发明内容
本发明的目的是,针对现有烟气脱汞技术存在的问题,提供一种湿法脱汞系统及其脱汞工艺,充分利用现有的脱硫设备,进行优化整合,实现高效脱汞,增强环保效果,减少能源材料的损耗,减少占地,节约经济成本。
本发明解决问题的技术方案是:一种湿法脱汞系统,包括依次相连接的烟气输入装置、吸收塔和净烟气排放装置,其中,在所述吸收塔内由下至上设置有隔离透气层、脱汞剂喷淋层,在所述吸收塔外设置有相互连接的脱汞剂供给装置和脱汞剂回收处理装置,所述脱汞剂供给装置与所述吸收塔相连接。
进一步地,在所述脱汞剂喷淋层上方还设置有脱汞烟气除雾器层;所述脱汞剂供给装置包括依次相连接的脱汞剂浆液存储装置、脱汞剂浆液输送泵和脱汞剂浆液输送管道,还包括与所述脱汞剂浆液存储装置相连接的工艺水输送管道、脱汞剂输送管道和搅拌器;所述脱汞剂浆液输送管道与所述吸收塔相连接。
进一步地,所述隔离透气层包括相互连接的柱状升气帽和挡板,其中,柱状升气帽的开孔大小及数量和位置,根据吸收塔径及烟气汞含量的实际情况进行设计。
进一步地,所述脱汞剂回收处理装置包括依次相连接的澄清器、给料泵、过滤器和滤渣收集装置,所述澄清器通过回收浆液输送泵和回收浆液输送管道与所述脱汞剂浆液存储装置的下部相连接,所述澄清器通过清夜回流管道与脱汞剂浆液存储装置的上部相连接。
进一步地,本发明湿法脱汞系统还包括脱硫系统,所述脱硫系统包括设置在所述吸收塔内的由下至上依次设置的脱硫浆液喷淋层和脱硫烟气除雾器层、以及设置在所述吸收塔外的脱硫浆液循环泵;其中,所述脱硫浆液循环泵通过脱硫浆液输送管道与所述吸收塔相连接;所述脱硫烟气除雾器层设置在所述隔离透气层的下方。
进一步地,所述烟气输入装置与吸收塔的烟气入口相连接;所述净烟气排放装置包括相连接的净烟道和烟囱,所述烟囱与外界相连通;所述脱汞剂喷淋层、各除雾器层能够根据需要分别设置为多层。
本发明还提供了一种湿法脱汞工艺,包括如下步骤:
(1)脱汞剂浆液输送
通过脱汞剂供给装置将配制好的脱汞剂浆液输送至吸收塔的脱汞剂喷淋层中;
(2)烟气脱汞净化
通过脱汞剂喷淋层喷洒脱汞剂浆液,下行的脱汞剂浆液与穿过隔离透气层上行的烟气相逆流接触,对烟气进行脱汞净化;
(3)净化产物处理
步骤(2)所得净烟气进入净烟气排放装置进行排放;
步骤(2)所得吸附汞后的脱汞剂浆液落入隔离透气层,然后回流进入脱汞剂供给装置,再进入脱汞剂回收处理装置进行回收处理。
进一步地:
在步骤(1)中,还包括脱汞剂浆液配制,在脱汞剂浆液存储装置内,通过搅拌器将由脱汞剂输送管道输送的脱汞剂和由工艺水输送管道输送的水充分搅拌,得到混合均匀的脱汞剂浆液;接着,通过脱汞剂浆液输送泵和脱汞剂浆液输送管道将配制好的脱汞剂浆液输送至吸收塔的脱汞剂喷淋层中;
在步骤(2)中,所述脱汞剂浆液通过脱汞剂喷淋层和脱汞剂供给装置对烟气进行循环喷淋脱汞净化;
在步骤(3)中,吸收脱汞后的烟气通过脱汞烟气除雾器层进行除雾处理后进入净烟气排放装置;
在步骤(3)中,步骤(2)所得吸附汞后的脱汞剂浆液落入隔离透气层,然后回流进入脱汞剂浆液存储装置,再进入脱汞剂回收处理装置进行回收处理。
进一步地,在步骤(3)中,吸附汞后的脱汞剂浆液自脱汞剂浆液存储装置的下部通过回收浆液输送泵经回收浆液输送管道输入所述脱汞剂回收处理装置,依次经澄清器、给料泵和过滤器处理后进入滤渣收集装置,其中,经澄清器澄清后所得上层清夜通过清夜回流管道24返回脱汞剂浆液存储装置。
进一步地,在步骤(2)中,所述穿过隔离透气层上行的烟气为脱硫烟气。
进一步地,所述脱汞剂为活性炭,所述活性炭的粒径为50目~325目,所述活性炭的比表面为500m2/g~1000m2/g;所述脱汞剂浆液为活性炭浆液,所述活性炭浆液中活性炭的质量百分含量为5%~20%。
