HID光源內(nèi)的含汞量分析電子版本

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。HID光源內(nèi)的含汞量分析-HID光源內(nèi)的含汞量分析1、前言高強度氣體放電燈（）是繼白熾燈、熒光燈后的第三代光源，是電光源發(fā)展史上的一大革命。使光源的光效得到大幅度提高，功率范圍也顯著擴大。幾十年來，各種光源如高壓汞燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈都得到了長足的進展。光源離不開汞的使用，或者說現(xiàn)代光源包括高壓汞燈、高壓鈉燈、金鹵燈，乃至超高壓汞燈在內(nèi)的各種HID無一不是汞蒸汽的杰出效應。隨著人們對汞危害認識的提高，對HID光源的使用也提出了疑問。并引出一系列相關問題：如何全面評價光源中的汞？從環(huán)保角度看含汞燈的

2、汞含量是多少可以接受？如何評價無汞的光源？這些問題在社會上甚至在業(yè)界內(nèi)引起了很大反響，有些學者把燈內(nèi)無汞作為綠色光源的首要標志而不談光效與壽命，某些權(quán)威部門甚至想出臺限制含汞光源的措施。為此，本文就光源及其汞含量問題進行如下分析。2、HID光源中汞的來源污染環(huán)境的汞來自兩個方面，一個當然是制燈消耗和燈廢棄時燈內(nèi)的汞；另一個未被大眾所認識的來源是點燈耗電時，火電廠燃燒煤炭燃料中也有汞釋放到大氣中。而電光源在全壽命期間造成環(huán)境污染的總汞量為這二者之和。為了定量分析燈中對環(huán)境造成污染的汞主要來源，我們必須先計算電光源每消耗kWh的電能，發(fā)電廠的排汞量，而這取決于每千克煤炭內(nèi)的含汞量、每發(fā)1kWh電的

3、耗煤量以及火力發(fā)電的比例（基本上認為非火力發(fā)電不存在汞的散發(fā)）。汞是煤炭中的伴生雜質(zhì)，各種煤炭的汞含量也不盡相同，通常含量為，綜合值為，即每燃燒煤就有汞排向大氣?；鹆Πl(fā)電煤耗為/kWh標煤（機組）到/kWh標煤（機組），平均標煤耗量為/kWh。目前，中國火力發(fā)電占總發(fā)電量的比例為，（水力占，其他占），這三者的乘積為：/當然在不同的國家有不同的值。隨著發(fā)電技術(shù)的進步和燃煤電站比例的減少，此值呈下降趨勢。為了能夠比較不同類型的光源，我們引入一個參數(shù)，表示一個燈在單位時間內(nèi)發(fā)出單位光通量的總釋汞量。筆者用每千流明每千小時釋汞的毫克數(shù)表示，稱為總釋汞度?？傖尮裙剑?式中:燈內(nèi)的含汞量；該光源壽命期

4、間的平均總光通量（L）；光源的壽命（）；每發(fā)1kWh電發(fā)電廠向大氣排放的汞量為/；光源最基本的一個參數(shù)“發(fā)光效能”（L/）。3、不同類型的有不同的總釋汞度我們分別計算不同燈（也包括了無汞的白熾燈和熒光燈作為參照）的釋汞度，結(jié)果如下表所示。4、大功率長壽命燈可近似看作無汞光源在總釋汞公式中，當/時，可以近似地把燈看成無汞光源，這樣“無汞光源”的條件是。只要燈的功率足夠大，壽命足夠長，這個條件總能滿足。對功率為，壽命為h的任何光源，燈內(nèi)含汞量小于，比它低了一個數(shù)量級，可以忽略不計。這時總釋汞量為/，因此大功率長壽命的燈可以近似地看成無汞光源，它的首要環(huán)保目標不是降低燈內(nèi)的汞，而是提高光效。從上表中

5、最右一列可以清楚地看出：（1）環(huán)境總的汞污染不能只看燈內(nèi)的含汞量，無汞的白熾燈實際上比任何光源的汞污染都高；（2）與熒光燈（包括緊湊熒光燈）的汞污染相比，標準高壓汞燈與之相當，而高壓鈉燈、金鹵燈要好得多；（3）在中，自鎮(zhèn)流高壓汞燈的汞污染最高；（4）總的來說，對環(huán)境總汞污染最低。5、無汞光源必須達到的光效如何評價新的無汞光源？首先，無汞光源應該代表光源特別是小功率的燈的一個發(fā)展方向，真正有意義的無汞光源必須達到一定的發(fā)光效能。上面我們計算了每種燈的總釋汞度，相應的無汞燈的總釋汞度至少不能比這個數(shù)值高。根據(jù)/，當時，公式變成/，得出無汞燈應達到的最低光效：/對于無汞高壓鈉燈，/L/；對于無汞金鹵

6、燈，/6L/。然而，市場上某些自詡封為綠色燈的市售無汞高壓鈉燈，光效還不到L/。6、含汞燈的回收燈的使用范圍一直在不斷擴大，已從室外照明延伸到室內(nèi)照明和汽車照明，因此，生產(chǎn)量以極快的速度發(fā)展著，到年我國年產(chǎn)量就已經(jīng)超過1億只。因為每只燈的絕對用汞量依然比較高，所以，如果能夠回收壽命終了的含汞光源中的汞，對環(huán)境保護非常有利。其實關于含汞廢光源的回收，世界上已有較成熟的工藝設備，其原理無外乎高溫蒸發(fā)、過濾收集和水沖擊沉淀收集幾種方法。汞的回收率接近，并且回收分離出來的玻璃和金屬仍具有利用價值。對于雙層玻殼的，由于燈中的汞只存在于放電管內(nèi)，回收設備的原理其實并不太復雜。占總重量以上的玻璃的回收率可高達。但是，目前在我國還沒有那個企業(yè)設立了廢光源的回收線，這與回收成本