hg( - position paper. Italy: Office for Official Publications of the European Communities, 2001.

Redinger, K.E., Evans, A., Bailey, R., Nolan, P. )1997(. Mercury Emissions Control in FGD Systems, EPRI/DOE/EPA Combined Air Pollutant Control System, Washington, DC, 1997.

Richardson, S. D., Plewa, M. J., Wagner, E. D., Schoeny, R., & DeMarini, D. M. )2007(. Occurrence, genotoxicity, and carcinogenicity of regulated and emerging disinfection by-products in drinking water: a review and roadmap for research. Mutation Research/Reviews in Mutation Research, 636)1(, 178–242.

Rini, M.J., Vosteen, B.W. )2008(. Full-scale Test Results From a 600 MW PRB-fired Unit Using Alstom’s KNX™ Technology for Mercury Emissions Control, The MEGA Symposium 2008, Baltimore, MD, 2008.

Rini, M.J., Vosteen, B.W. )2009(. Full-Scale Test Results from a 600 MW PRB-fired Unit Using Alstom’s KNX™ Technology for Mercury Control, MEC-6 Conference, Ljubljana, Slovenia, April 2009.

Romanov, A., Sloss, L. and Jozewicz, W. )2012(. Mercury emissions from the coal-fired energy generation sector of the Russian Federation. Energy & Fuels, vol. 26, pp. 4647–4654.

Rupesh, K. )2013(. Fuels and its Combustion in Boiler, Steag, 2013. Available at: http://www.eecpowerindia.com/codelibrary/ckeditor/ckfinder/userfiles/files/Session%202%20%20module%202-%20Fuels%20and%20its%20Combustion%20in%20Boiler.pdf.

Sargent & Lundy )2007(. Flue Gas Desulfurization Technology Evaluation )Dry Lime vs. Wet Limestone FGD(, Project Number 11311-001 )2007(.

EPRI )2006(. Status of Mercury Control Technologies: Activated Carbon Injection and Boiler Chemical Additives, Technical Report of EPRI )2006(.

Sarunac, Nenad, Evaluation and Comparison of US and EU Reference Methods for Measurement of Mercury, Heavy Metals, PM2.5 and PM10 Emission From Fossil-Fired Power Plants, Lehigh University, February 2007.

Satyamurty, M. )2007(. Coal Beneficiation Technology – 2007 Initiatives, Policies and Practices, presented at Workshop on Coal Beneficiation and Utilization of Rejects: Initiatives, Policies and Practice, Ranchi, India, 22–24 August 2007.

Senior, C.L. )2000(. Behavior of Mercury in Air Pollution Control Devices on Coal-fired Utility Boilers, Power Production in the 21st Century Conference, Snowbird, UT, USA, 2000.

Senior, C. )2004(. Modelling Mercury Behavior in Combustion Systems: Status and Future Prospects, In Proceedings of the Mercury Experts Conference MEC-1, Glasgow, Scotland, May 2004.

Senior, C., Fry, A., Cauch, B. )2008(. Modeling Mercury Behavior in Coal-Fired Boilers with Halogen Addition, The MEGA Symposium, Baltimore, MD, August 2008.

Senior, C., Johnson, S. )2008(. Impact of Carbon-in-Ash on Mercury Removal across Particulate Control Devices in Coal-Fired Power Plants, Energy & Fuels, vol. 19, pp. 859–863, 2005.

70

Serre, S., Lee CW, Chu, P., Hastings T. )2008(. Evaluation of the Impact of Chlorine on Mercury Oxidation in a Pilot-Scale Coal Combustor ─ The Effect of Coal Blending, The MEGA Symposium, Baltimore, MD, August 2008.

Singer, J.G. )1991(. Combustion Fossil Power, 1991.

Sloss, L. )2008(. Economics of Mercury Control, Clean Coal Centre, ISBN: 978-92-9029-453-5, January 2008.

Sloss, L. )2009(. Implications of emission legislation for existing coal-fired plants, Clean Coal Centre, ISBN: 978-92-90290464-1, February 2009.