优选地,所述脱硫烟气为烟气输入装置输入到吸收塔中的烟气经脱硫系统处理后的烟气;所述脱硫系统包括在所述吸收塔内由下至上依次设置的脱硫浆液喷淋层和脱硫烟气除雾器层、以及设置在所述吸收塔外的脱硫浆液循环泵;其中,所述脱硫浆液循环泵通过脱硫浆液输送管道与所述吸收塔相连接;所述脱硫烟气除雾器层设置在所述隔离透气层的下方;在所述脱硫系统中,脱硫浆液通过脱硫浆液循环泵、经脱硫浆液输送管道将脱硫浆液循环送人吸收塔中的脱硫浆液喷淋层,脱硫浆液喷淋层喷淋的脱硫浆液对烟气进行循环吸收脱硫;脱硫后的烟气经脱硫烟气除雾器层除雾后,上行穿过隔离透气层与下行的脱汞剂浆液相逆流接触,脱汞剂浆液对烟气进行脱汞净化。
本发明湿法脱汞系统既能够单独运行,实现高效脱汞,也能够将现有的脱硫塔中进行改造,使其与脱硫系统有效结合,在同一吸收塔中,实现脱硫与脱汞的双重功效,且不发生任何相互影响;单独运用时,只需设置在脱硫系统与净烟气排放系统之间;与脱硫系统结合建造时,只需在原有脱硫浆液喷淋层的上方增加隔离透气层和脱汞剂喷淋层即可。为进一步达到烟气净化效果,只需再在喷淋层上方增加除雾器即可。与原脱硫塔相比,塔高有所增加,其他没有任何影响。其中,能够与本发明湿法脱汞系统结合的脱硫系统主要为湿法脱硫系统,如石灰石钙法脱硫等相近的湿法脱硫系统。
本发明湿法脱汞系统中,所述隔离透气层的设置能够有效隔离脱汞剂浆液进入脱硫系统,防止脱硫剂浆液参与脱硫反应或者引起后续残余浆液处理不便,同时,不影响烟气上行与脱汞剂浆液接触;再者,脱汞剂优选活性炭,脱汞剂浆液循环式物理吸附烟气中的的重金属汞,当脱汞剂吸附能力达到饱和时,采取外排,进行回收处理或者再利用;此外,通过所述脱汞剂输送管道投入新的活性炭,使脱汞剂供给装置中保持供给的脱汞剂浆液的浓度。采用本发明湿法脱汞工艺,使烟气处理的整体环保效果得到增强,且节能、环保、高效,脱汞效率达80%以上。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:设计新颖合理,工艺流程简单且环保,能够单独设置实现高效脱汞,还能够与现有的脱硫设备有效结合,实现脱硫与脱汞的双重高效而不发生相互影响,显著增强环保效果的同时,大量减少能源材料的损耗,减少占地,大幅降低了投资成本和运行费用,适于在发电、冶金、石油化工等行业需要进行工业烟气、尾气脱汞处理的领域中推广应用;再者,因本发明不影响原有吸收塔的正常脱硫运转,所以,尤其适合在改造、新建的脱硫项目中应用。
具体实施方式
实施例1
如图1所示,一种湿法脱汞系统,包括依次相连接的烟气输入装置、吸收塔1和净烟气排放装置,在吸收塔1内由下至上设置有隔离透气层2、脱汞剂喷淋层3,在吸收塔1外设置有相互连接的脱汞剂供给装置和脱汞剂回收处理装置,所述脱汞剂供给装置与所述吸收塔1相连接;其中:
在脱汞剂喷淋层3上方还设置有脱汞烟气除雾器层4;所述脱汞剂供给装置包括依次相连接的脱汞剂浆液存储装置5、脱汞剂浆液输送泵6和脱汞剂浆液输送管道7,还包括与脱汞剂浆液存储装置5相连接的工艺水输送管道8、脱汞剂输送管道9和搅拌器10;所述脱汞剂浆液输送管道7与吸收塔1相连接;
所述隔离透气层2包括相互连接的柱状升气帽201和挡板202;
所述脱汞剂回收处理装置包括依次相连接的澄清器11、给料泵12、过滤器13和滤渣收集装置14,澄清器11通过回收浆液输送泵15和回收浆液输送管道16与脱汞剂浆液存储装置5的下部相连接,澄清器11通过清夜回流管道24与脱汞剂浆液存储装置5的上部相连接;
所述净烟气排放装置包括相连接的净烟道17和烟囱18;所述脱汞剂喷淋层3为两层,所述脱汞烟气除雾器层4为一层;所述过滤器13为板框压缩机等过滤压缩装置。
