CN111514717B - 一种还原烟气中离子汞和氧化汞的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种还原烟气中离子汞和氧化汞的装置及方法，包括：通过将烟气排放口与反应腔体的其中一个开口连接，使排放的烟气通过该开口进入反应腔体内；反应腔体内的烟气在压力差的推动下从生成器的其中一个开口进入生成器内，并在预设温度范围内与生成器内的反应物发生化学反应，生成还原气体；生成的还原气体在该压力差的推动下从生成器的另一个开口流出生成器，将反应腔体内的烟气中的氧化汞和生成的氧化汞还原为汞原子；反应腔体内的气体从反应腔体的另一个开口流出反应腔体。本发明能够将烟气中的离子汞和氧化汞还原为汞原子，再对烟气中总的汞原子含量进行测量，从而可以实现对烟气进行总汞排放的在线监测。

Description

一种还原烟气中离子汞和氧化汞的装置及方法

技术领域

本发明涉及烟气技术领域，特别是涉及一种热催化还原烟气中离子汞和氧化汞的装置及方法。

背景技术

汞是一种剧毒非必需元素，也是惟一能在生态系统中完善循环的重金属；汞和无机汞化合物被世界卫生组织列为3类致癌物，也被我国列入有毒有害水污染物名录。目前，国内对环保要求日益严苛，在不断提高烟气中汞排放强制标准的背景下，就需要实时监测烟气中的汞排放。而监测烟气中的总汞排放是反馈汞排放最直接、最有效的手段，也是降低汞及其化合物排放的第一步。

而烟气中的汞元素主要由三种状体：汞原子、离子汞和氧化汞。为了实现对烟气中总汞排放的在线监测，需要同时测量烟气中的离子汞、汞原子和氧化汞。而目前在烟气总汞监测中主要还是用实验室方法，即现场采样后在实验室完成离子汞的还原与检测，还原剂通常使用氯化压锡溶液等液态溶剂；但是实验室方法不能对烟气中的离子汞进行在线测量，不能完成氧化汞的在线测量，从而不能实现对烟气总汞排放的在线监测。同时现有技术中还有部分采用高温裂解方法将离子汞裂解为汞原子，但是其仅仅裂解了离子汞，并没裂解氧化汞；而且裂解过程需要的温度较高，一般为900℃；高温会加大现场的危险程度，增加能耗成本。因此，需要提出一种能够同时在线将烟气中离子汞和氧化汞还原为汞原子的装置及方法。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种热催化还原烟气中离子汞和氧化汞的方法及装置，用于解决现有技术中存在的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种还原烟气中离子汞和氧化汞的装置及方法，包括有：

反应腔体，用于提供还原烟气中离子汞和氧化汞的反应空间；所述反应腔体内填充有碱性物质，使烟气中的离子汞与所述碱性物质反应生成氧化汞；

加热器，与所述反应腔体接触，用于提供热量，使所述反应腔体内的温度达到预设温度范围；

生成器，位于所述反应腔体内，用于提供生成还原气体的反应空间；所述生成器与所述反应腔体存在距离差，使得所述生成器内存在压力差；

反应物，位于所述生成器内，用于在预设温度范围内与进入所述生成器内的烟气发生化学反应，在所述生成器内生成还原气体；所述还原气体在该压力差的推动下流出所述生成器，将所述反应腔体内的烟气中的氧化汞和生成的氧化汞还原为汞原子。

可选地，所述反应腔体设有两个开口，排放的烟气从其中一个开口进入所述反应腔体，所述反应腔体内的气体从另一个开口流出所述反应腔体；

所述生成器设有两个开口，且所述生成器的两个开口与所述反应腔体的两个开口存在距离差，使得所述生成器的两个开口之间形成压力差；所述反应腔体内的烟气在该压力差的推动下从所述生成器的其中一个开口进入所述生成器内，并在预设温度范围内与所述生成器内的反应物发生化学反应，生成还原气体；且生成的还原气体在该压力差的推动下从所述生成器的另一个开口流出所述生成器，将所述反应腔体内的烟气中的氧化汞和生成的氧化汞还原为汞原子。

