CN104815522A - 一种锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂吸附-冷凝回收烟气中单质汞的方法 - Google Patents

一种锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂吸附-冷凝回收烟气中单质汞的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂吸附-冷凝回收烟气中单质汞的方法。通过压缩空气将锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂粉末喷射到除尘装置前的烟道中，吸附汞后的锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂和烟尘进入除尘装置被捕集下来进入集尘斗，然后将集尘斗内的烟尘通过磁性分离装置分选出锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂，未吸附饱和的锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂再次循环进入除尘装置前的烟道中吸附脱汞，吸附饱和的锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂进入脱附塔，脱附后的汞蒸汽进入冷凝器装置冷凝回收。本发明采用的是可多次重复使用的锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂，极大的降低了吸附剂的使用量，汞被多次使用的吸附剂吸附富集起来采用脱附冷凝进行回收，实现汞的彻底脱除和资源化。

Description

一种锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂吸附-冷凝回收烟气中单质汞的方法
技术领域
本发明涉及环境保护领域中气态单质汞的脱除回收，尤其是燃煤烟气或固体垃圾焚烧烟气中单质汞的吸附脱除并冷凝回收的方法。。
背景技术
汞是“三致”物质（致癌、致畸形、致突变），也是优先控制污染物之一。全球每年排放到大气中的汞总量约为5 000 t，其中4 000 t是人为的结果，而燃煤过程中汞的排放量占30％以上。自1978－1995年，我国燃煤工业累计向大气排放汞达到2493.8吨，汞排放量的年平均增长速度为4.8％。我国燃煤汞排放量已经超过了美国，而且增长速度较快，对生态和全民健康构成了极大的威胁，对我国的生态环境保护和环境外交也带来新的挑战。
燃煤烟气中汞含量为5－20μg/Nm3，属于痕量级污染物。其主要有三种形态：气态元素单质汞Hg0，气态二价离子汞Hg2+和固态颗粒附着汞Hg（p），其中Hg0是烟气中汞的重要存在形式，各组分所占的比例与燃煤中的卤素（主要是氯）含量关系密切，氯元素含量越低，烟气中单质汞的比例越高，其中Hg0占烟气总汞的30－80％。由于我国燃煤中氯含量平均较低，Hg0在烟气中含量普遍偏高。                
单质汞（Hg0）是环境大气中汞的主要形式，它具有较高的挥发性和较低的水溶性，极易在大气中通过长距离的大气运输形成全球性的汞污染，它在大气中的平均停留时间长达半年至两年，是最难控制的形态之一，也是燃煤烟气脱汞的难点。目前烟气脱汞方法分为干法和湿法，即吸附法和吸收法。
吸附法主要采用活性炭吸附，向烟气中喷入活性炭是烟气脱汞技术最为集中且较成熟的一种方法，脱汞率可达96％。但由于热电厂产生的烟气量大，烟气中汞含量低于15μg/m3，采用吸附法必须向烟气中喷入大量吸附剂才能有效去除烟气中的汞，增加了除尘负荷，导致成本居高不下。据美国EPA(Environmental Protection Agency)和DOE(The UnitedStates Department of Energy)估算采用活性炭吸附法发电成本增加20－30%。为了得到良好的脱硫效果，吸附剂活性炭的粒度在2－5um，喷入烟气中的含量要达到2000－5000 mg/Nm3。以30万kW机组计算，活性炭消耗在2－5吨/h，价格3000元/吨，活性炭消耗费用为0.6－1.5万元/h，发电成本增加2－5分钱/kWh。建设这样的除汞系统是很昂贵的，燃煤电厂难以承受。
而现有工作大多只研究如何设计构造一个好的吸附剂去吸附汞，很少研究吸附后的汞从吸附剂上解吸的过程以及汞的回收，避免造成二次污染及局部更强的污染。
为此，针对吸附脱汞，需要开发一种新型的方法，使吸附脱汞剂易于回收，能够重复使用，并且回收烟气中的汞，实现汞的资源化。
发明内容
本发明的目地在于提供一种易于分离的并回收资源化的烟气脱汞技术。
本发明的技术方案为：一种锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂吸附-冷凝回收烟气中单质汞的方法是，通过压缩空气将锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂粉末喷射到除尘装置前的烟道中，锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂在烟道中停留时间为2-4秒，喷入的锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂与烟气中单质汞的质量比为1000-5000，吸附汞后的锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂和烟尘进入除尘装置被捕集下来进入集尘斗，然后将集尘斗内的烟尘通过磁性分离装置分选出锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂，未吸附饱和的锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂再次循环进入除尘装置前的烟道中吸附脱汞，吸附饱和的锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂进入脱附塔，脱附温度为100-150℃，脱附后的汞蒸汽进入冷凝器装置冷凝回收，冷凝温度为0—-5℃，脱附后的锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂再次喷射进入除尘装置前的烟道中吸附脱汞。一种锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂是锰铁氧体质量百分比为10-50%，氧化铝质量百分比90-50%，吸附剂粒径为40-100目。
附图说明
图为锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂吸附-冷凝回收烟气中单质汞工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步阐述，但本发明不仅仅局限如下实施例。
实施例1
烟气脱汞试验是在如附图所示的装置里进行的，烟气气体流量为40m3/h，Hg0入口浓度为25ug/m3，SO2浓度为1200mg/m3，NO入口浓度为500mg/m3；锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂是锰铁氧体质量百分比为15%，氧化铝质量百分比85%，吸附剂粒径为60目，该复合吸附剂在烟道中停留时间为3秒，喷入的锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂与烟气中单质汞的质量比为2000，脱附塔脱附温度为150℃，冷凝器冷凝温度为0℃，经过连续运行60天，汞的脱除率在93%以上，冷凝回收单质汞1.22g。
实施例2
试验装置与实施例1相同，烟气气体流量为40m3/h，Hg0入口浓度为45ug/m3，SO2浓度为1000mg/m3，NO入口浓度为700mg/m3；锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂是锰铁氧体质量百分比为40%，氧化铝质量百分比60%，吸附剂粒径为80目，该复合吸附剂在烟道中停留时间为2秒，喷入的锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂与烟气中单质汞的质量比为1000，脱附塔脱附温度为120℃，冷凝器冷凝温度为0℃，经过连续运行60天，汞的脱除率在85%以上，冷凝回收单质汞2.15g。

Claims (2)

1.一种锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂吸附-冷凝回收烟气中单质汞的方法，其特征在于，通过压缩空气将锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂粉末喷射到除尘装置前的烟道中，锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂在烟道中停留时间为2-4秒，喷入的锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂与烟气中单质汞的质量比为1000-5000，吸附汞后的锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂和烟尘进入除尘装置被捕集下来进入集尘斗，然后将集尘斗内的烟尘通过磁性分离装置分选出锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂，未吸附饱和的锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂再次循环进入除尘装置前的烟道中吸附脱汞，吸附饱和的锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂进入脱附塔，脱附温度为100-150℃，脱附后的汞蒸汽进入冷凝器装置冷凝回收，冷凝温度为0—-5℃，脱附后的锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂再次喷射进入除尘装置前的烟道中吸附脱汞。
2.根据权利要求1所述的锰铁氧体/氧化铝复合吸附剂，其特征在于，锰铁氧体质量百分比为10-50%，氧化铝质量百分比90-50%，吸附剂粒径为40-100目。
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