CN101209395B - 锅炉炉内脱硫脱硝固汞的一体化方法 - Google Patents

锅炉炉内脱硫脱硝固汞的一体化方法 Download PDF

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Abstract

锅炉炉内一体化脱硫脱硝固汞技术，通过在锅炉炉膛内喷入改性MnO2，利用氧化锰的强氧化性综合去除二氧化硫、氧化氮和汞，同时改性MnO2去除多污染物的反应有利于微小灰颗粒的团聚，从而该方法还可以降低锅炉可吸入颗粒物PM2.5的排放。

Description

锅炉炉内脱硫脱硝固汞的一体化方法
技术领域
本发明属于能源动力工程领域，涉及锅炉炉内高效低成本的一体化多污染物SO2、NOx、Hg和PM2.5等的控制方法。
背景技术
环保项目只有社会效益，而对企业无经济效益，目前已工业化成熟的湿法污染物控制技术的投资、运行和维护费用较高，干法污染物控制技术的去除效率较低，而且大多数技术都只能控制一种污染物，随着人们对环境的重视以及环境立法标准的提高，迫切需要研究一种低成本的多污染物SO2、NOx、Hg和PM2.5等的控制方法。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术中干法去除污染物效率低、湿法去除污染物成本高和存在二次污染、以及一种方法只能去除一种污染物的缺点。
锅炉炉内脱硫脱硝固汞一体化方法的功能：锅炉炉内一体化脱硫脱硝固汞技术，通过在锅炉炉膛内喷入改性MnO2，利用氧化锰的强氧化性综合去除二氧化硫、氧化氮和汞，同时改性MnO2去除多污染物的反应有利于微小灰颗粒的团聚，从而该方法还可以降低锅炉可吸入颗粒物PM2.5的排放。
锅炉炉内脱硫脱硝固汞一体化方法原理：锅炉炉内一体化脱硫脱硝固汞技术是采用直流或旋流高湍动能射流喷射改性MnO2综合去除SO2、NOx、Hg和PM2.5的方法。
改性MnO2脱硫、脱硝和脱汞反应如下：
NOx+MnO2→Mn(NO3)2
SOx+MnO2→MnSO4
Hg0+MnO2→Hg2++MnO2→MnHg复合体
NOx包括所有的氮氧化物，SOx包括所有的硫氧化物，汞包括单质汞和化合汞。
改性MnO2去除多污染物的生成物由锅炉除尘器捕集，锰盐存在不影响锅炉飞灰的综合利用。
去除多污染物用的锰化合物的化合价是2+、3+和4+，对应的氧化物是MnO、Mn2O3和MnO2，Mn2O3是MnO和MnO2的固熔体混合物，分子式符号MnO2代表各种类型的锰氧化物，其中各种氧化物都存在，最有活性的锰吸收剂的分子式为MnO1.7-1.9，它对应的锰化合价为3.4+～3.9+；
改性MnO2是基于氧化锰的CaO或/和其他金属如K、Na的氧化物或盐的固熔体混合物；
改性MnO2的平均粒径为65μm；
改性MnO2用空气或烟气或氮气携带，其直流射流速度为40m/s～70m/s，(氧化锰粉粒浓度由污染物浓度决定)，其旋流强度为1～4.5；
改性MnO2喷口布置在燃烧器上方温度为1100℃～1400℃的区域，可角置、可墙置，可反切、可对冲布置。
本发明得到的效果是：锅炉炉内脱硫脱硝固汞的一体化方法的脱硫效率、脱硝率和脱汞率分别可达80％以上。该技术达到较高的脱硝率不需要昂贵的催化剂，该技术比SCR+Wet FGD组合技术的投资节省50％～70％、运行和维护节省60％～75％。强湍动直流或旋流射流与垂直旋转火焰相互作用可增大湍动能以加快燃烧反应速度，从而可以采用较低的过量空气系数，更进一步提高燃烧效率和脱除污染物的效率。
锅炉炉内脱硫脱硝固汞的一体化方法具有较高的技术先进性，国内外市场前景广阔。
附图说明
图1是本发明锅炉炉内脱硫脱硝固汞的一体化方法和装置的示意图；
图2是改性氧化锰的喷口形式；
图3是改性氧化锰喷口的布置形式。
具体实施方式
如图1-3所示，在燃烧器上方温度为1100℃～1400℃的区域，以角置或者墙置，反切或对冲方式布置若干个(4或12个)改性氧化锰喷口。改性氧化锰粉末中含有MnO、Mn2O3和MnO2，其中高活性组分MnO1.7-1.9占总量的90％以上，改性组分CaO等占总量的1～10％。平均粒径为65μm的氧化锰粉末用空气携带，以50m/s直流射流速度喷射，其旋流强度为1～4.5。以持续喷射方式处理布置在温度为1000～1400℃的位置，锰吸收剂的生成物由锅炉除尘器捕集。该方法对于氮氧化物、硫氧化物和汞的去除率分别可达到80％以上。

Claims (11)

1.一种锅炉炉内脱硫脱硝固汞的一体化方法，其特征在于：在炉膛或高温烟道内布置改性MnO2混合物喷口，所述改性MnO2混合物是基于氧化锰的碱金属、碱土金属氧化物或盐的固溶体混合物。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述改性MnO2混合物是基于氧化锰的CaO的固熔体混合物。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：去除多污染物用的改性MnO2混合物中含有MnO、Mn2O3或MnO2，其中Mn2O3是MnO和MnO2的固溶体混合物。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：去除多污染物用的改性MnO2混合物中含有MnO、Mn2O3或MnO2，其中Mn2O3是MnO和MnO2的固溶体混合物。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于：改性MnO2混合物为包括分子式为MnO1.7-1.9的固熔体混合物。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于：改性MnO2混合物为包括分子式为MnO1.7-1.9的固熔体混合物。
7.如权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于：所述改性MnO2混合物的平均粒径为65μm。
8.如权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于：所述改性MnO2混合物用空气或烟气或氮气携带。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：采用直流或旋流高湍动能射流喷射，其直流射流速度为40m/s～70m/s，其旋流强度为1～4.5。
10.如权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于：所述改性MnO2混合物喷口布置在燃烧器上方温度为1100℃～1400℃的区域，以角置、墙置、反切或对冲方式布置。
11.如权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于：改性MnO2混合物去除多污染物的生成物由锅炉除尘器捕集。
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