CN102500183A - 一种可以同时实现高效除尘脱汞的烟气净化系统 - Google Patents

Abstract

一种可以同时实现高效除尘脱汞的烟气净化系统，包括进口烟箱，进口烟箱连通静电除尘区，出口烟道连通布袋除尘区，静电除尘区与布袋除尘区之间设置吸附剂喷射区，烟气首先经过静电除尘区，脱除大部分大颗粒的粉尘；然后在吸附剂喷射区中，往烟气中喷入吸附剂；而后烟气通过布袋除尘区脱除剩余的粉尘和加入的吸附剂，实现高效除尘，并且由于吸附剂附着在布袋表面，因此也实现了高效脱汞，被布袋除尘器脱除的细灰，包括小颗粒粉尘和吸附剂，部分经由细灰回送装置，输送回吸附剂喷射区再次喷入烟气中脱汞，剩余部分细灰进入细灰仓；本装置可以以较低的成本，同时实现良好的除尘和脱汞效果。

Description

一种可以同时实现高效除尘脱汞的烟气净化系统

技术领域

[0001] 本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种可以同时实现高效除尘脱汞的烟气净化系统。

背景技术

[0002] 随着科学技术的发展以及环保意识的提高，燃煤电厂的污染物排放对环境的影响越来越受到重视，国家也不断提高着燃煤电厂的污染物排放标准。在最新制定的《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011)中，将燃煤电厂的烟尘排放限值从原有的50mg/m3降至30mg/m3，并首次提出了燃煤电厂所排放的汞及其化合物需达到0. 03mg/m3的排放限制要求，对其它污染物的排放也都提出了更高的要求。

[0003] 目前，我国已经具备成熟的脱硫、脱硝和除尘装置，通过完善的设计和良好的运行，这些设备可以达到各自的污染物控制目标，但是设备投资和运行费用高昂。在此情况下，若增设专用的脱汞设备，无疑会进一步加重电厂的负担。

[0004] 目前，国内对燃煤电厂的汞污染控制，尚未开展应用研究。而国外则通过多年的实践，已经积累了燃煤电厂汞污染控制的宝贵经验。国外成熟的汞污染控制技术主要分为两类，一类是协同脱汞技术，一类是吸附脱汞技术。

[0005] 协同脱汞技术，是利用电厂现有的烟气净化设备，在实现脱硫、脱硝、除尘的同时， 实现协同脱汞。其中，静电除尘器的平均脱汞效率约为27%，而布袋除尘器的平均脱汞效率可以达到58%。为了促进协同脱汞效率，同时尽量减少投资成本，目前的主要措施包括： 提高脱硫设备的脱汞效率、提高脱硝系统的汞氧化率、以及通过加入添加剂促进汞的氧化从而强化烟气净化设备对汞的脱除等方面。专利“强化湿法烟气脱硫系统除汞作用的方法”（专利号20061002833¾公布的就是通过在脱硫浆液中添加若干种含硫化学稳定剂或螯合剂，提高湿法脱硫系统的脱汞效率的方法。总体来说，协同脱汞技术的主要特点是投资和运行成本较低，但是受到了烟气净化系统的限制，在烟气净化系统的基础上，若想实现脱汞效率的大幅提高，难度很大。

[0006] 吸附脱汞技术，则是利用活性炭等吸附剂，对烟气中的汞进行吸附脱除。其中，欧洲主要采用的技术是在原有的烟气净化系统的后面增设专用的汞吸收固定床，其特点是脱汞效率高，并且便于对汞进行回收，但是投资成本和运行成本高昂。美国主要采用的技术是在空预器前后喷入粉末状的活性炭吸附剂，其特点是投资成本低，但是运行成本仍然很高，且会对飞灰的综合利用造成影响。专利“用于脱除烟气中汞的吸附剂及相应的脱汞方法”（专利号CN03816017.X)公布的就是实现高效脱汞专用的粉末状溴化活性炭的制备方法，以及将吸附剂喷入空气预热器后实现汞污染控制的方法。总体来说，吸附脱汞技术的主要特点是投资和运行成本高昂，但是适应性广，而且可以实现脱汞效率的大幅提高，是目前国际上采用的最主要的汞污染控制技术。

