CN109865415A

CN109865415A - Cfb锅炉掺烧无烟煤和木屑污泥烟气汞氧化控制工艺

Info

Publication number: CN109865415A
Application number: CN201910277704.6A
Authority: CN
Inventors: 张自丽; 曾钦达; 尤俊; 郝润龙
Original assignee: Fujian Special Equipment Inspection and Research Institute
Current assignee: Fujian Special Equipment Inspection and Research Institute
Priority date: 2019-04-08
Filing date: 2019-04-08
Publication date: 2019-06-11

Abstract

本发明提供了一种CFB锅炉掺烧无烟煤和木屑污泥烟气汞氧化控制工艺，所述工艺为：配置蒸汽态氧化剂，将蒸汽态氧化剂喷入CFB锅炉的高温炉膛或炉膛尾部烟道，所述蒸汽态氧化剂与无烟煤和木屑污泥燃料燃烧后的烟气进行接触，氧化剂在高温反应中形成高活性自由基，并与烟气中汞发生氧化脱除反应，反应后的产物由炉膛排渣口排出和烟道尾部碱性吸收装置收集处理，反应后的烟气经除尘、脱硝、脱硫处理后进行排放；所述蒸汽态氧化剂为过氧化氢、次氯酸钠、过硫酸钠、亚氯酸钠、溴化钠中的一种、两种或多种试剂混合溶于水的氧化性吸收溶液。本发明提高了汞的氧化率，降低了污染。

Description

CFB锅炉掺烧无烟煤和木屑污泥烟气汞氧化控制工艺

技术领域

本发明涉及特种设备技术领域，特别是一种CFB锅炉掺烧无烟煤和木屑污泥烟气汞氧化控制工艺。

背景技术

目前，中国很大部分煤用于电厂发电,伴随燃煤产生的NO_x和Hg⁰会给人体和生态环境带来严重的危害,将水溶性很低的Hg⁰催化氧化成水溶性高的Hg²⁺是一种有潜力的技术。研究表明选择性催化还原（selective catalytic reduction，SCR）脱硝催化剂能将Hg⁰氧化成Hg²⁺。通过电厂现有污染控制系统SCR脱硝系统实现协同脱硝脱汞不仅操作简单还能节省费用，是一种非常有应用前景的技术。实现良好协同脱硝脱汞效果的关键在于选择性能优异的催化剂。本文针对现有SCR催化剂脱汞效率低的不足提出了一种CFB锅炉掺烧无烟煤和木屑污泥烟气汞氧化控制工艺。其中，本专利的专业术语如下：循环流化床（circulatingfluidized bed， CFB）锅炉，无烟煤（anthracite，AT）木屑污泥（sawmill sludge，SS）。

现有技术中公开有“一种燃煤锅炉的低成本汞污染控制系统”，见申请号：201721364880.6 申请日：2017-10-23的中国专利，一种燃煤锅炉的低成本汞污染控制系统，将高卤素的脱硫废水作为强制氧化剂加入锅炉系统，增大了烟气的氧化性，烟气中的单质汞被强制氧化为二价汞，在除尘器和湿法脱硫装置中二价汞被协同控制脱除，大幅减少燃煤锅炉的汞排放；该实用新型利用了脱硫废水作为氧化剂，省去了脱汞氧化剂费用，降低汞污染控制的运行成本，同时资源化利用脱硫废水，解决了高卤素废水难以处理的问题，节省了脱硫废水的深度处理费用，实现了脱硫废水的零排放；该实用新型具有设备简单、操作简便和适用范围广的优点，可满足不同燃煤锅炉的高效、低成本汞污染物的脱除。该专利与本专利的技术方案并不相同，本专利并非采用高卤素的脱硫废水进行氧化处理。

发明内容

为克服上述问题，本发明的目的是提供一种CFB锅炉掺烧无烟煤和木屑污泥烟气汞氧化控制工艺，提高了汞的氧化率，降低了污染。

本发明采用以下方案实现：一种CFB锅炉掺烧无烟煤和木屑污泥烟气汞氧化控制工艺，所述工艺为：配置蒸汽态氧化剂，将蒸汽态氧化剂喷入CFB锅炉的高温炉膛或炉膛尾部烟道，所述蒸汽态氧化剂与无烟煤和木屑污泥燃料燃烧后的烟气进行接触，氧化剂在高温反应中形成高活性自由基，并与烟气中汞发生氧化脱除反应，反应后的产物由炉膛排渣口排出和烟道尾部碱性吸收装置收集处理，反应后的烟气经除尘、脱硝、脱硫处理后进行排放；所述蒸汽态氧化剂为过氧化氢、次氯酸钠、过硫酸钠、亚氯酸钠、溴化钠中的一种、两种或多种试剂混合溶于水的氧化性吸收溶液。

