CN108939875A - 一种燃煤电厂协同脱除重金属的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及环保领域，特别是涉及燃煤电厂协同脱除重金属的装置，包括沿烟气流向依次设置的重金属脱除装置、脱硝反应器、相变团聚装置、除尘装置、以及脱硫吸收塔，所述重金属脱除装置由依次连接的除铅装置、一级氧化改价装置、二级氧化改价装置、吸收装置、除汞装置组成。从而在除铅装置中脱除烟气中的铅，并经过两级氧化，以及配合的吸收装置，将烟气中砷和硒利用氧化作用，以高价态状态除去，最后在除汞装置内实现除汞效果。协同除尘和脱硫工艺，实现燃煤电厂烟气超低排放。

Description

一种燃煤电厂协同脱除重金属的装置
技术领域
本发明涉及环保领域，特别是涉及燃煤电厂环保，更为具体的说是涉及一种燃煤电厂协同脱除重金属的装置。
背景技术
燃煤烟气中含有的汞、砷、硒、铅等重金属成分的形态多样性和毒性极易导致脱硝催化剂中毒失活，目前已经有大量研究报道了SCR脱硝催化剂的重金属中毒机理。但是，目前对于烟气中重金属的处理集中在汞这一重金属上，对于其他重金属的处理没有涉及。
我国关于燃煤电厂净化装置如何控制重金属的研究起步较晚，目前现有技术中的研究方向主要是对烟气中重金属含量的测定，但是如何提高烟气中重金属的脱除效率，以及强化烟气中国重金属的脱除效果，实现重金属高效脱除仍没有完善的解决方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种燃煤电厂协同脱除重金属的装置，利用这一装置，通过协同作用，能够脱除烟气中的汞、砷、硒、铅，从而实现包括汞、砷、硒、铅等重金属、二氧化硫和粉尘的协同处理及超低排放。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种燃煤电厂协同脱除重金属的装置，包括沿烟气流向依次设置的重金属脱除装置、脱硝反应器、相变团聚装置、除尘装置、以及脱硫吸收塔，各装置之间以管道连接；所述重金属脱除装置由依次连接的除铅装置、一级氧化改价装置、二级氧化改价装置、吸收装置、除汞装置组成，烟气排放管道接入除铅装置入口处，除汞装置的出口处连接至脱硝反应器。
作为优选，所述的除铅装置包括除铅通道，烟气排放管连接在除铅通道下端的入口处，所述除铅通道的上部设置有喷淋头固定杆，所述喷淋头固定杆上固定有喷淋头，各喷淋头入口通过管道连接至除铅喷淋液储液箱，所述除铅喷淋液储液箱中储有醋酸溶液，所述除铅通道的底部逐渐收缩形成收集漏斗，收集漏斗的底部连接除铅液外排管，所述除铅通道的顶部连接除铅后烟气管道。
优选的，所述一级氧化改价装置包括一级氧化通道，所述一级氧化通道的内侧壁上设置有曝气嘴，所述曝气嘴的入口端连接有进气管道，所述进气管道连接至氧气瓶，所述除铅后烟气管道连接在一级氧化通道的下端入口处，所述一级氧化通道的顶部连接一级氧化后烟气管道。
优选的，所述二级氧化改价装置包括氧化通道，一级氧化后烟气管道连接在氧化通道下端的入口处，所述氧化通道的上部设置有喷淋头固定杆，所述喷淋头固定杆上固定有喷淋头，各喷淋头入口通过管道连接至氧化剂储液箱，所述氧化剂储液箱中储有氧化溶液，所述氧化改价装置的底部逐渐收缩形成收集漏斗，收集漏斗的底部连接氧化改价外排管，所述氧化通道的顶部连接二级氧化后烟气管道。
所述氧化溶液为次氯酸钠溶液。
所述吸收装置内设置有多个活性炭吸收层，二级氧化后烟气管道连接至吸收装置下端的入口处，所述吸收装置的上部开设有吸收后烟气管道。
所述除汞装置内设置有多个催化剂层，吸收后烟气管道连接至除汞装置下端的入口处，所述除汞装置的上部开设有除汞后烟气管道。
所述催化剂层为选择Ce元素和Zr元素的SiO2-TiO2-V2O5催化剂或者溴化物催化剂。
这里的脱硝反应器可以采用SCR脱硝反应器。