[0007] 截止2009年底，我国燃煤电厂中，100%的安装有除尘设备，而建有脱硫系统的机组约占火电装机容量的71 %，建有脱硝系统的机组约占火电装机容量的6. 7 %。因此，充分

3利用脱硫系统和除尘设备，实现协同脱汞，并且与适应性广、脱汞效率高的吸附脱汞技术相结合，是适合于我国燃煤电厂的汞污染控制技术。

[0008] 而燃煤电厂除尘设备中，静电除尘器所占的比例约为95%。但是，静电除尘器的除尘效率偏低，若要求达到新标准中提出的燃煤电厂的烟尘排放低于30mg/m3的要求，则将有一批原有的无法达到烟尘排放限值的静电除尘器会被改造成电袋复合式除尘器等高效除尘器。

[0009] 因此，开发能够实现高效除尘同时具备高效脱汞的烟气净化系统，具有非常重要的意义。

发明内容

[0010] 为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种可以同时实现高效除尘脱汞的烟气净化系统，综合国际上普遍采用的协同脱汞技术和吸附脱汞技术，将其与可以实现高效除尘的电袋复合式除尘器相结合，高效除尘的同时实现了高效脱汞，并且克服了现有脱汞技术存在的各种缺点。

[0011] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

[0012] 一种可以同时实现高效除尘脱汞的烟气净化系统，进口烟箱5连通静电除尘区6， 出口烟道13连通布袋除尘区14，静电除尘区6与布袋除尘区14之间设置吸附剂喷射区3。

[0013] 所述吸附剂喷射区3的顶部设置有喷射栅格2，从而将粉末状的脱汞吸附剂和/或细灰喷入烟气中。

[0014] 所述静电除尘区6与吸附剂喷射区3之间、吸附剂喷射区3与布袋除尘区14之间都设置有不封闭的挡板9，控制烟气的流动方向，其中，静电除尘区6与吸附剂喷射区3的喷射栅格2所在端连通，布袋除尘区14与吸附剂喷射区3的喷射栅格2非所在端连通。

[0015] 所述静电除尘区6底部通过粗灰灰斗7连通粗灰仓8。

[0016] 所述吸附剂喷射区3与布袋除尘区14的底部都设置有细灰灰斗10，细灰灰斗10 通过细灰输送装置11与细灰仓12连通。

[0017] 所述细灰输送装置11的出口连通细灰回送装置15的入口，细灰回送装置15的入口连通吸附剂储粉仓16，细灰回送装置15的出口连通喷射栅格2。

[0018] 在烟气进入布袋除尘区14之前的区域设置有喷淋冷却器4，如设置在进口烟箱5、 静电除尘区6和吸附剂喷射区3的任意一个或多个中，以防止烟气温度过高，既能保证布袋的使用寿命，又能保证吸附脱汞的效率。

[0019] 所述静电除尘区6顶部有旁路烟道1，旁路烟道1与出口烟道13连通。

[0020] 所述吸附剂喷射区3中喷射的吸附剂为脱汞吸附剂，例如活性炭、活性焦、石油焦、沸石、蛭石、膨润土、生石灰、消石灰或者飞灰等物质及它们的改性产品。

[0021] 与现有技术相比，本发明的优点是：

[0022] 1)在利用静电除尘区和布袋除尘区实现高效除尘的同时，通过在静电除尘区和布袋除尘区之间设立吸附剂喷射区，将高效脱汞吸附剂喷射入烟气中，不仅利用吸附剂喷射区中吸附剂与烟气的接触脱汞，更利用吸附剂在布袋表面的附着实现高效脱汞。

[0023] 2)通过细灰回送装置实现吸附剂的循环利用，因此使吸附剂的使用量较现有技术明显降低，从而在实现高效脱汞的同时显著降低了汞污染控制的成本。其投资成本远低于欧洲采用的固定床吸附脱汞技术，其运行成本也远低于美国采用的常规的粉末活性炭喷射吸附脱汞技术。