进一步的，所述高活性自由基包括：羟基、卤素自由基或者硫酸根自由基等。

进一步的，所述碱性吸收装置内装有氯化钾的碱性吸收溶液，该氯化钾的碱性吸收溶液将烟气反应后形成的二价汞进行吸收。

进一步的，所述配置蒸汽态氧化剂之前进一步包括：在CFB锅炉的锅炉内加入无烟煤AT、木屑污泥SS，其中，CFB锅炉蒸汽量120~130 t/h；无烟煤AT和木屑污泥SS燃料量为10~35 t/h；木屑污泥SS掺烧比例5%~25%；烟气量为12~30万m³/h；烟气汞初始浓度范围为0.3~650μg/m³；蒸汽态氧化剂中过氧化氢质量浓度为10%~30%，次氯酸钠质量浓度为0.5%~3%，过硫酸钠质量浓度为0.2%~2%，亚氯酸钠质量浓度为0.2%~1.5%或溴化钠质量浓度为0.2%~1.5%。

本发明的有益效果在于：本发明利将蒸汽态氧化剂喷入CFB锅炉的高温炉膛或炉膛尾部烟道，所述蒸汽态氧化剂与无烟煤和木屑污泥燃料燃烧后的烟气进行接触，氧化剂在高温反应中形成高活性自由基，并与烟气中汞发生氧化脱除反应，从而实现汞的氧化，汞氧化率可达33%~98.9%，提高了汞的氧化率。

附图说明

图1是本发明的方法流程示意图。

图2是本发明涉及的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

请参阅图1和图2所示，本发明的一种CFB锅炉掺烧无烟煤和木屑污泥烟气汞氧化控制工艺，所述工艺为：配置蒸汽态氧化剂，将蒸汽态氧化剂喷入CFB锅炉的高温炉膛或炉膛尾部烟道，所述蒸汽态氧化剂与无烟煤和木屑污泥燃料燃烧后的烟气进行接触，氧化剂在高温反应中形成高活性自由基，并与烟气中汞发生氧化脱除反应，反应后的产物由炉膛排渣口排出和烟道尾部碱性吸收装置收集处理，反应后的烟气经除尘、脱硝、脱硫处理后进行排放；所述蒸汽态氧化剂为过氧化氢、次氯酸钠、过硫酸钠、亚氯酸钠、溴化钠中的一种、两种或多种试剂混合溶于水的氧化性吸收溶液。

其中，所述高活性自由基包括：羟基、卤素自由基、或者硫酸根自由基。所述碱性吸收装置为吸收瓶，所述吸收瓶内装有氯化钾的碱性吸收溶液，该氯化钾的碱性吸收溶液将烟气反应后形成的二价汞进行吸收。

在本发明中，所述配置蒸汽态氧化剂之前进一步包括：在CFB锅炉的锅炉内加入无烟煤AT、木屑污泥SS，其中，CFB锅炉蒸汽量120~130 t/h；无烟煤AT和木屑污泥SS燃料量为10~35 t/h；木屑污泥SS掺烧比例5%~25%；烟气量为12~30万m³/h；烟气汞初始浓度范围为0.3~650μg/m³；蒸汽态氧化剂中过氧化氢H₂O₂质量浓度为10%~30%，次氯酸钠质量浓度为0.5%~3%，过硫酸钠质量浓度为0.2%~2%，亚氯酸钠质量浓度为0.2%~1.5%或溴化钠质量浓度为0.2%~1.5%。汞氧化率可达33%~98.9%。其中，汞氧化率定义为碱性吸收装置中二价汞的含量与无烟煤和木屑污泥燃烧后汞元素的比值。

下面结合具体实施进行说明，其中，基本工艺条件的实施例如下：

1、CFB锅炉蒸汽量130t/h；AT和SS燃料量20 t/h，SS掺烧比例不大于25%；烟气量约17万Nm³/h；烟气汞初始浓度为218μg/m³；蒸汽态氧化剂 H₂O₂质量浓度为15%，H₂O₂同时喷入炉膛和炉膛尾部烟道；汞氧化率约33%；

2、CFB锅炉蒸汽量130t/h；AT和SS燃料量20 t/h，SS掺烧比例不大于25%；烟气量约16.5万Nm³/h；烟气汞初始浓度为215μg/m³；蒸汽态氧化剂H₂O₂/NaClO质量浓度为15%/1%，H₂O₂/NaClO喷入炉膛尾部烟道；汞氧化率约48.2%；