可选地，所述碱性物质还与所述反应腔体内的烟气反应生成用于还原烟气中离子汞的固体还原剂。

可选地，填充的碱性物质包括：氢氧化钠和/或氢氧化钾；所述烟气包括有二氧化硫气体；

所述反应腔体内的二氧化硫气体与填充的氢氧化钠发生化学反应，生成用于还原烟气中离子汞的亚硫酸钠；和/或，所述反应腔体内的二氧化硫气体与填充的氢氧化钾发生化学反应，生成用于还原烟气中离子汞的亚硫酸钾。

可选地，所述反应腔体内还填充有固体颗粒，所述碱性物质覆盖在所述固体颗粒的表面。

可选地，所述固体颗粒设有多个通孔，所述碱性物质还位于所述通孔内。

可选地，所述固体颗粒包括以下至少之一：碳化硅颗粒、分子筛颗粒、活性炭颗粒。

可选地，所述反应腔体的外侧还设有保温腔体，所述保温腔体用于将所述反应腔体内的温度维持在200℃～300℃。

可选地，所述反应物包括活性炭，所述烟气包括有氧气；

所述活性炭在预设温度范围内与进入所述生成器内的氧气反应，生成一氧化碳气体；所述一氧化碳气体构成所述还原气体。

本发明还提供一种利用上述装置来还原烟气中离子汞和氧化汞的方法，包括有：

将烟气排放口与反应腔体的其中一个开口连接，使排放的烟气通过该开口进入所述反应腔体内；

所述反应腔体内的烟气在压力差的推动下从生成器的其中一个开口进入所述生成器内，并在预设温度范围内与所述生成器内的反应物发生化学反应，生成还原气体；

生成的还原气体在该压力差的推动下从所述生成器的另一个开口流出所述生成器，将所述反应腔体内的烟气中的氧化汞和生成的氧化汞还原为汞原子；

所述反应腔体内的气体从所述反应腔体的另一个开口流出所述反应腔体。

如上，本发明提供一种还原烟气中离子汞和氧化汞的装置及方法，具有以下有益效果：通过将烟气排放口与反应腔体的其中一个开口连接，使排放的烟气通过该开口进入反应腔体内；反应腔体内的烟气在压力差的推动下从生成器的其中一个开口进入生成器内，并在预设温度范围内与生成器内的反应物发生化学反应，生成还原气体；生成的还原气体在该压力差的推动下从生成器的另一个开口流出生成器，将反应腔体内的烟气中的氧化汞和生成的氧化汞还原为汞原子；反应腔体内的气体从反应腔体的另一个开口流出反应腔体。本发明能够将烟气中的离子汞和氧化汞还原为汞原子，再通过冷原子吸收和荧光检测等方法对烟气中总的汞原子含量进行测量，从而可以实现对烟气进行总汞排放的在线监测。

附图说明

图1为一实施例提供的还原烟气中离子汞和氧化汞的装置的结构示意图。

元件标号说明

1 反应腔体

2 生成器

3 反应腔体入口

4 反应腔体出口

5 生成器出口

6 生成器入口

7 加热器

8 保温腔体

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图1。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

请参阅图1，本实施例提供一种还原烟气中离子汞和氧化汞的装置，包括有：

反应腔体1，用于提供还原烟气中离子汞和氧化汞的反应空间；反应腔体内填充有碱性物质，使烟气中的离子汞与碱性物质反应生成氧化汞；其中，烟气中包括汞原子、离子汞、氧化汞、二氧化硫、氧气和其余燃烧产物等。

加热器7，与反应腔体1接触，用于提供热量，使反应腔体内的温度达到预设温度范围；

生成器2，位于反应腔体1内，用于提供生成还原气体的反应空间；生成器与反应腔体存在距离差，使得生成器内存在压力差；

反应物，位于生成器2内，用于在预设温度范围内与进入生成器内的烟气发生化学反应，在生成器内生成还原气体；还原气体在该压力差的推动下流出生成器，将反应腔体1内的烟气中的氧化汞和生成的氧化汞还原为汞原子。

