CN203223924U

CN203223924U - 一种适合采用湿法烟气脱硫的燃煤电厂的汞污染控制装置

Info

Publication number: CN203223924U
Application number: CN 201220629036
Authority: CN
Inventors: 钟犁; 肖平; 江建忠
Original assignee: Huaneng Clean Energy Research Institute
Current assignee: Huaneng Clean Energy Research Institute
Priority date: 2012-11-23
Filing date: 2012-11-23
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2022-11-23

Abstract

一种适合采用湿法烟气脱硫的燃煤电厂的汞污染控制装置，给煤机与磨煤机及锅炉本体相连，锅炉本体与空气预热器之间设脱硝系统，空气预热器与锅炉本体进口相连，空气预热器与磨煤机的相连，空气预热器与一次风机和二次风机相连接，空气预热器后设置除尘器、湿法脱硫系统及烟塔，湿法脱硫系统包括一侧的新鲜浆液管道；底部设脱硫废液管道；底部和顶部之间设循环泵，将卤化物添加剂溶液进入锅炉本体参与燃烧反应，促进烟气中的汞的氧化，提高烟气中氧化汞的比例；含硫添加剂储液罐与脱硫塔新鲜浆液管道、脱硫塔循环泵出入口的至少一个相连通，使含硫添加剂溶液进入到脱硫塔当中与烟气或浆液中的氧化汞反应，生成硫化汞沉淀或絮状络合物，最终实现烟气中汞的有效脱除。

Description

一种适合采用湿法烟气脱硫的燃煤电厂的汞污染控制装置

技术领域

本实用新型涉及燃煤电厂的污染控制方法，具体涉及一种适合采用湿法烟气脱硫的燃煤电厂的汞污染控制装置。

背景技术

汞是一种剧毒性物质，具有持久性、生物积累、遗传毒性、可远距离传输等特点，会对环境、人体产生长期而又严重的危害。作为煤中一种痕量元素，汞在燃煤过程中，大部分会随着烟气排入大气。虽然燃煤电厂烟气中的汞质量浓度很低，仅约为1～20μg/m³，但其总量巨大。根据美国环境署的数据，美国大气环境中约有1/3的汞来自燃煤电厂的煤燃烧，居人为汞排放源第一位。而中国作为煤炭消费大国，燃煤过程中造成的汞排放及其污染更加严峻。因此，我国已经将汞污染控制工作列入《重金属污染防治“十二五”规划》中，并初步提出了燃煤电厂排放的汞及其化合物必须低于0.03mg/m³的排放限制要求。

国内外所开展的燃煤电厂汞排放监测及迁移规律研究结果表明，燃煤电厂排放烟气中的汞可分为三类：单质汞、氧化汞、颗粒汞。试验研究表明：烟气中的单质汞的比例，与煤中氯、溴、钙、铁等元素的含量相关，尤其当卤素含量低时，烟气中单质汞的比例高。除尘系统可以脱除绝大部分的颗粒汞，但对单质汞和氧化汞的脱除效果有限，而颗粒汞的比例与氧化汞的比例呈正相关性。湿法脱硫系统可以实现氧化汞的高效脱除，但是对单质汞几乎没有脱除效果。脱硝系统可以使烟气中的单质汞氧化，但是烟气中卤素含量低时，氧化效果差。

针对燃煤电厂汞排放的上述特点，并通过多年的实践，美国等发达国家形成了两类主要的汞污染控制技术，一类是吸附脱汞技术，一类是协同脱汞技术。

吸附脱汞技术，是利用活性炭等吸附剂，对烟气中的汞进行吸附脱除。专利“用于脱除烟气中汞的吸附剂及相应的脱汞方法”（专利号CN03816017.X）公开了高效脱汞专用的粉末状溴化活性炭的制备方法，以及将吸附剂喷入空气预热器后实现汞污染控制的方法。吸附脱汞技术的主要特点是适应性广，但是投资和运行成本高昂，电厂一般难以承受。本实用新型人在2011年提出的专利“一种除尘脱汞烟气净化系统”（申请号：201120432081.4）公布了一种经过优化的吸附脱汞系统，在利用静电除尘和布袋除尘实现高效除尘的基础上，通过吸附剂在布袋除尘区不断循环，可以获得很高的脱汞效率。

协同脱汞技术，则是利用电厂现有的烟气净化设备，在实现脱硫、脱硝、除尘的同时，实现协同脱汞。该技术的主要特点是投资和运行成本较低，但脱汞效率受到了烟气净化系统和煤种的限制。

截止2009年底，我国燃煤电厂中，100%的安装有除尘设备，而建有脱硫系统的机组约占火电装机容量的71%，建有脱硝系统的机组约占火电装机容量的6.7%，并将保持高速增长。同时考虑到协同脱汞技术与吸附脱汞技术相比成本低廉，因此，充分利用现有烟气净化系统，开发能够提高协同脱汞效率的技术工艺，是适合于我国燃煤电厂的汞污染控制技术，具有非常重要的意义。

