CN105381698A - 用于燃煤电厂的汞固化脱除方法及其装置 - Google Patents

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陈建宏
李紫龙
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Abstract

本发明公开了一种用于燃煤电厂的汞固化脱除方法,包括先将烟气进行脱硝处理后经空气预热器处理；将处理后的烟气进行静电脱尘处理后进入硫化物溶液中脱除二价汞；将脱汞处理的烟气经脱硫处理后排放；利用二价汞的溶解性，经过除尘器除尘后的烟气在进入脱硫塔前，先进入汞收集器中收集烟气中的二价汞，防止烟气中的二价汞进入脱硫石膏中，大大减少脱硫石膏中的汞含量；同时收集器中汞富集后再统一进行危废处理；避免二价汞进入脱硫系统的脱硫石膏中，影响石膏品质，同时避免了由于汞的释放引起的二次污染问题；在脱硫前设置汞收集器，可降低脱硫入口烟气温度，提高脱硫效率；汞收集反应器中收集的汞，可统一进行危废处理，真正实现汞的脱除。

Description

用于燃煤电厂的汞固化脱除方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种汞的脱除处理技术，特别涉及一种用于燃煤电厂的汞固化脱除方法及其装置。
背景技术
汞是一种易挥发的有毒重金属，可在环境中长期停留，进入人体将对健康造成严重伤害。煤中含有汞，燃煤电厂汞排放是人为汞排放的主要来源之一。汞在燃煤锅炉烟气中主要以3种形式存在：气态单质汞(Hg0)、气态二价汞(Hg2+)和颗粒态汞，Hg2+与颗粒态汞可被燃煤电站现有污染控制设备脱除，而Hg0由于其难溶于水和强挥发性不易被脱除，释放后对环境造成污染。目前，主要的脱汞技术有两种：一是采用活性炭吸附技术，该技术由于投资成本高，且活性炭再生等问题，影响了该技术的推广应用；二是利用现有环保装置提高汞的脱除效率。该技术存在的主要问题是：燃煤中的汞主要富集在脱硫石膏中，脱硫石膏的水溶性实验表明脱硫石膏中的汞基本不溶于水，汞溶解率在10％左右。脱硫石膏可应用于建筑业和建材行业，在绝大多数脱硫石膏再利用的加工工艺过程中，都存在干燥、煅烧等加热过程，如利用脱硫石膏生成自然石膏时，需要在高于500℃的温度下煅烧生成无水石膏，而在高温下，汞及其化合物将从脱硫石膏中释放出来并对环境造成污染，同时也影响了脱硫石膏的使用。为了防止脱除后的汞再释放出来，造成环境污染，同时也为了不影响脱硫石膏品质。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于燃煤电厂的汞固化脱除方法及其装置，在烟气的脱硫处理前将二价汞固化脱除，避免二价汞进入脱硫系统的脱硫石膏中，影响石膏品质，同时避免了由于二价汞的释放引起的二次污染问题。
本发明的用于燃煤电厂的汞固化脱除方法,其特征在于：包括以下步骤：
a.先将烟气进行脱硝处理后经空气预热器处理；
b.将处理后的烟气进行静电脱尘处理后进入硫化物溶液中脱除二价汞；
c.将脱汞处理的烟气经脱硫处理后排放；
进一步，步骤a中，采用选择性催化还原方法脱除烟气中的氮氧化物，步骤b中采用干式静电除尘器脱除粉尘，步骤c中，脱除烟气中的二氧化硫后排放；
进一步，所述催化还原方法的催化剂以五氧化二钒或三氧化钨为活性组分，以二氧化钛为载体；
进一步，步骤b中，还包括烟气流经硫化物溶液时使气液充分接触并提高气液相传质速率的步骤和和将流经硫化物溶液的烟气进行喷雾处理的步骤；
进一步，在硫化物溶液中烟气流经具有高表面积且经溶液的薄膜润滑的填料层；
进一步，所述填料层为不锈钢填料；
进一步，所述硫化物溶液的PH值为9-11；烟气的空塔流速3-4m/s；
进一步，步骤b中，静电脱尘处理后将烟气统一收集后通入硫化物溶液，步骤c中，采用石灰石-石膏湿法脱除烟气中的二氧化硫。
本发明还公开一种用于燃煤电厂的汞固化脱除的装置，包括依次连通的SCR反应器、空预器、电除尘器、汞收集反应器和脱硫吸收塔，所述汞收集反应器内盛装有硫化物溶液且硫化物溶液中设置有具有高表面积且经溶液的薄膜润滑的填料层；
进一步，所述填料层为不锈钢填料，在硫化物溶液上方的汞收集反应器内设置水喷头。
本发明的有益效果：本发明的用于燃煤电厂的汞固化脱除方法及其装置，由于SCR系统对烟气中的零价汞有氧化作用，可以将零价汞氧化成二价汞，但对汞没有脱除作用，除尘器出口二价汞占80％以上以上，且二价汞易溶于水，本发明利用二价汞的溶解性，将除尘器出口烟气在进入脱硫塔前，先进入汞收集器中收集烟气中的二价汞，防止烟气中的二价汞进入脱硫系统，大大减少脱硫石膏中的汞含量；同时收集器中汞富集后再统一进行危废处理；避免二价汞进入脱硫系统的脱硫石膏中，影响石膏品质，同时避免了由于汞的释放引起的二次污染问题；在脱硫前设置汞收集器，可降低脱硫入口烟气温度，提高脱硫效率；汞收集反应器中收集的汞，可统一进行危废处理，真正实现汞的脱除。