Sloss, L. )2015(. The emerging market for mercury control, IEA, CCC, February 2015.

Srinivasan, N. and Dene. C. )2013(. Bromine Related Corrosion Issues, July 2013. Available at: http://aepevents.com/files/presentations/2013-general-session-bromine-additon-for-mercury-capturesrinivasan-and-dene-epri-1378922295.pdf.

Srivastava, R., Martin, B., Princiotta, F, Staudt, J. )2006(. Control of Mercury Emissions from Coal-Fired Electric Utility Boilers, Environ. Sci. Technol., vol. 40, pp. 1385–1392, 2006.

Srivastava, R.K., Jozewicz, W. )2001(. Flue Gas Desulfurization: The State of the Art, Journal of the Air & Waste Management Association, vol.51, no.12, pp.1676–1688, 2001.

Tewalt, S.J., Belkin, H.E., SanFilipo, J.R., Merrill, M.D., Palmer, C.A., Warwick, P.D., Karlsen, A.W., Finkelman, R.B., and Park, A.J., comp., 2010, Chemical analyses in the World Coal Quality Inventory, version 1: U.S. Geological Survey Open-File Report 2010-1196, http://pubs.usgs.gov/of/2010/1196/.

Timpe, R.C.; Mann, M.D.; Pavlish, J.H. )2001(. Organic Sulfur and HAP Removal from Coal Using Hydrothermal Treatment, Fuel Process. Technol., vol. 73, no.2, pp.127–141, 2001.

Toole-O’Neil, B., Tewalt, S.J., Finkleman, R.B., Akers. R. )1999(. Mercury Concentration in Coal-Unraveling the Puzzle, Fuel, vol. 78, pp. 47–54, 1999.

UK Department of Trade and Industry )2000(, Flue Gas Desulphurization )FGD( Technologies, Technology Status Report No.12.

UNEP )2008(. The Global Atmospheric Mercury Assessment: Sources, Emissions and Transport. United Nations Environmental Programme, Chemicals Branch, DTIE, Geneva, Switzerland, December, 2008.

UNEP )2010(. Process Optimization Guidance Document, United Nations Environmental Programme, Chemicals Branch, Geneva, Switzerland, January 2011.

UNEP )2011(. Reducing mercury emissions from coal combustion in the energy sector. United Nations Environmental Programme, Chemicals Branch, Geneva, Switzerland, February 2011. Available at: http://www.unep.org/chemicalsandwaste/Portals/9/Mercury/Documents/coal/FINAL%20Chinese_Coal%20Report%20-%2011%20March%202011.pdf.

UNEP )2013a(. Global mercury assessment 2013: sources, emissions, releases, and environmental transport. United Nations Environmental Programme, Chemicals Branch, Geneva. Available at: http://www.unep.org/PDF/PressReleases/GlobalMercuryAssessment2013.pdf.

UNEP )2013b(. Reducing mercury emissions from coal combustion in the energy sector of the Russian Federation. United Nations Environmental Programme, Chemicals Branch, Geneva. Available at: http://www.unep.org/chemicalsandwaste/Portals/9/Mercury/Documents/coal/Report%20Demo-Toliatti%20FINAL%20Report%2027%20Nov%202013.pdf.

US DOE )2005(. Feeley, .J. III, Brickett, L.A, O’Palko A., Murphy J.T., Field Testing of Mercury Control Technologies for Coal-Fired Power Plants, Mercury R&D Review Meeting, December 2005.

USEPA )1997(. Mercury Study Report to Congress, Volume I, Office of Air Quality Planning and Standards and Office of Research and Development, Research Triangle Park, NC, EPA-452/R-97-004b, December 1997.

USEPA )2001(. Database of information collected in the Electric Utility Steam Generating Unit Mercury Emissions Information Collection Effort, OMB Control No. 2060–0396, Office of Air Quality Planning and Standards. Research Triangle Park, NC, April 2001. Available at: http://www.epa.gov/ttn/atw/combust/utiltox/utoxpg.html.

