CN102101007A - 一种燃煤电厂烟气的脱汞方法及其所用的脱汞剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种燃煤电厂烟气的脱汞方法及其所用的脱汞剂。按照重量百分比计算，该脱汞剂是由质量比为5～10∶1000的氧化钴和氯化铜混合而成的。本发明所采用的脱汞剂可直接用于石灰石-石膏湿法脱硫系统中，使用简单，操作方便，不需要对现有设备进行改造，成本低；使用该脱汞剂的脱汞方法脱汞效率高，不易腐蚀设备，且不会产生二次污染，还能够将烟气中的NO氧化为易溶于水的NO2，实现同时脱硝脱汞的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃煤电厂烟气的脱汞方法及其所用的脱汞剂，属于烟气净化技术领域。
背景技术
煤的燃烧是造成我国生态环境恶化的最大污染源之一。其中SO2污染已经基本得到控制，NOx排放标准也将在“十二五”规划中颁布，对Hg的排放标准进行控制也势在必行。目前成熟的脱汞技术是活性炭喷射。但是此种脱除方法脱汞费用相当昂贵，据美国能源部估计，活性炭喷射的运行费用为2.5-7万美元/吨汞，这对很多电厂来说都是难以承受的。近期美国能源部和国家电力研究院联合研发了催化剂催化氧化脱汞技术。催化氧化脱汞即在湿法脱硫前将单质Hg氧化为水溶性Hg2+，从而在随后的湿法脱硫中除去。但是此种技术可能将SO2氧化成SO3，这是我们不希望看到的。目前此工艺还处在实验室阶段，未实现工业化。
我国的石灰石-石膏湿法脱硫工艺占国内脱硫工艺的85％以上，如果在湿法脱硫的同时，将Hg一并除去，不但达到了脱汞的目的，而且还节省了投资费用。目前此类脱汞剂归纳起来大概有两种。一种是在沸石、Al2O3等载体上负载氧化锰、氧化钴、氧化铁等单种或两种及以上氧化物，目的是将单质Hg氧化为Hg2+除去，US3803803、CN1331571C以及CN101653690A都属于此种技术。但是此种方法的工序复杂，需要经过浸渍、干燥、活化、煅烧等工段，两种及以上氧化物的工艺还有混捏、干燥、活化、干燥等，导致运行成本较高。另外一种是在石灰石浆液中加入Na2S溶液(专利申请CN101850212A)，此种方法操作简单，运行成本也较低，但是在脱除单质Hg反应中需烟气中的单质Hg和液相中的固体单质S反应，属于气固反应，反应较难发生，需要单质S过量很多才能达到高的脱汞效率。而未反应的高浓度的单质S无论是从吸收塔随烟气排出还是沉淀在石膏浆液里，都会造成二次污染。本发明便是针对以上不足，提供一种使用简单，脱汞效率高而又无二次污染的脱汞剂。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种燃煤电厂烟气的脱汞方法及其所用的脱汞剂。该脱汞剂可直接用于石灰石-石膏湿法脱硫系统中，实现脱硫的同时达到脱汞的目的；其操作简单，成本低，脱汞效率高且无二次污染。
本发明的技术方案：一种用于燃煤电厂烟气脱汞的脱汞剂，是由质量比为5～10∶1000的氧化钴和氯化铜混合而成的；优选由质量比为7∶1000的氧化钴和氯化铜混合而成。
前述氧化钴为工业级Co3O4。
前述氯化铜为工业级CuCl2·2H2O。
用上述脱汞剂的燃煤电厂烟气脱汞方法一：包括以下步骤：
(a)将脱汞剂加至石灰石-石膏湿法脱硫系统的地坑中，用地坑中已有的石灰石浆液和/或添加工艺水进行溶解，使脱汞剂在总浆液中的浓度为200～1000ppm，再用地坑泵将浆液打入吸收塔顶部；
(b)含有脱汞剂的浆液在吸收塔中喷淋而下，对逆流而上的含二氧化硫的烟气进行喷淋、吸收，吸收后的浆液被氧化风机鼓入的空气氧化；(脱汞剂中CuCl2在水中发生水解，产生HCl，HCl在氧化钴的催化作用下，和Hg反应生成HgCl2；同时，NO在氧化钴的催化作用下，被空气氧化为易溶于水的NO2；由于氧化钴只是催化剂，本身不参与反应，又因其用量极少，不会对环境造成污染。)
(c)从吸收塔排出的浆液送至石膏脱水系统进行脱水处理，分离成石膏和水。
用上述脱汞剂的燃煤电厂烟气脱汞方法二：包括以下步骤：
(a)将脱汞剂加入石灰石-石膏湿法脱硫系统所用的石灰石浆液中，脱汞剂在总浆液中的浓度为200～1000ppm，搅拌混匀；
(b)将石灰石浆液从塔顶喷入吸收塔内，喷淋而下的浆液与逆流而上的含二氧化硫的烟气直接接触，进行吸收反应，反应后的浆液被氧化风机鼓入的空气氧化；(脱汞剂中CuCl2在水中发生水解，产生HCl，HCl在氧化钴的催化作用下，和Hg反应生成HgCl2；同时，NO在氧化钴的催化作用下，被空气氧化为易溶于水的NO2；由于氧化钴只是催化剂，本身不参与反应，又因其用量极少，不会对环境造成污染。)