[0024] 3)吸附剂在静电除尘区后喷入，因此不会对静电除尘器除去的粗灰的品质造成任何影响。虽然会对细灰的品质造成一定的影响，但是由于被静电除尘区除去的粗灰远远多于被布袋除尘区除去的细灰，因此总体来说，对飞灰的综合利用影响不大。若选用不会影响飞灰品质的吸附剂，那么更不存在该问题。

[0025] 4)研究表明，烟气中的小颗粒烟尘具有比大颗粒烟尘更好的汞吸附效果，因此小颗粒烟尘随着细灰回送装置也得到循环，从而提高了小颗粒烟尘对汞的吸附效果，相应的降低了吸附剂的使用量。

[0026] 5)与常规的粉末活性炭喷射吸附脱汞技术相比，本发明通过吸附剂在静电除尘区后喷射以及细灰循环利用，使细灰中具有较高的汞浓度，有利于对细灰中吸附的汞进行回收利用。

[0027] 6)由于除尘器是燃煤电厂必备的烟气净化系统，因此本发明具有广泛的适应性， 也克服了协同脱汞技术的缺点。

[0028] 7)当喷入的吸附剂也具有一定的脱硫的能力时，该系统也就同时实现了除尘脱硫脱汞，适合于S02排放量略高于国家标准的电厂采用。

附图说明

[0029] 图1为本发明的实施例1中的一种可以实现高效除尘脱汞的烟气净化系统的示意图。

[0030] 图2为本发明的实施例2中的一种可以实现高效除尘脱汞的烟气净化系统的示意图。

具体实施方式

[0031] 下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。

[0032] 实施例一

[0033] 如图1所示，一种可以同时实现高效除尘脱汞的烟气净化系统，包括进口烟箱5， 进口烟箱5连通静电除尘区6，出口烟道13连通布袋除尘区14，静电除尘区6与布袋除尘区14之间设置吸附剂喷射区3，吸附剂喷射区3的顶部设置有喷射栅格2，从而将粉末状的脱汞吸附剂和/或细灰喷入烟气中。

[0034] 静电除尘区6与吸附剂喷射区3之间、吸附剂喷射区3与布袋除尘区14之间都设置有不封闭的挡板9，其中，静电除尘区6与吸附剂喷射区3的喷射栅格2所在端连通，布袋除尘区14与吸附剂喷射区3的喷射栅格2非所在端连通，控制烟气的流动方向。

[0035] 静电除尘区6底部通过粗灰灰斗7连通粗灰仓8，回收静电除尘环节除去的粗灰。

[0036] 吸附剂喷射区3与布袋除尘区14的底部都设置有细灰灰斗10，细灰灰斗10通过细灰输送装置11与细灰仓12连通，回收喷射与布袋除尘环节除去的细灰。

[0037] 细灰输送装置11的出口连通细灰回送装置15的入口，细灰回送装置15的入口连通吸附剂储粉仓16，细灰回送装置15的出口连通喷射栅格2，实现吸附剂的循环利用，细灰进入细灰仓12或者细灰回送装置15的比例可调。[0038] 在进口烟箱5或其之前的位置设置有喷淋冷却器4，以防止烟气温度过高，既能保证布袋的使用寿命，又能保证吸附脱汞的效率。

[0039] 所述静电除尘区6顶部有旁路烟道1，旁路烟道1与出口烟道13连通，在正常运行时，烟气经过静电除尘区6进入吸附剂喷射区3，在特殊情况下，烟气经过静电除尘区6进入旁路烟道1。

[0040] 所述吸附剂喷射区3中喷射的吸附剂为脱汞吸附剂高效活性炭，保证了对汞的高效脱除。

[0041] 实施例二

[0042] 如图2所示，与实施例一的不同之处在于，吸附剂采用消石灰，能够实现SOx和汞的同步脱除。因此，该系统也就在实现高效除尘脱汞的同时，还具有一定的脱硫能力。喷淋冷却器4设置在吸附剂喷射区3的上部，不仅以防止烟气温度过高，从而保证布袋的使用寿命和吸附脱汞的效率；而且由喷射栅格2喷入的消石灰，与水接触后，可增强消石灰脱硫脱汞的活性。