通过上述记载，本装置通过反应腔体1提供用于还原烟气中离子汞和氧化汞的反应空间，并在反应腔体内填充碱性物质，使烟气中的离子汞与碱性物质反应生成氧化汞；加热器7提供热量，使反应腔体1内的温度达到预设温度范围；生成器2提供生成还原气体的反应空间，且生成器2与反应腔体1存在距离差，使得生成器2的内部存在压力差；反应腔体内的烟气在压力差的推动下进入生成器内，并在预设温度范围内与生成器内部的反应物发生化学反应，生成还原气体；且生成的还原气体在该压力差的推动下流出生成器2并进入反应腔体1内，将反应腔体1内的烟气中的氧化汞和生成的氧化汞还原为汞原子。

在一示例性实施例中，反应腔体设有两个开口，反应腔体设有两个开口，排放的烟气从其中一个开口进入反应腔体，反应腔体内的气体从另一个开口流出反应腔体；

生成器设有两个开口，且生成器的两个开口与反应腔体的两个开口存在距离差，使得生成器的两个开口之间形成压力差；反应腔体内的烟气在该压力差的推动下从生成器的其中一个开口进入生成器内，并在预设温度范围内与生成器内的反应物发生化学反应，生成还原气体；且生成的还原气体在该压力差的推动下从生成器的另一个开口流出生成器，将反应腔体内的烟气中的氧化汞和生成的氧化汞还原为汞原子。

具体地，反应腔体1设有两个开口，即反应腔体入口4和反应腔体出口3。其中，反应腔体入口4与烟气排放口连接，使排放的烟气能够从反应腔体入口4进入反应腔体1内；且反应腔体1内的气体从反应腔体出口3流出反应腔体1。

生成器2设有两个开口，即生成器入口6和生成器出口5。且生成器2的两个开口与反应腔体1的两个开口存在距离差，使得生成器入口6与生成器出口5之间会形成压力差。该压力差形成后，反应腔体1内的烟气会在该压力差的推动下从生成器入口6进入生成器2内，并在预设温度范围内与生成器2内的反应物发生化学反应，生成还原气体。且生成的还原气体在该压力差的推动下从生成器出口5流出生成器2，并进入反应腔体1内与反应腔体1内的烟气发生化学反应，从而将烟气中的氧化汞和生成的氧化汞还原为汞原子。

其中，生成器2的两个开口的口径大小可以调节，即生成器入口6和生成器出口5的口径大小可以调节。通过调节生成器2的两个开口的口径大小，能够控制生成器2内部的反应速度，延长生成器2内部反应物的使用寿命；同时还可以控制还原气体的生成量和排放量。例如通过增大或减小生成器入口6的口径大小，可以控制还原气体生成量；通过增大或减小生成器出口5的口径大小，可以控制还原气体排放量。

在一实施例中，反应物包括活性炭等含碳物质，烟气包含有5％至6％的氧气；活性炭在预设温度范围内与进入生成器内的氧气反应，生成一氧化碳气体；一氧化碳气体构成还原气体，即生成的还原气体为一氧化碳气体。具体地，生成器入口6与生成器出口5之间形成压力差后，反应腔体1内的烟气(包含5％至6％的氧气)会在该压力差的推动下从生成器入口6进入生成器2内，并在预设温度范围内与生成器2内的活性炭发生化学反应，生成一氧化碳气体。且生成的一氧化碳气体在该压力差的推动下从生成器出口5流出生成器2，并进入反应腔体1内与反应腔体1内的烟气发生化学反应，从而将烟气中的氧化汞和生成的氧化汞还原为汞原子。

