【所屬領(lǐng)域】
能源環(huán)保
【痛點問題】
汞嚴(yán)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(lǐng)域針對煙氣汞排放問題主要沿用活性炭噴射技術(shù)治理，我國尚無專門針對煙氣汞排放控制的技術(shù)。活性炭噴射脫汞技術(shù)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(shù)成本過高，適應(yīng)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(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(shù)的開發(fā)是十分有必要。
【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)。基于創(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(jīng)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(zhì)汞轉(zhuǎn)化為二價汞。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通過化學(xué)吸附相結(jié)合，生成二價汞附著于磁珠表面，實現(xiàn)氣態(tài)汞的顆粒化，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(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)
圖4 磁珠改性制備系統(tǒng)
圖5 汞回收裝備
【技術(shù)優(yōu)勢】
1000MW燃煤機組磁珠脫汞示范項目應(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)低于國內(nèi)外現(xiàn)有大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，且能夠滿足國際《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)屬于高投資回報項目，具有強勁市場競爭力，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)。隨著該項技術(shù)的推廣應(yīng)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(chǎn)生積極的影響和作用，具有十分顯著的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。
【技術(shù)指標(biāo)】
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(biāo)準(zhǔn)為<1～4μg/m3，而我國頒發(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，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?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，滿足國內(nèi)外各區(qū)域煙氣汞排放標(biāo)準(zhǔn)要求。
【技術(shù)成熟度】
本項目成果處于可量產(chǎn)階段。
【應(yīng)用場景】
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)。
【市場前景】
我國目前關(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(guān)于汞的水俁公約》義務(wù)，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(yán)苛的煙氣汞排放標(biāo)準(zhǔn)，推進標(biāo)準(zhǔn)設(shè)立多領(lǐng)域全覆蓋，強制推廣防控的創(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)濟可持續(xù)性的可再生磁珠脫汞技術(shù)預(yù)計能夠在未來20年持續(xù)發(fā)力，推動集中燃煤領(lǐng)域煙氣汞超低排放目標(biāo)達成。預(yù)估潛在市場規(guī)模可在百億規(guī)模。
【知識產(chǎn)權(quán)】
本成果已申請并授權(quán)了9項中國發(fā)明專利。
【合作方式】
專利許可、面談等。
【聯(lián)系方式】
CG23020
