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我国的汞污染排放状况已经引起了全球范围的高度关注。燃煤电厂排放的零价汞是我国大气汞的主要来源。国际上用于控制燃煤电厂零价汞排放的技术为活性炭吸附法和SCR协同氧化法,但这两种技术的脱汞效率较依赖于原煤氯含量,且会将汞引入燃煤副产物中造成二次污染,限制了这两种技术在我国的推广应用。本文中创新性地提出了以磁性Fe-Ti-Mn尖晶石和磁黄铁矿为吸附剂,分别协同静电除尘器(ESP)+布袋除尘器(FF)和湿式电除尘器(WESP)集中控制烟气汞污染的技术工艺,并开发了用于储存高浓度气态零价汞的吸附材料铁闪锌矿。主要研究成果如下:(1)Fe-Ti-Mn尖晶石喷入ESP后FF前的烟气中吸附零价汞。在150 ℃含有400 ppm SO2和10%H2O的模拟烟气条件下,Fe-Ti-Mn尖晶石的零价汞吸附容量为0.8 mg g-1。由于Fe-Ti-Mn尖晶石的超顺磁性,可通过磁分离将其从FF捕集的细粒子飞灰中分离出来。吸附在Fe-Ti-Mn尖晶石上的HgO在450℃热处理时再次分解,产生高浓度的气态零价汞,从而实现吸附剂的再生和汞的集中控制。此外,研究通过水洗改善了 Fe-Ti-Mn 尖晶石在循环吸附中因 S02 导致的硫化失活现象。(2)磁黄铁矿喷入WESP前的烟气中吸附零价汞。在60 ℃的模拟烟气中磁黄铁矿的零价汞吸附速率为0.28ugg-1 min-1,其吸附活性不受烟气中SO2的影响。磁黄铁矿可通过磁分离从WESP捕集的混合物中回收,经热再生后再次投入烟气中吸附零价汞。在5次吸附再生循环中,磁黄铁矿始终保持着优秀的零价汞去除效率和强磁性。同时,烟气中低浓度的零价汞在再生过程中被富集成高浓度的汞蒸气,便于汞的集中控制。(3)由水热法合成的铁闪锌矿(Fe0.1Zn0.9S)在室温下的零价汞吸附速率达4.82ug g-1 min-1,吸附容量高于8.65 mg g-1可用于储存由吸附剂再生过程释放的高浓度零价汞。零价汞以HgS的形式吸附在铁闪锌矿上,室温下稳定存在,在溶液中不存在浸出毒性。铁闪锌矿还可作为液态汞泄漏后的处置材料,8 g铁闪锌矿能够完全遏制0.3 g液态汞向环境中释放气态零价汞。总之,运用Fe-Ti-Mn尖晶石、磁黄铁矿和铁闪锌矿能够实现燃煤烟气中零价汞污染的集中控制并使之资源化利用,具有广阔的应用前景。