在一示例性实施例中，碱性物质还与反应腔体内的烟气反应生成用于还原烟气中离子汞的固体还原剂。作为示例，填充的碱性物质可以包括：氢氧化钠和/或氢氧化钾。其中，烟气包括有二氧化硫气体。若填充的碱性物质是氢氧化钠，则反应腔体1内的二氧化硫气体与填充的氢氧化钠发生化学反应，生成用于还原烟气中离子汞的亚硫酸钠。若填充的碱性物质是氢氧化钾，则反应腔体1内的二氧化硫气体与填充的氢氧化钾发生化学反应，生成用于还原烟气中离子汞的亚硫酸钾。若填充的碱性物质是氢氧化钠和氢氧化钾，则反应腔体1内的二氧化硫气体与填充的氢氧化钾和氢氧化钠发生化学反应，生成用于还原烟气中离子汞的亚硫酸钾和亚硫酸钠。由于火电、垃圾焚烧等排放的烟气中包含有二氧化硫气体，而二氧化硫气体与汞原子有相近的吸收峰，因此需要减小烟气中二氧化硫对还原过程所带来的干扰。并且烟气中的氧气含量非常少，仅占5％至6％，所以碱性物质与烟气中的二氧化硫气体发生化学反应时，基本上是生成亚硫酸盐。本申请实施例通过在反应腔体1内填充碱性物质，不仅能够减少二氧化硫气体对还原过程的干扰，还能够将碱性物质与二氧化硫气体生成的亚硫酸盐作为固体还原剂来还原烟气中的离子汞。

根据上述示例性实施例的记载，反应腔体1内还填充有固体颗粒，碱性物质覆盖在固体颗粒的表面。本申请实施例中，将这些固体颗粒作为碱性物质的载体，并让碱性物质覆盖在固体颗粒的表面，可以让碱性物质与反应腔体1内的二氧化硫气体接触更充分，反应更充分，生成更多的亚硫酸盐。其中，还可以在固体颗粒上设多个通孔，并将碱性物质放置于这些通孔内。通过将碱性物质放置于固定颗粒中的通孔内，也能够让碱性物质与反应腔体1内的二氧化硫气体接触更充分，反应更充分，生成更多的亚硫酸盐。作为示例，本申请实施例中的固体颗粒包括以下至少之一：碳化硅颗粒、分子筛颗粒、活性炭颗粒。

由于火电、垃圾焚烧等烟气排放温度通常在180-200℃，为了在此温度状态下还原烟气中的离子汞和氧化汞，以实现烟气总汞的实时在线检测。本申请实施例在反应腔体1的外侧还设有保温腔体8，通过保温腔体8和加热器2相互配合，使反应腔体1内的温度维持在200℃～300℃。

在一些实施例中，本申请中的预设温度范围为200℃～300℃。在200℃～300℃的这个温度范围内，不仅能够稳定生成一氧化碳气体，充分还原烟气中的离子汞和氧化汞；还能够防止汞原子在300℃～350℃时被再次氧化；与现有的高温裂解方法相比，本申请的温度范围较宽，控制难度低。

在一具体实施例中，排放的烟气(包括离子汞、氧化汞、汞原子、二氧化硫气体、氧气和其他燃烧产物)通过反应腔体入口进入反应腔体内，反应腔体内部填充物主要包含氢氧化钾、氢氧化钠等碱性物质及该类物质的固体颗粒载体，固体颗粒载体通常选用碳化硅颗粒、分子筛颗粒或活性炭颗粒等。由于离子汞会与氢氧根结合生成氢氧化汞，而氢氧化汞极容易分解为氧化汞和水；因此，当含有离子汞、氧化汞和汞原子的烟气进过反应腔体后的产物为氧化汞和汞原子。同时碱性物质又能吸收烟气中的二氧化硫，生成亚硫酸盐，而亚硫酸盐作为一种固体还原剂又能还原烟气中的离子汞。