应用本发明湿法脱汞系统统进行烟气脱汞净化时,包括如下步骤:
(1)脱汞剂浆液输送
通过脱汞剂供给装置将配制好的脱汞剂浆液输送至脱汞剂喷淋层3中;
(2)烟气脱汞净化
通过脱汞剂喷淋层3喷洒脱汞剂浆液,下行的脱汞剂浆液与穿过隔离透气层2上行的烟气相逆流接触,对烟气进行脱汞净化;
(3)净化产物处理
步骤(2)所得净烟气进入净烟气排放装置进行排放;
步骤(2)所得吸附汞后的脱汞剂浆液落入隔离透气层2,然后回流进入脱汞剂供给装置,再进入脱汞剂回收处理装置进行回收处理。
上述脱汞净化工艺中:
在步骤(1)中,还包括脱汞剂浆液配制,在脱汞剂浆液存储装置5内,通过搅拌器10将由脱汞剂输送管道9输送的脱汞剂和由工艺水输送管道8输送的水充分搅拌,得到混合均匀的脱汞剂浆液;接着,通过脱汞剂浆液输送泵6和脱汞剂浆液输送管道7将配制好的脱汞剂浆液输送至脱汞剂喷淋层3中;
在步骤(2)中,所述脱汞剂浆液通过脱汞剂喷淋层3和脱汞剂供给装置对烟气进行循环喷淋脱汞净化;
在步骤(3)中,吸收脱汞后的烟气通过脱汞烟气除雾器层4进行除雾处理后进入净烟道经烟囱排放;
在步骤(3)中,步骤(2)所得吸附汞后的脱汞剂浆液落入隔离透气层2,然后回流进入脱汞剂浆液存储装置5,未吸附饱和的脱汞剂浆液循环输入吸收塔继续吸收烟气中的汞污染物,吸附饱和的脱汞剂浆液下沉至脱汞剂浆液存储装置5下部,吸附汞后的脱汞剂浆液自脱汞剂浆液存储装置5的下部通过回收浆液输送泵15经回收浆液输送管道16输入所述脱汞剂回收处理装置,先经澄清器11澄清后所得高浓度含脱汞剂废渣经给料泵12送入过滤器13进行过滤压缩处理得当密度更大的滤渣滤饼,然后,由滤渣收集装置14收集,待再生处理再利用,或者,作为其他材料加以再利用;其中,经澄清器11澄清后所得上层清夜通过清夜回流管道24返回脱汞剂浆液存储装置5作为配制脱汞剂浆液的工艺水再利用。
上述工艺实施例中:所述脱汞剂为活性炭,所述脱汞剂浆液为活性炭浆液;所述活性炭的粒径为225目,所述活性炭的比表面为800m2/g;所述活性炭浆液中活性炭的质量百分含量为16%。
采用本发明进行烟气脱汞净化,使烟气处理的整体环保效果得到增强,节约占地面积,且节能、环保、高效,脱汞效率达91%。
实施例2
如图2所示,一种湿法脱汞系统的设置及分布同实施例1,不同的是:
湿法脱汞系统还包括脱硫系统,所述脱硫系统包括设置在吸收塔1内的由下至上依次设置的脱硫浆液喷淋层19和脱硫烟气除雾器层20、以及设置在吸收塔1外的脱硫浆液循环泵21;其中,脱硫浆液循环泵21通过脱硫浆液输送管道22与吸收塔1相连接;脱硫烟气除雾器层20设置在隔离透气层2的下方;
所述烟气输入装置与吸收塔1的烟气入口23相连接。
应用本发明湿法脱汞系统进行烟气脱汞净化的工艺同实施例1,不同的是:
在步骤(2)中,所述穿过隔离透气层2上行的烟气为脱硫烟气;所述脱硫烟气为所述烟气输入装置由烟气入口23输入到吸收塔1中的烟气经脱硫系统处理后的烟气;在所述脱硫系统中,脱硫浆液通过脱硫浆液循环泵21、经脱硫浆液输送管道22将脱硫浆液循环送人脱硫浆液喷淋层19,脱硫浆液喷淋层19喷淋的脱硫浆液对烟气进行循环吸收脱硫;脱硫后的烟气经脱硫烟气除雾器层20除雾后,上行穿过隔离透气层2与下行的脱汞剂浆液相逆流接触,脱汞剂浆液对烟气进行脱汞净化。
上述工艺实施例中:所述脱汞剂为活性炭,所述脱汞剂浆液为活性炭浆液;所述活性炭的粒径为225目,所述活性炭的比表面为800m2/g;所述活性炭浆液中活性炭的质量百分含量为15%。
本发明湿法脱汞系统能够通过对原有脱硫吸收塔进行改造获得,使其与脱硫系统有效结合,在同一吸收塔中,实现脱硫与脱汞的双重功效,且两者不发生任何相互影响。