优选的，所述相变团聚装置包括入口整流段、相变换热段以及出口段，所述相变换热段的外侧设置有换热介质流动层，所述换热介质在换热介质流动层中流动，所述换热介质流动层上还开设有介质入口和介质出口，入口整理段由入口颈和入口-相变过渡段组成，所述出口段由相变-出口过渡段和出口颈组成，所述入口颈与出口颈均为与连接管道适配的圆筒形结构，所述相变换热段为圆筒形结构，所述入口-相变过渡段与相变-出口过渡段均为内径由大到小不断变化的光滑筒状结构，入口-相变过渡段的一端与入口颈连接，另一端与相变换热段连接，相变-出口过渡段一端与相变换热段连接，另一端与出口颈连接。
采用本发明公开的技术方案后，烟气依次经过除铅装置、一级氧化改价装置、二级氧化改价装置、吸收装置、除汞装置，从而在除铅装置中脱除烟气中的铅，并经过两级氧化，以及配合的吸收装置，将烟气中砷和硒利用氧化作用，以高价态状态除去，最后在除汞装置内实现除汞效果。协同除尘和脱硫工艺，实现燃煤电厂烟气超低排放。
附图说明
图1为燃煤电厂协同脱除重金属的装置示意图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面我们结合具体的实施例对本发明进行进一步的阐述。
实施例1
如图1所示的燃煤电厂协同脱除重金属的装置，包括沿烟气流向依次设置的重金属脱除装置、脱硝反应器6、相变团聚装置7、除尘装置8、以及脱硫吸收塔9，各装置之间以管道连接；所述重金属脱除装置由依次连接的除铅装置1、一级氧化改价装置2、二级氧化改价装置3、吸收装置4、除汞装置5组成，烟气排放管道接入除铅装置入口处，除汞装置的出口处连接至脱硝反应器。如图1中所示，还包括锅炉10和烟囱11。
作为优选，所述的除铅装置1包括除铅通道101，烟气排放管连接在除铅通道下端的入口处，所述除铅通道的上部设置有喷淋头固定杆102，所述喷淋头固定杆上固定有喷淋头103，各喷淋头入口通过管道连接至除铅喷淋液储液箱104，所述除铅喷淋液储液箱中储有醋酸溶液，所述除铅通道的底部逐渐收缩形成收集漏斗105，收集漏斗105的底部连接除铅液外排管，所述除铅通道的顶部连接除铅后烟气管道。
优选的，所述一级氧化改价装置2包括一级氧化通道201，所述一级氧化通道的内侧壁上设置有曝气嘴202，所述曝气嘴202的入口端连接有进气管道203，所述进气管道203连接至氧气瓶204，所述除铅后烟气管道连接在一级氧化通道的下端入口处，所述一级氧化通道的顶部连接一级氧化后烟气管道。
优选的，所述二级氧化改价装置包括氧化通道301，一级氧化后烟气管道连接在氧化通道下端的入口处，所述氧化通道的上部设置有喷淋头固定杆302，所述喷淋头固定杆上固定有喷淋头303，各喷淋头入口通过管道连接至氧化剂储液箱304，所述氧化剂储液箱中储有氧化溶液，所述氧化改价装置的底部逐渐收缩形成收集漏斗305，收集漏斗的底部连接氧化改价外排管，所述氧化通道的顶部连接二级氧化后烟气管道。
所述氧化溶液为次氯酸钠溶液。
所述吸收装置4内设置有多个活性炭吸收层401，二级氧化后烟气管道连接至吸收装置下端的入口处，所述吸收装置的上部开设有吸收后烟气管道。
所述除汞装置5内设置有多个催化剂层501，吸收后烟气管道连接至除汞装置下端的入口处，所述除汞装置的上部开设有除汞后烟气管道。
所述催化剂层为选择Ce元素和Zr元素的SiO2-TiO2-V2O5催化剂或者溴化物催化剂。
这里的脱硝反应器6可以采用SCR脱硝反应器。
优选的，所述相变团聚装置7包括入口整流段701、相变换热段702以及出口段703，所述相变换热段的外侧设置有换热介质流动层704，所述换热介质在换热介质流动层中流动，所述换热介质流动层上还开设有介质入口705和介质出口706，入口整理段由入口颈和入口-相变过渡段组成，所述出口段由相变-出口过渡段和出口颈组成，所述入口颈与出口颈均为与连接管道适配的圆筒形结构，所述相变换热段为圆筒形结构，所述入口-相变过渡段与相变-出口过渡段均为内径由大到小不断变化的光滑筒状结构，入口-相变过渡段的一端与入口颈连接，另一端与相变换热段连接，相变-出口过渡段一端与相变换热段连接，另一端与出口颈连接。
换热介质主要采用水或者是油，液体以低温状态进入到换热介质流动层，然后通过热传递的方式换热，并以高温状态流出。