生成器2内主要包含活性炭等含碳物质作为生成还原气体的反应物。由于生成器出入口与反应腔体的出入口存在距离差，使得生成器出口5与生成器入口6之间存在一个压力差，这个压力差会推动反应腔体1内部的气体进入生成器2，而烟气里存在5-6％的氧气，当氧气进入生成器2后会与里面大量的活性炭等含碳物质反应生成一氧化碳，并在压力差的推动下从生成器出口5排出，进入反应腔体1内的一氧化碳会因为碱性物质的阻挡而充满整个反应腔体1，使得一氧化碳气体与氧化汞充分接触反应，将氧化汞还原成汞原子。由于排放的烟气持续进入反应腔体1内，使得反应腔体1内的气体与被亚硫酸盐和一氧化碳气体还原的汞原子一起被气流从反应腔体出口4带出反应腔体；再通过冷原子吸收和荧光检测等方法对从反应腔体出口4排出的汞原子进行含量测量，相当于对烟气中总的汞原子含量进行测量，从而可以实现对烟气进行总汞排放的在线监测。其中，流经生成器2的气体只占总气体流量的一小部分，且生成器2处于200℃～300℃的温度范围；因此，生成器2内活性炭吸附汞的影响很小，属于正常误差范围内。同时，通过调节生成器入口6、生成器出口5的开口口径，可以调节进入生成器2内的氧气量，从而控制生成器2内部反应强度，达到延长内部活性炭使用寿命的目的，同时也可以控制一氧化碳气体的生成量和排放量。

加热器7一直提供热量，使得反应腔体1内部温度可以达到200℃以上。加热器7和外层的保温腔体8相互配合，使得反应腔体1内部温度可以维持在200℃～300℃，在该温度下能保证一氧化碳气体的稳定生成，充分还原离子汞和氧化汞，也能防止汞原子在300℃～350℃温度范围内被再次氧化；并且200℃～300℃的温度范围较宽，控制难度较低。

本装置使用氢氧化钾、氢氧化钠等碱性物质将离子汞转变为氧化汞，并在去除二氧化硫的过程中产生固体还原剂亚硫酸盐等副产物，作为还原剂的补充。利用了烟气中残留的氧气，与活性炭等含碳物质生成一氧化碳还原气体，将氧化汞全部还原为汞原子，同时还可以通过调节生成器入口、生成器出口的开口口径来控制生成器内部的反应强度，不仅能够稳定生成足够量的一氧化碳气体，还延长了生成器内部活性炭的使用寿命。相比于现有的实验室离子汞还原装置，本装置能生成一氧化碳气体还原剂和亚硫酸盐固体还原剂，脱离了液体溶液还原剂，更适应于在线监测；相比于高温裂解，本装置有更低的反应温度，能在离子汞还原的过程中去除二氧化硫等干扰气体，生成固体还原剂，使得离子汞的还原更加充分，且反应腔体的温度控制在300℃以下，避免了汞原子再次氧化，使得总汞的测量更为精准。在将烟气中的离子汞和氧化汞还原为汞原子后，通过冷原子吸收和荧光检测等方法对烟气中总的汞原子含量进行测量，从而可以实现对烟气进行总汞排放的在线监测。

本发明还提供一种利用上述装置来还原烟气中离子汞和氧化汞的方法，包括有：

将烟气排放口与反应腔体的其中一个开口连接，使排放的烟气通过该开口进入反应腔体内；

反应腔体内的烟气在压力差的推动下从生成器的其中一个开口进入生成器内，并在预设温度范围内与生成器内的反应物发生化学反应，生成还原气体；压力差由位于反应腔体内的生成器形成；与反应腔体接触的加热器提供热量达到预设温度；

