成果推介 | 基于可再生吸附剂的高效烟气脱汞及汞回收技术

【技术领域】

能源环保

【痛点问题】

汞严重危害人体健康和生态环境，我国是世界最大汞排放国，减排压力巨大。燃煤是我国最主要的人为汞排放源。目前，国际上火力发电厂等燃煤领域针对烟气汞排放问题主要沿用活性炭喷射技术治理，我国尚无专门针对烟气汞排放控制的技术。活性炭喷射脱汞技术依旧存在诸多缺陷，具体如下：

1）受活性炭价格限制和我国电力用煤煤种影响，面临技术成本过高，适应性差等问题；

2）由于载汞活性炭无法同飞灰分离，将会造成飞灰品质下滑，也使得沿飞灰再利用途径形成汞的二次污染成为可能；

3）不可循环利用的活性炭喷射技术舍弃了汞资源再利用价值，一定程度上造成了资源浪费。

基于以上问题，针对高效脱汞技术的开发十分有必要。

【成果介绍】

本成果创造性地提出了一种可再生磁珠高效脱汞技术。基于创新性提出的“以废治毒”思想，利用煤灰中磁珠制备可再生高效汞吸附剂，发明了可再生吸附剂喷射脱汞工艺系统。

据报道，煤中含铁矿物成分经燃烧后形成Fe2O3、Fe3O4，会同飞灰一并进入烟气管道，形成具有铁磁性的颗粒物。此类颗粒物因其较强的铁磁性，可利用磁选机实现分筛，所以具有作为磁性脱汞吸附剂载体的潜力。磁珠中所含铁尖晶石具有一定的催化氧化活性，可以将单质汞转化为二价汞。但是，该性质受磁珠化学组分差异的影响，表现出不稳定性。因此，需要进一步改性活化，以提高其汞吸附能力。

本技术利用铜氯基催化氧化作用，令汞单质与磁珠表面铜氯基活性位点通过化学吸附相结合，生成二价汞附着于磁珠表面，实现气态汞的颗粒化，再利用后续颗粒物捕集装置协同脱除烟气中汞。

该技术通过在烟气处理系统中嵌入磁珠分选、活化和喷射系统，实现吸附剂在线制备与应用，能够显著减少脱汞工艺流程，降低技术成本。

图1 磁珠脱汞技术示意图

图2 磁珠分选系统

图3 磁珠喷射系统

【技术优势】

1000MW燃煤机组磁珠脱汞示范项目应用效果显示，汞脱除效率维持在95%以上，排放烟气汞浓度为0.4µg/m3，远低于国内外现有大气污染物排放标准，且能够满足国际《关于汞的水俣公约》限值。高品质铁磁性矿物和汞回收也属于该技术重要一环，由此产生的经济效益能够抵扣脱汞成本，压缩静态投资回收期低至2年以下。

相较于同类技术，可再生磁珠脱汞技术属于高投资回报项目，具有强劲市场竞争力，有助于形成汞的产业闭环，完善工业烟气汞处理整体产业链，将原有排汞致污企业，转型为可持续循环的绿色生产企业。随着该项技术的推广应用，将对我国电力、冶金、建材等等行业的可持续健康发展，改善汞污染治理现状，提升大国地位和国际形象，产生积极的影响和作用，具有十分显著的经济、社会和环境效益。

【技术指标】

目前，美、欧盟等发达国家和地区300MW以上燃煤机组烟气汞排标准为<1～4µg/m3，而我国颁发的《火电厂大气污染物排放标准》中，燃煤电厂汞排放浓度限定在<30µg/m3水平，随着全球《关于汞的水俣公约》持续推进，我国汞排放限值将进一步收紧。基于1000MW燃煤机组的可再生磁珠脱汞示范系统能够实现烟气汞的超低排放，综合脱汞效率维持在95%以上，汞排放浓度为0.4µg/m3，满足国内外各区域烟气汞排放标准要求。

【应用场景】

可再生磁珠高效脱汞技术主要适用于火电厂、冶金、水泥等大型集中燃煤行业。

【市场前景】

我国目前关于烟气汞排放标准的设定相较于欧美等发达国家仍处在宽松范围，且针对行业较为单一。但是，为坚定汞治理决心，履行《关于汞的水俣公约》义务，今后5-15年，国家将会进一步加大烟气汞排放治理，制定更严苛的烟气汞排放标准，推进标准设立多领域全覆盖，强制推广防控的创新技术和治理措施，大幅度降低烟气汞排放总量，有效改善大气污染和人居环境。因此，具有高效、稳定、经济可持续性的可再生磁珠脱汞技术预计能够在未来20年持续发力，推动集中燃煤领域烟气汞超低排放目标达成。预估潜在市场规模可在百亿规模。