CN103394274B - 烟气联合脱硝脱汞脱硫的系统装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟气联合脱硝脱汞脱硫的系统装置，包括脱硫吸收塔和石膏脱水机，还包括用于对催化脱硝和将零价汞氧化为二价汞离子做同步处理的脱硝装置、连通脱硝装置与脱硫吸收塔的烟气管道和与石膏脱水机连通并将石膏脱水后的含氯离子的脱硫石膏废水输送进入烟气管道的废水管道；本发明还公开了一种应用该系统装置进行烟气联合脱硝脱汞脱硫的方法；本发明的装置和方法利用燃煤电厂现有的脱硝装置对脱硝和脱汞进行协同作用，无需单独设置脱汞装置，节省了装置的占地空间，提高了企业的经验效益，还解决了现有脱汞脱硫工艺在同一空间内进行脱硫脱汞处理造成脱硫石膏污染的问题，避免了汞的二次污染。

Description

烟气联合脱硝脱汞脱硫的系统装置及其方法

技术领域

本发明涉及燃煤烟气净化领域，特别涉及一种烟气联合脱硝脱汞脱硫的系统装置及其方法。

背景技术

随着近年来环保要求的提高，燃煤发电领域对燃煤烟气中重金属的污染控制的要求越来越高。燃煤烟气中的汞控制主要是针对Hg0，单质汞具有易挥发、难溶于水、迁移性强、难沉降等特性，在空中停留时间长。据统计，全球煤炭中汞含量在0.012～0.33mg/kg之间，平均值0.13mg/kg，我国煤炭中汞含量平均分值为0.22mg/kg，高于世界平均值，每年因燃煤发电向大气中排放的汞量高达302t，污染危害极大。

现有的脱汞技术主要有干法脱汞和湿法脱汞两种，其中，干法脱汞技术主要是利用活性焦表面官能团的吸附作用在脱硫时将汞脱除，该种工艺的装置和方法成本较高，不利于推广利用；而湿法脱汞技术是指在脱硫的同时将单质汞氧化为水溶性的液相二价汞离子，然后通过稳定剂将其除去，湿法脱汞技术中脱硫和脱汞需要在同一处理工艺空间内完成，容易对最后石膏的品质造成影响，从而造成汞的二次污染。

因此，需要对现有的脱汞装置及其方法进行改进，不但使其工艺简单，成本较低，易于推广和利用，还可有效解决现有技术中汞的二次污染问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种烟气联合脱硝脱汞脱硫的系统装置及其方法，不但系统装置和工艺过程简单，成本较低，易于推广和利用，还可有效解决现有技术中汞的二次污染问题。

本发明的烟气联合脱硝脱汞脱硫的系统装置，包括脱硫吸收塔和与所述脱硫吸收塔连通并用于对脱硫吸收塔底部石膏浆液作脱水处理的石膏脱水机，还包括用于对催化脱硝和将零价汞氧化为二价汞离子做同步处理的脱硝装置、连通所述脱硝装置与所述脱硫吸收塔的烟气管道和与所述石膏脱水机连通并将石膏脱水后的含氯离子的脱硫石膏废水输送进入烟气管道的废水管道。

进一步，所述脱硝装置上部形成脱硝烟气入口，下部形成与所述烟气管道进气端连通的脱硝烟气出口，内部位于脱硝烟气入口和脱硝烟气出口之间设有用于放置脱硝脱汞催化剂的催化剂存放层。

进一步，所述脱硫吸收塔内部设有喷淋塔，所述脱硫吸收塔位于所述喷淋塔上方形成净烟气出口，所述脱硫塔下端内部形成石灰石浆液氧化池，位于所述喷淋塔和所述石灰石浆液氧化池之间形成与所述烟气管道出气口相连通的脱硫烟气入口。