生成的还原气体在该压力差的推动下从生成器的另一个开口流出生成器，与反应腔体内的烟气发生化学反应，将烟气中的离子汞和氧化汞还原为汞原子；

反应腔体内的气体从反应腔体的另一个开口流出反应腔体。

具体地，反应腔体入口4与烟气排放口连接，使排放的烟气能够从反应腔体入口4进入反应腔体1内；且反应腔体1内的气体从反应腔体出口3流出反应腔体1。排放的烟气(包括离子汞、氧化汞、汞原子、二氧化硫气体、氧气和其他燃烧产物)通过反应腔体入口4进入反应腔体1内，反应腔体1内部填充物主要包含氢氧化钾、氢氧化钠等碱性物质及该类物质的固体颗粒载体，固体颗粒载体通常选用碳化硅颗粒、分子筛颗粒或活性炭颗粒等。由于离子汞会与氢氧根结合生成氢氧化汞，而氢氧化汞极容易分解为氧化汞和水；因此，当含有离子汞、氧化汞和汞原子的烟气进过反应腔体后的产物为氧化汞和汞原子。同时碱性物质又能吸收烟气中的二氧化硫，生成亚硫酸盐，而亚硫酸盐作为一种固体还原剂又能还原离子汞。

生成器2内主要包含活性炭等含碳物质作为生成还原气体的反应物。由于生成器出入口与反应腔体的出入口存在距离差，使得生成器出口5与生成器入口6之间存在一个压力差，这个压力差会推动反应腔体1内部的气体进入生成器2，而烟气里存在5-6％的氧气，当氧气进入生成器2后会与里面大量的活性炭等含碳物质反应生成一氧化碳，并在压力差的推动下从生成器出口5排出，进入反应腔体1内的一氧化碳会因为碱性物质的阻挡而充满整个反应腔体1，使得一氧化碳气体与氧化汞充分接触反应，将氧化汞还原成汞原子。由于排放的烟气持续进入反应腔体1内，使得反应腔体1内的气体与被亚硫酸盐和一氧化碳气体还原的汞原子一起被气流从反应腔体出口4带出反应腔体；再通过冷原子吸收和荧光检测等方法对从反应腔体出口4排出的汞原子进行含量测量，相当于对烟气中总的汞原子含量进行测量，从而可以实现对烟气进行总汞排放的在线监测。其中，流经生成器2的气体只占总气体流量的一小部分，且生成器2处于200℃～300℃的温度范围；因此，生成器2内活性炭吸附汞的影响很小，属于正常误差范围内。同时，通过调节生成器入口6、生成器出口5的开口口径，可以调节进入生成器2内的氧气量，从而控制生成器2内部反应强度，达到延长内部活性炭使用寿命的目的，同时也可以控制一氧化碳气体的生成量和排放量。

加热器7一直提供热量，使得反应腔体1内部温度可以达到200℃以上。加热器7和外层的保温腔体8相互配合，使得反应腔体1内部温度可以维持在200℃～300℃，在该温度下能保证一氧化碳气体的稳定生成，充分还原离子汞和氧化汞，也能防止汞原子在300℃～350℃温度范围内被再次氧化；并且200℃～300℃的温度范围较宽，控制难度较低。

本方法使用氢氧化钾、氢氧化钠等碱性物质将离子汞转变为氧化汞，并在去除二氧化硫的过程中产生固体还原剂亚硫酸盐等副产物，作为还原剂的补充。利用了烟气中残留的氧气，与活性炭等含碳物质生成一氧化碳还原气体，将氧化汞全部还原为汞原子，同时还可以通过调节生成器入口、生成器出口的开口口径来控制生成器内部的反应强度，不仅能够稳定生成足够量的一氧化碳气体，还延长了生成器内部活性炭的使用寿命。相比于现有的实验室离子汞还原方法，本方法能生成一氧化碳气体还原剂和亚硫酸盐固体还原剂，脱离了液体溶液还原剂，更适应于在线监测；相比于高温裂解，本方法有更低的反应温度，能在离子汞还原的过程中去除二氧化硫等干扰气体，生成固体还原剂，使得离子汞的还原更加充分，且反应腔体的温度控制在300℃以下，避免了汞原子再次氧化，使得总汞的测量更为精准。在将烟气中的离子汞和氧化汞还原为汞原子后，通过冷原子吸收和荧光检测等方法对烟气中总的汞原子含量进行测量，从而可以实现对烟气进行总汞排放的在线监测。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种还原烟气中离子汞和氧化汞的装置，其特征在于，包括有：