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为本发明的用于燃煤电厂的汞固化脱除装置的结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明的，用于燃煤电厂的汞固化脱除装置的结构示意图，如图所示：
本实施例的用于燃煤电厂的汞固化脱除方法,包括以下步骤：
a.先将烟气进行脱硝处理后预热；
b.将预热后的烟气进行静电脱尘处理后通入硫化物溶液中脱除二价汞；
c.将脱汞处理的烟气进行脱除二氧化硫处理后排放‘
本实施例中，步骤a中，采用选择性催化还原方法脱除烟气中的氮氧化物，步骤b中采用干式静电除尘器脱除粉尘，步骤c中，脱除烟气中的二氧化硫后排放；
本实施例中，所述催化还原方法的催化剂以五氧化二钒或三氧化钨为活性组分，以二氧化钛为载体；
本实施例中，步骤b中，还包括烟气流经硫化物溶液时使气液充分接触并提高气液相传质速率的步骤和和将流经硫化物溶液的烟气进行喷雾处理的步骤；使汞气与硫化物溶液充分接触生成不溶解的硫化汞沉淀，对处理后的烟气进行喷水处理，降低脱硫入口烟气温度，提高脱硫效率。
本实施例中，在硫化物溶液中烟气流经具有高表面积且经溶液的薄膜润滑的填料层；填料层可以保证气液间充分接触，薄的液膜缩短汞在液体中的扩散距离并减少传质的限度，且填料层表面可吸附和富集硫化物的浓度而加速反应，硫化物可以是多硫化物。
本实施例中，所述填料层为不锈钢填料。
本实施例中，所述硫化物溶液的PH值为9-11；烟气的空塔流速3-4m/s，
本实施例中，步骤b中，静电脱尘处理后将烟气统一收集后通入硫化物溶液，步骤c中，采用石灰石-石膏湿法脱除烟气中的二氧化硫，石灰石-石膏湿法脱硫为现有技术，此处不再一一赘述。
本实施力的用于燃煤电厂的汞固化脱除的装置，包括依次连通的SCR反应器1、空预器2、电除尘器3、汞收集反应器4和脱硫吸收塔5，所述汞收集反应器4内盛装有硫化物溶液且硫化物溶液中设置有具有高表面积且经溶液的薄膜润滑的填料层；从锅炉煤器出来的烟气先后经过氨喷射格栅7和膨胀节8处理后首先进入SCR反应器1进行脱硝，然后通过空预器2，之后进入干式电除尘器3脱除粉尘，然后烟气通过汞收集反应器4经固化处理后收集烟气中的二价汞，之后烟气进入石灰石-石膏湿法脱硫系统脱除二氧化硫；之后进入烟囱排放；在脱硫前设置汞收集反应器4，可降低脱硫入口烟气温度，提高脱硫效率；汞收集器中收集的汞，可统一进行危废处理，真正实现汞的脱除；填料层可以保证气液间充分接触，薄的液膜缩短汞在液体中的扩散距离并减少传质的限度，且填料层表面可吸附和富集硫化物的浓度而加速反应。
本实施力中，所述填料层为不锈钢填料，在硫化物溶液上方的汞收集反应器4内设置水喷头6；脱硫前设置喷水的汞收集器，大大降低了二价汞进入脱硫石膏中，避免了脱硫石膏再加工过程中二价汞的释放。
实施例一
锅炉出来的烟气经过SCR反应器1除氮氧化物，然后经过空气预器2，再进入干式静电除尘器3脱除粉尘，静电脱尘处理后的烟气以3m/s流速进入盛装有PH值为9的硫化物溶液的汞收集反应器4中脱除烟气中的二价汞；脱汞处理的烟气进入脱硫吸收塔5脱除二氧化硫后排放。
实施例二
锅炉出来的烟气经过SCR反应器1除氮氧化物，然后经过空气预器2，再进入干式静电除尘器3脱除粉尘，静电脱尘处理后的烟气以4m/s流速进入盛装有PH值为11的硫化物溶液的汞收集反应器4中脱除烟气中的二价汞；脱汞处理的烟气进入脱硫吸收塔5脱除二氧化硫后排放。
实施例三
锅炉出来的烟气经过SCR反应器1除氮氧化物，然后经过空气预器2，再进入干式静电除尘器3脱除粉尘，静电脱尘处理后的烟气以3.5m/s流速进入盛装有PH值为10的硫化物溶液的汞收集反应器4中脱除烟气中的二价汞；脱汞处理的烟气进入脱硫吸收塔5脱除二氧化硫后排放。
实施例四
锅炉出来的烟气经过SCR反应器1除氮氧化物，然后经过空气预器2，再进入干式静电除尘器3脱除粉尘，静电脱尘处理后的烟气以4m/s流速进入盛装有PH值为9的硫化物溶液的汞收集反应器4中脱除烟气中的二价汞；脱汞处理的烟气进入脱硫吸收塔5脱除二氧化硫后排放。
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 (10)