3、CFB锅炉蒸汽量120t/h；AT和SS燃料量20 t/h，SS掺烧比例不大于20%；烟气量约15.8万Nm³/h；烟气汞初始浓度为228μg/m³；蒸汽态氧化剂H₂O₂/ NaClO₂质量浓度为15%/0.5%，H₂O₂/ NaClO₂喷入炉膛尾部烟道；汞氧化率约55.8%；

4、CFB锅炉蒸汽量130t/h；AT和SS燃料量20 t/h，SS掺烧比例不大于25%；烟气量约17.3万Nm³/h；烟气汞初始浓度为230μg/m³；蒸汽态氧化剂H₂O₂/NaBr质量浓度为15%/0.5%，H₂O₂/NaBr喷入炉膛和炉膛尾部烟道；汞氧化率约98.9%；

5、CFB锅炉蒸汽量120t/h；AT和SS燃料量18 t/h，SS掺烧比例不大于20%；烟气量约15.4万Nm³/h；烟气汞初始浓度为213μg/m³；蒸汽态氧化剂H₂O₂/ Na₂S₂O₈/NaClO质量浓度为10%/0.8%/1%，H₂O₂/ Na₂S₂O₈/NaClO喷入炉膛尾部烟道；汞氧化率约50.7%；

6、CFB锅炉蒸汽量125t/h；AT和SS燃料量21 t/h，SS掺烧比例不大于25%；烟气量约16.5万Nm³/h；烟气汞初始浓度为204μg/m³；蒸汽态氧化剂H₂O₂/ NaClO₂/NaBr质量浓度为10%/0.6%/0.5%，H₂O₂/ NaClO₂/NaBr喷入炉膛尾部烟道；汞氧化率约58.1%。

总之，本发明采用在CFB炉内喷入蒸汽态氧化剂（燃烧中氧化）或者在炉后烟道内喷入蒸汽态氧化剂（气相预氧化结合湿法吸收），对CFB锅炉掺烧无烟煤AT和木屑污泥SS过程中烟气汞氧化控制的技术，并在蒸汽氧化的后段接入碱性吸收装置来捕集氧化汞。所用蒸汽态氧化剂为过氧化氢H₂O₂、次氯酸钠NaClO、过硫酸钠Na₂S₂O₈、亚氯酸钠NaClO₂、溴化钠NaBr中的一种、两种或多种试剂混合溶于水的氧化性吸收溶液。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种CFB锅炉掺烧无烟煤和木屑污泥烟气汞氧化控制工艺，其特征在于：所述工艺为：配置蒸汽态氧化剂，将蒸汽态氧化剂喷入CFB锅炉的高温炉膛或炉膛尾部烟道，所述蒸汽态氧化剂与无烟煤和木屑污泥燃料燃烧后的烟气进行接触，氧化剂在高温反应中形成高活性自由基，并与烟气中汞发生氧化脱除反应，反应后的产物由炉膛排渣口排出和烟道尾部碱性吸收装置收集处理，反应后的烟气经除尘、脱硝、脱硫处理后进行排放；所述蒸汽态氧化剂为过氧化氢、次氯酸钠、过硫酸钠、亚氯酸钠、溴化钠中的一种、两种或多种试剂混合溶于水的氧化性吸收溶液。

2.根据权利要求1所述的一种CFB锅炉掺烧无烟煤和木屑污泥烟气汞氧化控制工艺，其特征在于：所述高活性自由基包括：羟基、卤素自由基或者硫酸根自由基。

3.根据权利要求1所述的一种CFB锅炉掺烧无烟煤和木屑污泥烟气汞氧化控制工艺，其特征在于：所述碱性吸收装置内装有氯化钾的碱性吸收溶液，该氯化钾的碱性吸收溶液将烟气反应后形成的二价汞进行吸收。

4.根据权利要求1所述的一种CFB锅炉掺烧无烟煤和木屑污泥烟气汞氧化控制工艺，其特征在于：所述配置蒸汽态氧化剂之前进一步包括：在CFB锅炉的锅炉内加入无烟煤、木屑污泥，其中，CFB锅炉蒸汽量120~130 t/h；无烟煤和木屑污泥燃料量为10~35 t/h；木屑污泥掺烧比例5%~25%；烟气量为12~30万m³/h；烟气汞初始浓度范围为0.3~650μg/m³；蒸汽态氧化剂中过氧化氢质量浓度为10%~30%，次氯酸钠质量浓度为0.5%~3%，过硫酸钠质量浓度为0.2%~2%，亚氯酸钠质量浓度为0.2%~1.5%或溴化钠质量浓度为0.2%~1.5%。