(c)从吸收塔排出的浆液送至石膏脱水系统进行脱水处理，分离成石膏和水。
本发明烟气脱汞过程的化学反应原理为：
CuCl2+2H2O→2HCl+Cu(OH)2 
本发明所采用的脱汞剂及脱汞方法与现有技术相比，具有如下的优点：
1)该脱汞剂可直接用于石灰石-石膏湿法脱硫系统中，使用简单，操作方便，不需要对现有设备进行改造，成本低；
2)该脱汞剂和脱汞方法能够将烟气中的NO氧化为易溶于水的NO2，实现同时脱硝脱汞的效果；
3)该脱汞剂及脱汞方法脱汞效率高，不易腐蚀设备，且不会产生二次污染。
具体实施方式
实施例1：脱汞剂的组成：5重量份的工业级Co3O4和1000重量份的工业级CuCl2·2H2O。
加入脱汞剂之前：石灰石-石膏湿法脱硫系统中负荷为280MW，SO2入口浓度3000ppm，脱硫效率95％，脱硝率为10％，脱汞率为20％。
采用本发明所述脱汞方法：将上述脱汞剂加至石灰石-石膏湿法脱硫系统的地坑中，用地坑中已有的石灰石浆液进行溶解，使脱汞剂在总浆液中的浓度为500ppm，再用地坑泵将浆液打入吸收塔顶部；含有脱汞剂的浆液在吸收塔中喷淋而下，对逆流而上的含二氧化硫的烟气进行喷淋、吸收，吸收后的浆液被氧化风机鼓入的空气氧化。运行稳定后脱硫率稳定在97％，脱硝率为50％，脱汞率为80％。
实施例2：脱汞剂的组成：7重量份的工业级Co3O4和1000重量份的工业级CuCl2·2H2O。
加入脱汞剂之前：石灰石-石膏湿法脱硫系统中负荷为330MW，SO2入口浓度3500ppm，脱硫效率92％，脱硝率为15％，脱汞率为40％。
采用本发明所述脱汞方法：将上述脱汞剂加至石灰石-石膏湿法脱硫系统的地坑中，用地坑中已有的石灰石浆液并添加工艺水进行溶解，使脱汞剂在总浆液中的浓度为600ppm，再用地坑泵将浆液打入吸收塔顶部；含有脱汞剂的浆液在吸收塔中喷淋而下，对逆流而上的含二氧化硫的烟气进行喷淋、吸收，吸收后的浆液被氧化风机鼓入的空气氧化。运行稳定后脱硫率稳定在93％，脱硝率为55％，脱汞率为90％。
实施例3：脱汞剂的组成：10重量份的氧化钴和1000重量份的氯化铜。
加入脱汞剂之前：石灰石-石膏湿法脱硫系统中负荷为330MW，SO2入口浓度5000ppm，脱硫效率90％，脱硝率为20％，脱汞率为30％。
采用本发明所述脱汞方法：将上述脱汞剂加入石灰石-石膏湿法脱硫系统所用的石灰石浆液中，脱汞剂在总浆液中的浓度为1000ppm，搅拌混匀；将石灰石浆液从塔顶喷入吸收塔内，喷淋而下的浆液与逆流而上的含二氧化硫的烟气直接接触，进行吸收反应，反应后的浆液被氧化风机鼓入的空气氧化。运行稳定后脱硫率稳定在92％，脱硝率为70％，脱汞率为90％。
Claims (6)
1.一种用于燃煤电厂烟气脱汞的脱汞剂，其特征在于：它是由质量比为5～10∶1000的氧化钴和氯化铜混合而成的。
2.根据权利要求1所述用于燃煤电厂烟气脱汞的脱汞剂，其特征在于：它是由质量比为7∶1000的氧化钴和氯化铜混合而成的。
3.根据权利要求1或2所述用于燃煤电厂烟气脱汞的脱汞剂，其特征在于：所述氧化钴为工业级Co3O4。
4.根据权利要求1或2所述用于燃煤电厂烟气脱汞的脱汞剂，其特征在于：所述氯化铜为工业级CuCl2·2H2O。
5.用权利要求1-4中任一项所述脱汞剂的燃煤电厂烟气脱汞方法，其特征在于：包括以下步骤：
(a)将脱汞剂加至石灰石-石膏湿法脱硫系统的地坑中，用地坑中已有的石灰石浆液和/或添加工艺水进行溶解，使脱汞剂在总浆液中的浓度为200～1000ppm，再用地坑泵将浆液打入吸收塔顶部；
(b)含有脱汞剂的浆液在吸收塔中喷淋而下，对逆流而上的含二氧化硫的烟气进行喷淋、吸收，吸收后的浆液被氧化风机鼓入的空气氧化；
(c)从吸收塔排出的浆液送至石膏脱水系统进行脱水处理，分离成石膏和水。
6.用权利要求1-4中任一项所述脱汞剂的燃煤电厂烟气脱汞方法，其特征在于：包括以下步骤：
(a)将脱汞剂加入石灰石-石膏湿法脱硫系统所用的石灰石浆液中，脱汞剂在总浆液中的浓度为200～1000ppm，搅拌混匀；
(b)将石灰石浆液从塔顶喷入吸收塔内，喷淋而下的浆液与逆流而上的含二氧化硫的烟气直接接触，进行吸收反应，反应后的浆液被氧化风机鼓入的空气氧化；
(c)从吸收塔排出的浆液送至石膏脱水系统进行脱水处理，分离成石膏和水。
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