反应腔体，用于提供还原烟气中离子汞和氧化汞的反应空间；所述反应腔体内填充有碱性物质，使烟气中的离子汞与所述碱性物质反应生成氧化汞；

加热器，与所述反应腔体接触，用于提供热量，使所述反应腔体内的温度达到预设温度范围；所述预设温度范围包括200℃～300℃：

生成器，位于所述反应腔体内，用于提供生成还原气体的反应空间；所述生成器与所述反应腔体存在距离差，使得所述生成器内存在压力差；

反应物，位于所述生成器内，用于在预设温度范围内与进入所述生成器内的烟气发生化学反应，在所述生成器内生成还原气体；所述还原气体在该压力差的推动下流出所述生成器，将所述反应腔体内的烟气中的氧化汞和生成的氧化汞还原为汞原子；

所述反应腔体设有两个开口，排放的烟气从其中一个开口进入所述反应腔体，所述反应腔体内的气体从另一个开口流出所述反应腔体；

所述生成器设有两个开口，且所述生成器的两个开口与所述反应腔体的两个开口存在距离差，使得所述生成器的两个开口之间形成压力差；所述反应腔体内的烟气在该压力差的推动下从所述生成器的其中一个开口进入所述生成器内，并在预设温度范围内与所述生成器内的反应物发生化学反应，生成还原气体；且生成的还原气体在该压力差的推动下从所述生成器的另一个开口流出所述生成器，将所述反应腔体内的烟气中的氧化汞和生成的氧化汞还原为汞原子。

2.根据权利要求1所述的还原烟气中离子汞和氧化汞的装置，其特征在于：所述碱性物质还与所述反应腔体内的烟气反应生成用于还原烟气中离子汞的固体还原剂。

3.根据权利要求2所述的还原烟气中离子汞和氧化汞的装置，其特征在于：填充的碱性物质包括：氢氧化钠和/或氢氧化钾；所述烟气包括有二氧化硫气体；

所述反应腔体内的二氧化硫气体与填充的氢氧化钠发生化学反应，生成用于还原烟气中离子汞的亚硫酸钠；和/或，所述反应腔体内的二氧化硫气体与填充的氢氧化钾发生化学反应，生成用于还原烟气中离子汞的亚硫酸钾。

4.根据权利要求2所述的还原烟气中离子汞和氧化汞的装置，其特征在于：所述反应腔体内还填充有固体颗粒，所述碱性物质覆盖在所述固体颗粒的表面。

5.根据权利要求4所述的还原烟气中离子汞和氧化汞的装置，其特征在于：所述固体颗粒设有多个通孔，所述碱性物质还位于所述通孔内。

6.根据权利要求4或5所述的还原烟气中离子汞和氧化汞的装置，其特征在于：所述固体颗粒包括以下至少之一：碳化硅颗粒、分子筛颗粒、活性炭颗粒。

7.根据权利要求1所述的还原烟气中离子汞和氧化汞的装置，其特征在于：所述反应腔体的外侧还设有保温腔体，所述保温腔体用于将所述反应腔体内的温度维持在200℃～300℃。

8.根据权利要求1所述的还原烟气中离子汞和氧化汞的装置，其特征在于：所述反应物包括活性炭，所述烟气包括有氧气；

所述活性炭在预设温度范围内与进入所述生成器内的氧气反应，生成一氧化碳气体；所述一氧化碳气体构成所述还原气体。

9.一种利用权利要求1至8中任一所述装置来还原烟气中离子汞和氧化汞的方法，其特征在于，包括有：

将烟气排放口与反应腔体的其中一个开口连接，使排放的烟气通过该开口进入所述反应腔体内；

所述反应腔体内的烟气在压力差的推动下从生成器的其中一个开口进入所述生成器内，并在预设温度范围内与所述生成器内的反应物发生化学反应，生成还原气体；

生成的还原气体在该压力差的推动下从所述生成器的另一个开口流出所述生成器，将所述反应腔体内的烟气中的氧化汞和生成的氧化汞还原为汞原子；

所述反应腔体内的气体从所述反应腔体的另一个开口流出所述反应腔体。

Images