进一步，所述烟气管道与所述废水管道连通处设有将石膏脱水后的含氯离子废水喷入烟气管道的喷嘴。

进一步，所述催化剂存放层为竖直并列等距设置的三层。

进一步，所述烟气管道位于所述喷嘴下方设有用于存放反应后氯化汞的氯化汞存放箱。

本发明还公开了一种利用烟气联合脱硝脱汞脱硫的系统装置进行烟气联合脱硝脱汞脱硫的方法，包括以下步骤：

a.将燃煤锅炉机组所排放出的烟气导入脱硝装置，脱硝装置内放置有脱硝脱汞催化剂，脱硝脱汞催化剂在脱硝的同时将烟气中零价汞氧化成气相二价汞离子；

b.经过脱硝装置的烟气进入烟气管道，烟气管道内喷射有含氯离子的水，烟气中的气相二价汞离子与氯离子反应转化为稳定的氯化汞HgCl₂沉淀；

c.c.烟气经过烟气管道继续进入脱硫吸收塔进行脱硫反应，使烟气中的二氧化硫和经过步骤b处理后剩余的少量二价汞离子分别与石灰石浆液发生反应，生成亚硫酸钙和液相二价汞离子，净烟气从脱硫吸收塔上部设置的净烟气出口排出；

d.将经过脱硫反应的石灰石浆液进行强制氧化成石膏浆液，再对石膏浆液进行脱水处理，得到副产品石膏，并获得脱硫石膏废水，同时，步骤c中所得的液相二价汞离子与脱硫石膏废水中的氯离子继续反应转化为稳定的氯化汞HgCl₂；

e．所述步骤b中的含氯离子的水为所述步骤d中所得的脱硫石膏废水，将脱硫石膏废水通过废水管道输送喷射入烟气管道内，重复步骤b，其中，步骤d中所得的氯化汞HgCl₂随脱硫石膏废水一同进入烟气管道形成沉淀。

本发明的有益效果：本发明提供的烟气联合脱硝脱汞脱硫的系统装置，利用燃煤电厂现有的脱硝装置对脱硝和脱汞进行协同作用，无需单独设置脱汞装置，节省了装置的占地空间，提高了企业的经验效益，另外，脱汞和脱硫可分别在烟气管道和脱硫吸收塔中分别进行，可防止二价汞进入脱硫石膏，影响石膏品质，解决了现有脱汞脱硫系统装置在同一空间内进行脱硫脱汞处理造成脱硫石膏污染的问题，避免了汞的二次污染问题，整个系统装置大大节省了环保费用，易于推广应用。

本发明提供的烟气联合脱硝脱汞脱硫的方法，由于利用本发明提供的烟气联合脱硝脱汞脱硫的系统装置，脱硝的同时将烟气中的零价金属汞氧化为二价汞离子，此种工艺无需再单独配置一个脱汞系统，直接利用燃煤电厂已有的环保脱硝装置即可，相比于工业上独立使用的脱汞装置，无需添加装置和脱除剂，大大节省了环保费用，也节省了装置的占地空间，提高了企业的经验效益，易于推广应用；另外，经脱硝脱汞催化剂氧化后的二价汞离子在烟气管道内被含氯离子的脱硫石膏废水第一次脱汞，剩余二价汞离子（含量很少）在脱硫吸收塔内形成液相二价汞离子并与脱硫石膏废水中的氯离子反应进行二次脱汞，大大提高了总汞的脱除率；并且，大量的氧化后的二价汞离子已在烟气通道内被脱除，进入脱硫吸收塔内的气相二价汞离子已很少，使得脱汞与脱硫基本上可以分别在单独的空间内完成，可防止二价汞进入脱硫石膏，影响石膏品质，解决了现有脱汞脱硫工艺在同一空间内进行脱硫脱汞处理造成脱硫石膏污染的问题，避免了汞的二次污染。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明整体布置结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明整体布置结构示意图，如图所示：本实施例的烟气联合脱硝脱汞脱硫的系统装置，包括脱硫吸收塔1和与所述脱硫吸收塔1连通并用于对脱硫吸收塔底部石膏浆液作脱水处理的石膏脱水机2，还包括用于对催化脱硝和将零价汞氧化为二价汞离子做同步处理的脱硝装置3、连通所述脱硝装置3与所述脱硫吸收塔1的烟气管道4和与所述石膏脱水机2连通并将石膏脱水后的含氯离子的脱硫石膏废水输送进入烟气管道4的废水管道5；如图所示，烟气管道连通脱硝装置和脱硫吸收塔，废水管道连通石膏脱水机，烟气在烟气管道内与脱硫废水充分接触，使得烟气管道内烟气中的二价汞离子与脱硫石膏废水中的氯离子发生反应，从而实现烟气脱汞，脱汞后的烟气进入脱硫吸收塔实现烟气脱硫。