USEPA )2002(. Control of Mercury Emissions from Coal-Fired Electric Utility Boilers: Interim Report Including Errata Dated 3-31-02, Air Pollution Prevention and Control Division, National Risk Management

71

Research Laboratory, Office of Research and Development, U.S. Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, NC, EPA-600/R-01-109, April 2002.

USEPA )2005(. Multipollutant Emission Control Technology Options for Coal-fired Power Plants, Air Pollution Prevention and Control Division, National Risk Management Research Laboratory, Office of Research and Development, U.S. Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, NC, EPA-600/R-05-034, March 2005.

USEPA )2006(. Characterization of Mercury-Enriched Coal Combustion Residues from Electric Utilities Using Enhanced Sorbents for Mercury Control, Air Pollution Prevention and Control Division, National Risk Management Research Laboratory, Office of Research and Development, U.S. Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, NC, EPA-600/R-06-008, February 2006.

USEPA )2008(. Characterization of Coal Combustion Residues from Electric Utilities Using Wet Scrubbers for Multi-Pollutant Control, Air Pollution Prevention and Control Division, National Risk Management Research Laboratory, Office of Research and Development, U.S. Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, NC, EPA-600/R-08-077, July 2008.

USEPA )2009(. CUECost Workbook Development, Documentation, Air Pollution Prevention and Control Division, National Risk Management Research Laboratory, Office of Research and Development, U.S. Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, NC, EPA-600/R-09-131, September 2009. http://nepis.epa.gov/Adobe/PDF/P1005ODM.pdf.

USEPA )2009a(. Characterization of Coal Combustion Residues from Electric Utilities-Leaching and Characterization Data, Air Pollution Prevention and Control Division, National Risk Management Research Laboratory, Office of Research and Development, U.S. Environmental Protection Agency, Research Triangle Park, NC, EPA-600/R-09-151, December 2009.

USEPA )2010(. Documentation for EPA Base Case v.4.10 Using the Integrated Planning Model, EPA 430R10010.

USEPA )2013(. Documentation for EPA Base Case v.5.13 Using the Integrated Planning Model EPA# 450R13002. http://www.epa.gov/airmarkets/programs/ipm/psmodel.html.

USGS )2014(. Collaborative Studies for Mercury Characterization in Coal and Coal Combustion Products, Republic of South Africa, U.S. Geological Survey, Eastern Energy Resources Science Center, Reston, VA 20192, USA, January 2014.

Vassileva, S.V.; Eskenazy, G.M.; Vassileva, C.G. )2000(. Contents, modes of occurrence and origin of chlorine and bromine in coal. Fuel, vol. 79, pp 903–921.

Vosteen, B.W., Beyer, J. et al. )2002(. Process for Removing Mercury from Flue Gases, Patent Application DE 102 33 173, July 2002.

Vosteen, B.W., Beyer, J., Bonkhofer, Th.-G., Pohontsch, A., Wieland, A. )2003(. Hg-Rückhaltung im reingasseitigen SCR-Katalysatorbett hinter der Rauchgaswäsche einer Sonderabfallverbrennungsanlage, VGB PowerTech 4/2003, 76-91. April 2003.

Vosteen, B. W., Beyer, J., Bonkhofer, Th.-G., Kanefke, R. , Ulrich, R. )2003b(. Mercury-Related Chemistry in Waste Incineration and Thermal Process Flue Gases, Poster, Air Quality Conference VI, Arlington VA, September 2003.

Vosteen, B. W., Kanefke, R. )2003c(. Bromgestützte Quecksilberabscheidung aus den Abgasen von Ver- brennungsanlagen, Studie im Auftrag des Landesumweltamts Nordrhein-Westfalen, Cologne, Germany, December 2003, available at: http://vosteen-consulting.de/sites/Vosteen-Consulting/de_1958.asp.