1.一种用于燃煤电厂的汞固化脱除方法,其特征在于：包括以下步骤：
a.先将烟气进行脱硝处理后经空气预热器处理；
b.将处理后的烟气进行静电脱尘处理后进入硫化物溶液中脱除二价汞；
c.将脱汞处理的烟气经脱硫处理后排放。
2.根据权利要求1所述的用于燃煤电厂的汞固化脱除方法,其特征在于：步骤a中，采用选择性催化还原方法脱除烟气中的氮氧化物，步骤b中采用干式静电除尘器脱除粉尘，步骤c中，脱除烟气中的二氧化硫后排放。
3.根据权利要求2所述的用于燃煤电厂的汞固化脱除方法,其特征在于：所述催化还原方法的催化剂以五氧化二钒或三氧化钨为活性组分，以二氧化钛为载体。
4.根据权利要求1所述的用于燃煤电厂的汞固化脱除方法,其特征在于：步骤b中，还包括烟气流经硫化物溶液时使气液充分接触并提高气液相传质速率的步骤和将流经硫化物溶液的烟气进行喷雾处理的步骤。
5.根据权利要求4所述的用于燃煤电厂的汞固化脱除方法,其特征在于：在硫化物溶液中烟气流经具有高表面积且经溶液的薄膜润滑的填料层。
6.根据权利要求5所述的用于燃煤电厂的汞固化脱除方法,其特征在于：所述填料层为不锈钢填料。
7.根据权利要求6所述的用于燃煤电厂的汞固化脱除方法,其特征在于：所述硫化物溶液的PH值为9-11；烟气的空塔流速3-4m/s。
8.根据权利要求1所述的用于燃煤电厂的汞固化脱除方法,其特征在于：步骤b中，静电脱尘处理后将烟气统一收集后通入硫化物溶液，步骤c中，采用石灰石-石膏湿法脱除烟气中的二氧化硫。
9.一种权利要求1所述的用于燃煤电厂的汞固化脱除的装置，其特征在于：包括依次连通的SCR反应器、空预器、电除尘器、汞收集反应器和脱硫吸收塔，所述汞收集反应器内盛装有硫化物溶液且硫化物溶液中设置有具有高表面积且经溶液的薄膜润滑的填料层。
10.根据权利要求9所述的用于燃煤电厂的汞固化脱除的装置，其特征在于：所述填料层为不锈钢填料，在硫化物溶液上方的汞收集反应器内设置水喷头。
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