本实施例中，所述脱硝装置3上部形成脱硝烟气入口6，下部形成与所述烟气管道4进气端连通的脱硝烟气出口7，内部位于脱硝烟气入口6和脱硝烟气出口7之间设有用于放置脱硝脱汞催化剂的催化剂存放层8；烟气自上而下经过脱硝装置，并被催化剂存放层上放置的脱硝脱汞催化剂催化脱硝和氧化零价汞为二价汞离子，其中脱硝脱汞催化剂为SCR脱硝催化剂改性而成，属于现有技术产品，在此不再赘述。

本实施例中，所述脱硫吸收塔1内部设有喷淋塔9，所述脱硫吸收塔1位于所述喷淋塔9上方形成净烟气出口10，所述脱硫塔下端内部形成石灰石浆液氧化池11，位于所述喷淋塔9和所述石灰石浆液氧化池11之间形成与所述烟气管道出气口相连通的脱硫烟气入口12。

本实施例中，所述烟气管道4与所述废水管道5连通处设有将石膏脱水后的含氯离子废水喷入烟气管道4的喷嘴13；设置喷嘴，将脱硫石膏废水在烟气管道内形成喷淋状态，便于烟气与脱硫石膏废水的充分接触，从而使得烟气中的二价汞离子与脱硫石膏废水中的氯离子充分反应，提高总汞的脱除率。

本实施例中，所述催化剂存放层8为竖直并列等距设置的三层；脱硝和零价汞的氧化更加充分，提高总硝和总汞的脱除率。

本实施例中，所述烟气管道4位于所述喷嘴13下方设有用于存放反应后氯化汞的氯化汞存放箱14；氧化汞存放箱用于收集气相二价汞离子与脱硫石膏废水中的氯离子反应后形成的氯化汞固体，并定期对氧化汞存放箱进行清理，保持清洁，防止氯化汞在烟气管道内被还原造成污染。

本发明还公开了一种利用烟气联合脱硝脱汞脱硫的系统装置进行烟气联合脱硝脱汞脱硫的方法，包括以下步骤：

a.将燃煤锅炉机组所排放出的烟气导入脱硝装置3，脱硝装置3内放置有脱硝脱汞催化剂，脱硝脱汞催化剂在脱硝的同时将烟气中零价汞氧化成气相二价汞离子；其中，本步骤所使用的脱硝脱汞催化剂为从市场上采购的现有产品，属于现有产品，在此不再赘述。

b.经过脱硝装置3的烟气进入烟气管道4，烟气管道4内喷射有含氯离子的水，烟气中的气相二价汞离子与氯离子反应转化为稳定的氯化汞HgCl₂沉淀；

c.烟气经过烟气管道继续进入脱硫吸收塔进行脱硫反应，使烟气中的二氧化硫和经过步骤b处理后剩余的少量二价汞离子分别与石灰石浆液发生反应，生成亚硫酸钙和液相二价汞离子，净烟气从脱硫吸收塔上部设置的净烟气出口排出；

d.将经过脱硫反应的石灰石浆液进行强制氧化成石膏浆液，再对石膏浆液进行脱水处理，得到副产品石膏，并获得脱硫石膏废水，同时，步骤c中所得的液相二价汞离子随石膏浆液进入石膏脱水机，并经石膏脱水机脱水后进入脱硫石膏废水，与脱硫石膏废水中的氯离子反应转化为稳定的氯化汞HgCl₂；