Vosteen, B.W., Lindau, L. )2006(. Bromine Based Mercury Abatement-Promising Results from Further Full Scale Testing, MEC-3 Conference, Katowice, Poland, June 2006.

Vosteen, B.W.; Kanefke, R.; Koeser, H. )2006b(. Bromine-enhanced Mercury Abatement from Combustion Flue Gases – Recent Industrial Applications and Laboratory Research, VGB PowerTech 3/2006, 70-75. March 2006.

Vosteen, B.W. )2010(. Chinese Coals Need Bromine for Co-Benefit Mercury Capture, paper # C2-8 in Proceedings of 13th Electric Utilities Environmental Conference )EUEC(, Phoenix, AZ, February 1-3, 2010.Wang Y., Duan Y., Yang L., Jiang Y., Wu C., Wang Q., Yang X. )2008(. Comparison of Mercury Removal Characteristic between Fabric Filter and Electrostatic Precipitators of Coal-fired Power Plants, J Fuel Chem Technol, vol. 36, no. 1, pp. 23–29, 2008.

72

Wang, S., Zhang, L., Wu, Y., Ancora, M., Zhao, Y., Hao, J. )2010(. Synergistic Mercury Removal by Conventional Pollutant Control Strategies for Coal-fired Power Plants in China, Journal of the Air & Waste Management Association, vol. 60, no.6, pp. 722–730.

Wang, S. X., Zhang, L., Li, G. H., Wu, Y., Hao, J. M., Pirrone, N., Sprovieri, F., Ancora, M. P. )2010( Mercury emission and speciation of coal-fired power plants in China. Atmospheric Chemistry and Physics, 10)3(: 1183–1192.

WCA )2014(. World Coal Association. Available at http://www.worldcoal.org/coal/what-is-coal/

Xu F, Luo Z, Cao W, Wang P, Wei B, Gao X, Fang M, Cen K )2009( Simultaneous oxidation of NO, SO2 and Hg0 from flue gas by pulsed corona discharge, Journal of Environmental Sciences, 21: 328~332.

Zhang, L., Wang, S. X., Meng, Y., Hao, J.M. )2012(. Influence of Mercury and Chlorine Content of Coal on Mercury Emissions from Coal-Fired Power Plants in China. Environ. Sci. Technol., 46 )11(, pp. 6385–6392.

Zhang, L., Wang, S. X., Wang, F. Y., Yang, H., Wu, Q. R., Hao, J. M. )2013(. Mercury transformation and removal in three coal-fired power plants with selective catalytic reduction systems. The 11th International Conference on Mercury as a Global Pollutant, Edinburgh, Scotland, UK, 2013.

Zhang, L., Wang, S.X., Wang, L., Wu, Y., Duan, L., Wu, Q.R., Wang, F. Y., Yang, M., Yang, H., Hao, J.M, Liu, X. )2015(. Updated emission inventories for speciated atmospheric mercury from anthropogenic sources in China. Environ Sci Technol., 49)5(:3185-94. doi: 10.1021/es504840m.

Zhang, L. )2015(. Mechanism of mercury transformation and synergistic removal from coal combustion. Postdoctoral Research Report, Beijing, China, 2015.

Zhuo, Y. )2007(. Hg Emission from Six Coal-fired Power Plants in China and Its Implications, Mercury Emission from Coal, The 4th International Experts’ Workshop MEC-4, Tokyo, Japan, 13 –15 June 2007.

ZMWG )2015( ZMWG Comments on Guidance on BAT/BEP for Coal‐fired power plants and Coal‐fired industrial boilers 1 August 2015; http://mercuryconvention.org/Portals/11/documents/BAT-BEP%20draft%20guidance/Submissions/ZMWG_3.pdf

Zykov, A.M., Kolchin, K.I., Tumanovsky, A.G., Jozewicz, W. )2004(. Joint Russian-American Project to Enhance Performance of Electrostatic Precipitators Used at Power Plants in the Newly Independent States, The MEGA Symposium, Washington, DC, 2004.

73