本发明湿法脱汞工艺中,在脱硫烟气由下而上运行时,从柱状升气帽201的中间穿过,遇到柱状升气帽201的阻挡帽后像两边扩散继续上升,逆流与脱汞剂浆液相接触,在活性炭脱汞剂浆液吸附一定汞后下落,遇到阻挡帽不能进入下层脱硫系统中,流落到挡板202上,再靠重力自流进入脱汞剂浆液供给箱5中。总之,所述隔离透气层2的设置能够有效隔离脱汞剂浆液进入脱硫系统,防止脱硫剂浆液参与脱硫反应或者引起后续残余浆液处理不便,同时,不影响烟气上行与脱汞剂浆液接触;再者,脱汞剂优选活性炭,脱汞剂浆液循环式物理吸附烟气中的的重金属汞,当脱汞剂吸附能力达到饱和时,采取外排,进行回收处理或者再利用;此外,所述脱汞剂输送管道9投入新的活性炭,使脱汞剂供给装置中保持供给的脱汞剂浆液的浓度。
采用本发明进行烟气脱汞净化,使烟气处理的整体环保效果得到增强,节约占地面积,且节能、环保、高效,脱汞效率达90%。
实施例3
如图2所示,一种湿法脱汞系统的设置及分布同实施例2。
应用本发明湿法脱汞系统进行烟气脱汞净化的工艺同实施例2,除如下步骤:
所述活性炭的粒径为50目,所述活性炭的比表面为1000m2/g;所述活性炭浆液中活性炭的质量百分含量为20%。
采用本发明进行烟气脱汞净化,使烟气处理的整体环保效果得到增强,节约占地面积,且节能、环保、高效,脱汞效率达95%。
实施例4
如图2所示,一种湿法脱汞系统的设置及分布同实施例2。
应用本发明湿法脱汞系统进行烟气脱汞净化的工艺同实施例2,除如下步骤:
所述活性炭的粒径为325目,所述活性炭的比表面为500m2/g;所述活性炭浆液中活性炭的质量百分含量为5%。
采用本发明进行烟气脱汞净化,使烟气处理的整体环保效果得到增强,节约占地面积,且节能、环保、高效,脱汞效率达80%。
实施例5
如图2所示,一种湿法脱汞系统的设置及分布同实施例2。
应用本发明湿法脱汞系统进行烟气脱汞净化的工艺同实施例2,除如下步骤:
所述活性炭的粒径为100目,所述活性炭的比表面为600m2/g;所述活性炭浆液中活性炭的质量百分含量为10%。
采用本发明进行烟气脱汞净化,使烟气处理的整体环保效果得到增强,节约占地面积,且节能、环保、高效,脱汞效率达85%。
实施例6
如图1所示,一种湿法脱汞系统的设置及分布同实施例1。
应用本发明湿法脱汞系统进行烟气脱汞净化的工艺同实施例1,除如下步骤:
所述活性炭的粒径为50目,所述活性炭的比表面为1000m2/g;所述活性炭浆液中活性炭的质量百分含量为20%。
采用本发明进行烟气脱汞净化,使烟气处理的整体环保效果得到增强,节约占地面积,且节能、环保、高效,脱汞效率达94%。
实施例7
如图1所示,一种湿法脱汞系统的设置及分布同实施例1。
应用本发明湿法脱汞系统进行烟气脱汞净化的工艺同实施例1,除如下步骤:
所述活性炭的粒径为325目,所述活性炭的比表面为500m2/g;所述活性炭浆液中活性炭的质量百分含量为10%。
采用本发明进行烟气脱汞净化,使烟气处理的整体环保效果得到增强,节约占地面积,且节能、环保、高效,脱汞效率达87%。
实施例8
如图2所示,一种湿法脱汞系统的设置及分布同实施例2。
应用本发明湿法脱汞系统进行烟气脱汞净化的工艺同实施例2,除如下步骤:
所述活性炭的粒径为100目,所述活性炭的比表面为600m2/g;所述活性炭浆液中活性炭的质量百分含量为5%。
采用本发明进行烟气脱汞净化,使烟气处理的整体环保效果得到增强,节约占地面积,且节能、环保、高效,脱汞效率达80%。
本发明不限于上述实施方式,本领域技术人员所做出的对上述实施方式任何显而易见的改进或变更,都不会超出本发明的构思和所附权利要求的保护范围。