e.所述步骤b中的含氯离子的水为所述步骤d中所得的脱硫石膏废水，将脱硫石膏废水通过废水管道输送喷射入烟气管道内，重复步骤b，其中，步骤d中所得的氯化汞HgCl₂随脱硫石膏废水一同进入烟气管道形成沉淀。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种烟气联合脱硝脱汞脱硫的系统装置，包括脱硫吸收塔和与所述脱硫吸收塔连通并用于对脱硫吸收塔底部石膏浆液作脱水处理的石膏脱水机，其特征在于：还包括用于对催化脱硝和将零价汞氧化为二价汞离子做同步处理的脱硝装置、连通所述脱硝装置与所述脱硫吸收塔的烟气管道和与所述石膏脱水机连通并将石膏脱水后的含氯离子的脱硫石膏废水输送进入烟气管道的废水管道；

经脱硝脱汞催化剂氧化后的二价汞离子在烟气管道内被含氯离子的脱硫石膏废水第一次脱汞，剩余二价汞离子在脱硫吸收塔内形成液相二价汞离子并与脱硫石膏废水中的氯离子反应进行二次脱汞，并经二次脱汞后的氯化汞HgCl₂随脱硫石膏废水一同进入烟气管道形成沉淀。

2.根据权利要求1所述的烟气联合脱硝脱汞脱硫的系统装置，其特征在于：所述脱硝装置上部形成脱硝烟气入口，下部形成与所述烟气管道进气端连通的脱硝烟气出口，内部位于脱硝烟气入口和脱硝烟气出口之间设有用于放置脱硝脱汞催化剂的催化剂存放层。

3.根据权利要求2所述的烟气联合脱硝脱汞脱硫的系统装置，其特征在于：所述脱硫吸收塔内部设有喷淋塔，所述脱硫吸收塔位于所述喷淋塔上方形成净烟气出口，所述脱硫塔下端内部形成石灰石浆液氧化池，位于所述喷淋塔和所述石灰石浆液氧化池之间形成与所述烟气管道出气口相连通的脱硫烟气入口。

4.根据权利要求3所述的烟气联合脱硝脱汞脱硫的系统装置，其特征在于：所述烟气管道与所述废水管道连通处设有将石膏脱水后的含氯离子废水喷入烟气管道的喷嘴。

5.根据权利要求4所述的烟气联合脱硝脱汞脱硫的系统装置，其特征在于：所述催化剂存放层为竖直并列等距设置的三层。

6.根据权利要求5所述的烟气联合脱硝脱汞脱硫的系统装置，其特征在于：所述烟气管道位于所述喷嘴下方设有用于存放反应后氯化汞的氯化汞存放箱。

7.一种采用权利要求1所述的系统装置进行烟气联合脱硝脱汞脱硫的方法，其特征在于：包括以下步骤：

a.将燃煤锅炉机组所排放出的烟气导入脱硝装置，脱硝装置内放置有脱硝脱汞催化剂，脱硝脱汞催化剂在脱硝的同时将烟气中零价汞氧化成气相二价汞离子；

b.经过脱硝装置的烟气进入烟气管道，烟气管道内喷射有含氯离子的水，烟气中的气相二价汞离子与氯离子反应转化为稳定的氯化汞HgCl₂沉淀；

c.烟气经过烟气管道继续进入脱硫吸收塔进行脱硫反应，使烟气中的二氧化硫和经过步骤b处理后剩余的少量二价汞离子分别与石灰石浆液发生反应，生成亚硫酸钙和液相二价汞离子，净烟气从脱硫吸收塔上部设置的净烟气出口排出；

d.将经过脱硫反应的石灰石浆液进行强制氧化成石膏浆液，再对石膏浆液进行脱水处理，得到副产品石膏，并获得脱硫石膏废水，同时，步骤c中所得的液相二价汞离子与脱硫石膏废水中的氯离子继续反应转化为稳定的氯化汞HgCl₂；

e.所述步骤b中的含氯离子的水为所述步骤d中所得的脱硫石膏废水，将脱硫石膏废水通过废水管道输送喷射入烟气管道内，重复步骤b，其中，步骤d中所得的氯化汞HgCl₂随脱硫石膏废水一同进入烟气管道形成沉淀。