【技術(shù)領(lǐng)域】

能源環(huán)保

【痛點(diǎn)問(wèn)題】

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

1）受活性炭?jī)r(jià)格限制和我國(guó)電力用煤煤種影響，面臨技術(shù)成本過(guò)高，適應(yīng)性差等問(wèn)題；

2）由于載汞活性炭無(wú)法同飛灰分離，將會(huì)造成飛灰品質(zhì)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(shù)舍棄了汞資源再利用價(jià)值，一定程度上造成了資源浪費(fèi)。

基于以上問(wèn)題，針對(duì)高效脫汞技術(shù)的開(kāi)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(shù)?；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(bào)道，煤中含鐵礦物成分經(jīng)燃燒后形成Fe2O3、Fe3O4，會(huì)同飛灰一并進(jìn)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(qiáng)的鐵磁性，可利用磁選機(jī)實(shí)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(zhì)汞轉(zhuǎn)化為二價(jià)汞。但是，該性質(zhì)受磁珠化學(xué)組分差異的影響，表現(xiàn)出不穩(wěn)定性。因此，需要進(jìn)一步改性活化，以提高其汞吸附能力。

本技術(shù)利用銅氯基催化氧化作用，令汞單質(zhì)與磁珠表面銅氯基活性位點(diǎn)通過(guò)化學(xué)吸附相結(jié)合，生成二價(jià)汞附著于磁珠表面，實(shí)現(xiàn)氣態(tài)汞的顆?；?，再利用后續(xù)顆粒物捕集裝置協(xié)同脫除煙氣中汞。

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

圖1 磁珠脫汞技術(shù)示意圖

圖2 磁珠分選系統(tǒng)

圖3 磁珠噴射系統(tǒng)

【技術(shù)優(yōu)勢(shì)】

1000MW燃煤機(jī)組磁珠脫汞示范項(xiàng)目應(yīng)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(yuǎn)低于國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，且能夠滿足國(guó)際《關(guān)于汞的水俁公約》限值。高品質(zhì)鐵磁性礦物和汞回收也屬于該技術(shù)重要一環(huán)，由此產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)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(shù)，可再生磁珠脫汞技術(shù)屬于高投資回報(bào)項(xiàng)目，具有強(qiáng)勁市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，有助于形成汞的產(chǎn)業(yè)閉環(huán)，完善工業(yè)煙氣汞處理整體產(chǎn)業(yè)鏈，將原有排汞致污企業(yè)，轉(zhuǎn)型為可持續(xù)循環(huán)的綠色生產(chǎn)企業(yè)。隨著該項(xiàng)技術(shù)的推廣應(yīng)用，將對(duì)我國(guó)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(guó)地位和國(guó)際形象，產(chǎn)生積極的影響和作用，具有十分顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。

【技術(shù)指標(biāo)】

目前，美、歐盟等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)300MW以上燃煤機(jī)組煙氣汞排標(biāo)準(zhǔn)為<1～4μg/m3，而我國(guó)頒發(fā)的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中，燃煤電廠汞排放濃度限定在<30μg/m3水平，隨著全球《關(guān)于汞的水俁公約》持續(xù)推進(jìn)，我國(guó)汞排放限值將進(jìn)一步收緊?；?000MW燃煤機(jī)組的可再生磁珠脫汞示范系統(tǒng)能夠?qū)崿F(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(guó)內(nèi)外各區(qū)域煙氣汞排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

【應(yīng)用場(chǎng)景】

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

【市場(chǎng)前景】

我國(guó)目前關(guān)于煙氣汞排放標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定相較于歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家仍處在寬松范圍，且針對(duì)行業(yè)較為單一。但是，為堅(jiān)定汞治理決心，履行《關(guān)于汞的水俁公約》義務(wù)，今后5-15年，國(guó)家將會(huì)進(jìn)一步加大煙氣汞排放治理，制定更嚴(yán)苛的煙氣汞排放標(biāo)準(zhǔn)，推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)立多領(lǐng)域全覆蓋，強(qiáng)制推廣防控的創(chuàng)新技術(shù)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(jīng)濟(jì)可持續(xù)性的可再生磁珠脫汞技術(shù)預(yù)計(jì)能夠在未來(lái)20年持續(xù)發(fā)力，推動(dòng)集中燃煤領(lǐng)域煙氣汞超低排放目標(biāo)達(dá)成。預(yù)估潛在市場(chǎng)規(guī)模可在百億規(guī)模。