[0043] 本发明的系统在工作时，烟气首先由进口烟箱5进入静电除尘区6，脱除大部分大颗粒的粉尘；然后在吸附剂喷射区3中，往烟气中喷入吸附剂；而后烟气通过布袋除尘区14 脱除剩余的粉尘和加入的吸附剂，实现高效除尘，并且由于吸附剂附着在布袋表面，因此也实现了高效脱汞，被布袋除尘器脱除的细灰，包括小颗粒粉尘和吸附剂，部分经由细灰输送装置11，输送回吸附剂喷射区3再次喷入烟气中脱汞，剩余部分细灰进入细灰仓12。随着我国对烟尘排放和汞污染排放要求的日益严格，本装置可以以较低的成本，同时实现良好的除尘和脱汞效果。

[0044] 本烟气净化系统在利用静电除尘区和布袋除尘区实现高效除尘的同时，通过在静电除尘区和布袋除尘区之间设立吸附剂喷射区，将高效脱汞吸附剂喷射入烟气中，并通过细灰回送装置实现吸附剂的循环利用，在实现高效脱汞的同时显著降低了汞污染控制的成本。此外，由于吸附剂在静电除尘区后喷入，因此不会对静电除尘器除去的粗灰的品质造成任何影响。同时，由于除尘器是燃煤电厂必备的烟气净化系统，因此本发明具有广泛的适应性，并且尤其适用于汞污染控制难度较大的电厂。

Claims (10)

1. 一种可以同时实现高效除尘脱汞的烟气净化系统，包括进口烟箱（5)，进口烟箱（5) 连通静电除尘区（6)，出口烟道（13)连通布袋除尘区（14)，其特征在于，静电除尘区（6)与布袋除尘区（14)之间设置吸附剂喷射区（3)。

2.根据权利要求1所述的可以同时实现高效除尘脱汞的烟气净化系统，其特征在于， 所述吸附剂喷射区（3)的顶部设置有喷射栅格O)。

3.根据权利要求2所述的可以同时实现高效除尘脱汞的烟气净化系统，其特征在于， 所述静电除尘区（6)与吸附剂喷射区（3)之间、吸附剂喷射区（3)与布袋除尘区（14)之间都设置有不封闭的挡板（9)，使静电除尘区（6)与吸附剂喷射区C3)的喷射栅格（¾所在端连通，并且布袋除尘区（14)与吸附剂喷射区（3)的喷射栅格（¾非所在端连通。

4.根据权利要求1所述的可以同时实现高效除尘脱汞的烟气净化系统，其特征在于， 所述静电除尘区（6)底部通过粗灰灰斗（7)连通粗灰仓（8)。

5.根据权利要求1所述的可以同时实现高效除尘脱汞的烟气净化系统，其特征在于， 所述吸附剂喷射区（3)与布袋除尘区（14)的底部都设置有细灰灰斗（10)，细灰灰斗（10) 通过细灰输送装置（11)与细灰仓（1¾连通。

6.根据权利要求5所述的可以同时实现高效除尘脱汞的烟气净化系统，其特征在于， 所述细灰输送装置（11)的出口连通细灰回送装置（15)的入口，细灰回送装置（15)的入口连通吸附剂储粉仓（16)，细灰回送装置（15)的出口连通喷射栅格O)。

7.根据权利要求1所述的可以同时实现高效除尘脱汞的烟气净化系统，其特征在于， 在烟气进入布袋除尘区（14)之前的区域设置有喷淋冷却器G)。

8.根据权利要求1所述的可以同时实现高效除尘脱汞的烟气净化系统，其特征在于， 所述静电除尘区（6)顶部有旁路烟道（1)，旁路烟道（1)与出口烟道（1¾连通。

9.根据权利要求1所述的可以同时实现高效除尘脱汞的烟气净化系统，其特征在于， 所述吸附剂喷射区（3)中喷射的吸附剂为脱汞吸附剂。

10.根据权利要求9所述的可以同时实现高效除尘脱汞的烟气净化系统，其特征在于， 所述脱汞吸附剂为活性炭、活性焦、石油焦、沸石、蛭石、膨润土、生石灰、消石灰或者飞灰。