基于煤燃烧过程中产生的非常规污染物（PM2.5、重金属、汞、SO3、VOCs等）的生成与排放特征，针对当前烟气净化系统脱除技术存在的问题，系统分析了各种非常规污染物控制技术的优缺点及面临的挑战，提出具有发展前景的新型高效非常规污染物控制技术。研究发现，目前针对PM2.5、重金属、汞、SO3等非常规污染物的前沿控制技术分别有PM2.5化学团聚技术、重金属异相凝并技术、磁珠脱汞技术、非碱基吸附剂SO3控制技术等。鉴于我国复杂煤种及非常规污染物排放现状，燃煤电站应采取适宜的非常规污染物脱除方法，大力推进多污染物协同控制技术的应用。
煤燃烧非常规污染物排放控制
张军营1,2，崔向峥1，王志康1，王建豪3，肖日宏1，熊 卓1，赵永椿1,2
1.华中科技大学 煤燃烧与低碳利用全国重点实验室
2.国家环境保护燃煤低碳利用与重金属污染控制工程技术中心
3.国家能源集团 科学技术研究院有限公司 武汉分公司
1）PM2.5化学团聚强化除尘技术，促进燃煤烟气细颗粒物的脱除。
2）重金属异相凝并技术，脱除燃煤烟气中气态和颗粒态重金属。
3）磁珠脱汞技术，利用飞灰中磁珠脱除烟气中汞及实现汞高值回收。
4）SO3高温磺化技术，基于非碱基吸附剂高温磺化实现SO3的有效脱除。
研究背景
随着工业的发展，人们越来越重视环保和健康问题，燃煤电站是大气污染物的主要人为排放源之一。目前，我国针对粉尘、SO2、NOx等常规污染物的控制已达到国际领先水平。与此同时，针对燃煤过程产生的非常规污染物（PM2.5、重金属、汞、SO3、VOCs等）的排放控制成为当下研究的热点和难点。因此，论述了当前非常规污染物排放及控制现状，提出系列新型的非常规污染物排放控制思路和方法，为燃煤电站非常规污染物排放控制技术的发展和应用提供参考。
研究内容
基于燃煤电站非常规污染物的生成与排放特征，分析了当前非常规污染物控制技术的优缺点及面临的挑战。从多种团聚技术角度分析了煤燃烧PM2.5排放控制现状，介绍了化学团聚技术的示范效果和应用情况；从燃烧前、燃烧中和燃烧后3个阶段分析了重金属排放控制现状，阐述了异相凝并技术治理重金属污染的优势；从碳基和非碳基吸附剂角度分析了汞排放控制现状，强调了磁珠脱汞技术治理燃煤烟气汞排放的新型理念；从碱基吸附剂、化学团聚和非碱基吸附剂等角度分析了SO3排放控制现状，突出了非碱基吸附剂高温磺化脱除SO3的创新思路；从尾部烟气净化装置和活性炭喷射技术角度分析了VOCs排放控制现状。针对我国非常规污染物控制现状，提出适宜的污染物协同脱除方法。
研究结论
针对燃煤电站非常规污染物的排放及控制现状进行系统总结分析。在实现“碳达峰、碳中和”目标的大背景下，鉴于当前环境污染相关问题，我国在实现常规污染物（烟尘、NOx、SO2）超低排放的同时，迫切需要大力发展PM2.5、重金属、汞、SO3、VOCs等非常规污染物控制技术。
1）非常规污染物浓度的准确监测是探究其排放特性和开发控制技术的基础前提。现有APCDs装置可脱除部分非常规污染物，是当前燃煤电站协同控制非常规污染物的主要途径。
2）单一的脱除方式难以从根本上实现非常规污染物经济高效控制。在现有APCDs装置的基础上，选择高效、绿色、经济的新型多污染物协同脱除技术势在必行。
3）非常规污染物控制应根据电厂实际污染物排放情况，系统考虑多因素的影响，借鉴前期成功应用案例的经验，选择适合的非常规污染物治理方案。
图1 燃煤烟气PM2.5化学团聚工艺
图2 烟气中重金属异相凝并机理示意
图3 飞灰中磁珠脱除烟气中单质汞及汞回收技术工艺
引用格式：
张军营,崔向峥,王志康,等.煤燃烧非常规污染物排放控制[J].洁净煤技术,2023,29(10):1-16.
ZHANG Junying,CUI Xiangzheng,WANG Zhikang,et al.Emission control of unconventional pollutants during coal combustion[J].Clean Coal Technology,2023,29(10):1-16.
通讯作者
张军营，华中科技大学二级教授，博士生导师，华中卓越学者特聘教授，省新世纪人才，草原英才，3551创业人才，省双创战略团队带头人，西班牙国家煤炭研究所高级访问学者。主要从事燃煤非常规污染物排放控制、脱硫废水零排放以及CO2矿化利用等方面的技术研发，获国家发明专利50余项，2项获省知识产权局高价值专利，多项实现转化；发表SCI论文200余篇，H指数 51，合作出版中英文专著8部；获教育部自然科学一等奖、湖北省发明一等奖、中国专利优秀奖、中国产学研合作创新奖等奖励;负责“863”项目2项、“973”课题2项、国家基金7项，负责和参与湖北省和国家重点研发计划等其他纵向项目20余项，负责和参与国能集团、华电集团等央企横向项目10余项；发明的PM2.5化学团聚协同技术已较广泛应用，得到新华社、中央电视台、人民日报、中宣部学习强国、光明日报、科技日报、China Daily等报道。
课题组简介
非常规污染物控制团队（NCP团队）依托于华中科技大学能源与动力工程学院和煤燃烧与低碳利用全国重点实验室，长期致力于燃烧非常规污染物和二氧化碳的排放控制机理研究及技术开发，开展了细颗粒物化学团聚、重金属异相凝并、飞灰磁珠脱汞、三氧化硫磺化脱除、CO2矿化、CO2光电催化转化利用以及多污染物联合脱除与控制机理研究与工业示范。本团队现有教授2人，讲师1人，博士后1人，博士硕士研究生32人。共发表论文300余篇，申请发明专利50余项。课题组承担多项国家自然科学基金（包括重大项目课题、优秀青年基金、重点国际合作项目、面上项目等）、863、973、国家重点研发计划、科技部重大国际合作项目等研究任务，多项成果实现转化和应用，取得了丰厚的成果。