利用本发明公开的方式，对锅炉排出的烟气进行重金属及硫含量测定，同时，对烟囱排放处的对应物质进行含量测定，经检测，通过本发明公开的装置后，除铅效率为85.2-95.3%，除硒效率80.2-93.2%，除砷效率89.5-99.5%，除汞效率83.5-95.6%，二氧化硫脱除效率99.5%以上，粉尘脱除效率89%以上。从而实现燃煤烟气的重金属协同脱除。
以上所述是本发明的具体实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种燃煤电厂协同脱除重金属的装置，其特征在于：包括沿烟气流向依次设置的重金属脱除装置、脱硝反应器、相变团聚装置、除尘装置、以及脱硫吸收塔，各装置之间以管道连接；所述重金属脱除装置由依次连接的除铅装置、一级氧化改价装置、二级氧化改价装置、吸收装置、除汞装置组成，烟气排放管道接入除铅装置入口处，除汞装置的出口处连接至脱硝反应器。
2.根据权利要求1所述的燃煤电厂协同脱除重金属的装置，其特征在于：所述的除铅装置包括除铅通道，烟气排放管连接在除铅通道下端的入口处，所述除铅通道的上部设置有喷淋头固定杆，所述喷淋头固定杆上固定有喷淋头，各喷淋头入口通过管道连接至除铅喷淋液储液箱，所述除铅喷淋液储液箱中储有醋酸溶液，所述除铅通道的底部逐渐收缩形成收集漏斗，收集漏斗的底部连接除铅液外排管，所述除铅通道的顶部连接除铅后烟气管道。
3.根据权利要求1所述的燃煤电厂协同脱除重金属的装置，其特征在于：所述一级氧化改价装置包括一级氧化通道，所述一级氧化通道的内侧壁上设置有曝气嘴，所述曝气嘴的入口端连接有进气管道，所述进气管道连接至氧气瓶，所述除铅后烟气管道连接在一级氧化通道的下端入口处，所述一级氧化通道的顶部连接一级氧化后烟气管道。
4.根据权利要求1所述的燃煤电厂协同脱除重金属的装置，其特征在于：所述二级氧化改价装置包括氧化通道，一级氧化后烟气管道连接在氧化通道下端的入口处，所述氧化通道的上部设置有喷淋头固定杆，所述喷淋头固定杆上固定有喷淋头，各喷淋头入口通过管道连接至氧化剂储液箱，所述氧化剂储液箱中储有氧化溶液，所述氧化改价装置的底部逐渐收缩形成收集漏斗，收集漏斗的底部连接氧化改价外排管，所述氧化通道的顶部连接二级氧化后烟气管道。
5.根据权利要求4所述的燃煤电厂协同脱除重金属的装置，其特征在于：所述氧化溶液为次氯酸钠溶液。
6.根据权利要求1所述的燃煤电厂协同脱除重金属的装置，其特征在于：所述吸收装置内设置有多个活性炭吸收层，二级氧化后烟气管道连接至吸收装置下端的入口处，所述吸收装置的上部开设有吸收后烟气管道。
7.根据权利要求1所述的燃煤电厂协同脱除重金属的装置，其特征在于：所述除汞装置内设置有多个催化剂层，吸收后烟气管道连接至除汞装置下端的入口处，所述除汞装置的上部开设有除汞后烟气管道。
8.根据权利要求7所述的燃煤电厂协同脱除重金属的装置，其特征在于：所述催化剂层为Ce元素和Zr元素的SiO2-TiO2-V2O5催化剂层或者溴化物催化剂层。
9.根据权利要求1所述的燃煤电厂协同脱除重金属的装置，其特征在于：脱硝反应器可以采用SCR脱硝反应器。
10.根据权利要求1所述的燃煤电厂协同脱除重金属的装置，其特征在于：所述相变团聚装置包括入口整流段、相变换热段以及出口段，所述相变换热段的外侧设置有换热介质流动层，所述换热介质在换热介质流动层中流动，所述换热介质流动层上还开设有介质入口和介质出口，入口整理段由入口颈和入口-相变过渡段组成，所述出口段由相变-出口过渡段和出口颈组成，所述入口颈与出口颈均为与连接管道适配的圆筒形结构，所述相变换热段为圆筒形结构，所述入口-相变过渡段与相变-出口过渡段均为内径由大到小不断变化的光滑筒状结构，入口-相变过渡段的一端与入口颈连接，另一端与相变换热段连接，相变-出口过渡段一端与相变换热段连接，另一端与出口颈连接。
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