【技術領域】

能源環(huán)保

【痛點問題】

汞嚴重危害人體健康和生態(tài)環(huán)境，我國是世界最大汞排放國，減排壓力巨大。燃煤是我國最主要的人為汞排放源。目前，國際上火力發(fā)電廠等燃煤領域針對煙氣汞排放問題主要沿用活性炭噴射技術治理，我國尚無專門針對煙氣汞排放控制的技術?；钚蕴繃娚涿摴夹g依舊存在諸多缺陷，具體如下：

1）受活性炭價格限制和我國電力用煤煤種影響，面臨技術成本過高，適應性差等問題；

2）由于載汞活性炭無法同飛灰分離，將會造成飛灰品質下滑，也使得沿飛灰再利用途徑形成汞的二次污染成為可能；

3）不可循環(huán)利用的活性炭噴射技術舍棄了汞資源再利用價值，一定程度上造成了資源浪費。

基于以上問題，針對高效脫汞技術的開發(fā)十分有必要。

【成果介紹】

本成果創(chuàng)造性地提出了一種可再生磁珠高效脫汞技術?；趧?chuàng)新性提出的“以廢治毒”思想，利用煤灰中磁珠制備可再生高效汞吸附劑，發(fā)明了可再生吸附劑噴射脫汞工藝系統(tǒng)。

據(jù)報道，煤中含鐵礦物成分經燃燒后形成Fe2O3、Fe3O4，會同飛灰一并進入煙氣管道，形成具有鐵磁性的顆粒物。此類顆粒物因其較強的鐵磁性，可利用磁選機實現(xiàn)分篩，所以具有作為磁性脫汞吸附劑載體的潛力。磁珠中所含鐵尖晶石具有一定的催化氧化活性，可以將單質汞轉化為二價汞。但是，該性質受磁珠化學組分差異的影響，表現(xiàn)出不穩(wěn)定性。因此，需要進一步改性活化，以提高其汞吸附能力。

本技術利用銅氯基催化氧化作用，令汞單質與磁珠表面銅氯基活性位點通過化學吸附相結合，生成二價汞附著于磁珠表面，實現(xiàn)氣態(tài)汞的顆?；倮煤罄m(xù)顆粒物捕集裝置協(xié)同脫除煙氣中汞。

該技術通過在煙氣處理系統(tǒng)中嵌入磁珠分選、活化和噴射系統(tǒng)，實現(xiàn)吸附劑在線制備與應用，能夠顯著減少脫汞工藝流程，降低技術成本。

圖1 磁珠脫汞技術示意圖

圖2 磁珠分選系統(tǒng)

圖3 磁珠噴射系統(tǒng)

【技術優(yōu)勢】

1000MW燃煤機組磁珠脫汞示范項目應用效果顯示，汞脫除效率維持在95%以上，排放煙氣汞濃度為0.4μg/m3，遠低于國內外現(xiàn)有大氣污染物排放標準，且能夠滿足國際《關于汞的水俁公約》限值。高品質鐵磁性礦物和汞回收也屬于該技術重要一環(huán)，由此產生的經濟效益能夠抵扣脫汞成本，壓縮靜態(tài)投資回收期低至2年以下。

相較于同類技術，可再生磁珠脫汞技術屬于高投資回報項目，具有強勁市場競爭力，有助于形成汞的產業(yè)閉環(huán)，完善工業(yè)煙氣汞處理整體產業(yè)鏈，將原有排汞致污企業(yè)，轉型為可持續(xù)循環(huán)的綠色生產企業(yè)。隨著該項技術的推廣應用，將對我國電力、冶金、建材等等行業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展，改善汞污染治理現(xiàn)狀，提升大國地位和國際形象，產生積極的影響和作用，具有十分顯著的經濟、社會和環(huán)境效益。

【技術指標】

目前，美、歐盟等發(fā)達國家和地區(qū)300MW以上燃煤機組煙氣汞排標準為<1～4μg/m3，而我國頒發(fā)的《火電廠大氣污染物排放標準》中，燃煤電廠汞排放濃度限定在<30μg/m3水平，隨著全球《關于汞的水俁公約》持續(xù)推進，我國汞排放限值將進一步收緊。基于1000MW燃煤機組的可再生磁珠脫汞示范系統(tǒng)能夠實現(xiàn)煙氣汞的超低排放，綜合脫汞效率維持在95%以上，汞排放濃度為0.4μg/m3，滿足國內外各區(qū)域煙氣汞排放標準要求。

【應用場景】

可再生磁珠高效脫汞技術主要適用于火電廠、冶金、水泥等大型集中燃煤行業(yè)。

【市場前景】

我國目前關于煙氣汞排放標準的設定相較于歐美等發(fā)達國家仍處在寬松范圍，且針對行業(yè)較為單一。但是，為堅定汞治理決心，履行《關于汞的水俁公約》義務，今后5-15年，國家將會進一步加大煙氣汞排放治理，制定更嚴苛的煙氣汞排放標準，推進標準設立多領域全覆蓋，強制推廣防控的創(chuàng)新技術和治理措施，大幅度降低煙氣汞排放總量，有效改善大氣污染和人居環(huán)境。因此，具有高效、穩(wěn)定、經濟可持續(xù)性的可再生磁珠脫汞技術預計能夠在未來20年持續(xù)發(fā)力，推動集中燃煤領域煙氣汞超低排放目標達成。預估潛在市場規(guī)?？稍诎賰|規(guī)模。