本单位在2011年提出的专利“一种高效低成本的燃煤电厂汞污染控制方法”（申请号：201120356783.9）公布了一种利用往一次风热风管道、二次风热风管道、输煤系统或者给煤机中加入卤化物添加剂溶液，以促进汞的氧化，从而利用现有的烟气净化系统降低烟气中汞排放的系统。对于设有湿法烟气脱硫系统的燃煤电厂而言，该系统虽然有望获得较高的脱汞效率，但是，被湿法烟气脱硫系统吸收的氧化汞，基本存在于脱硫浆液当中，并不稳定，当脱硫系统运行出现波动、或烟气中汞含量较高时，这些被脱硫浆液吸收的氧化汞很可能再次释放，造成二次污染。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种控制燃煤电厂的汞污染的装置，具有脱汞效率高、成本低、设备简单、操作方便的特点。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种适合采用湿法烟气脱硫的燃煤电厂的汞污染控制装置，包括输煤系统1，输煤系统1的出口与给煤机2的进口相连，给煤机2的出口与磨煤机6的进口相连通，磨煤机6与锅炉本体4相连通，锅炉本体4的出口与空气预热器11之间的通路上设置脱硝系统10，空气预热器11通过二次风热管5与锅炉本体4进口相连，空气预热器11通过一次风热管7与磨煤机6的进口相连，空气预热器11与一次风机8和二次风机9相连接，空气预热器11后设置除尘器12，除尘器12后设置湿法脱硫系统13，，湿法脱硫系统13后连接烟塔18，所述的湿法脱硫系统13包括一侧的新鲜浆液管道14；底部设置有脱硫废液管道15；底部和顶部之间设置循环泵16。

所述的含硫添加剂储液罐17与新鲜浆液管道14、循环泵16入口、循环泵16出口或者脱硫废液管道15相连接。

所述的卤化物添加剂储液罐3与一次风热风管道7、二次风热风管道5、输煤系统1或者给煤机2相连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

针对我国煤中卤素含量低，从而导致烟气中单质汞含量高的特点，通过向煤和/或助燃空气中加入卤化物添加剂，使卤化物均匀的进入锅炉本体4参与燃烧，可以有效增加烟气中氧化汞的比例，从而有望利用燃煤电厂的湿法烟气脱硫系统获得较高的脱汞效率。

本装置的含硫添加剂储液罐17向其他部件有多种含硫添加剂加入方式。其中，往新鲜浆液管道14中加入含硫添加剂，有利于促进脱硫浆液中吸收的氧化汞与添加剂反应形成稳定沉淀物或絮状络合物；而往循环泵16出入口加入含硫添加剂，则有利于促进烟气中的氧化汞及循环浆液中吸收的氧化汞与添加剂反应形成稳定沉淀物或絮状络合物，从而更加提高了脱汞效率。

本实用新型加入少量的较为廉价的添加剂即可实现高效的汞污染控制，加药设备简单，投资成本和运行成本均远远低于吸附脱汞技术。

附图说明

图1是本实用新型的实施例1的结构示意图，向湿法烟气脱硫系统循环泵出口和新鲜浆液中加入硫氢化钠溶液，并且往给煤机中加入溴化钙溶液。

图2是本实用新型的实施例2的结构示意图，向湿法烟气脱硫系统循环泵入口中加入硫化钠溶液。

图3是本实用新型的实施例3的结构示意图，向湿法烟气脱硫系统循环泵入口、新鲜浆液、和脱硫废水中加入有机硫（TMT15）溶液，并且往一次风热风管道中加入溴化钙和氯化钙的混合溶液。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

一种控制燃煤电厂的汞污染的装置，包括输煤系统1，输煤系统1的出口与给煤机2的进口相连，给煤机2的出口与磨煤机6的进口相连通，磨煤机6与锅炉本体4相连通，锅炉本体4的出口与空气预热器11之间的通路上设置脱硝系统10，空气预热器11通过二次风热管5与锅炉本体4进口相连，空气预热器11通过一次风热管7与磨煤机6的进口相连，空气预热器11与一次风机8和二次风机9相连接，空气预热器11后设置除尘器12，除尘器12后设置湿法脱硫系统13，，湿法脱硫系统13后连接烟塔18，所述的湿法脱硫系统13包括一侧的新鲜浆液管道14；底部设置有脱硫废液管道15；底部和顶部之间设置循环泵16。

本实用新型的工作原理为：如图1所示，卤化物添加剂储液罐3与给煤机2相连接，给煤机2与磨煤机6相连接；含硫添加剂储液罐17与新鲜浆液管道14和循环泵16的出口相连接。其实现汞污染控制的方法如下：所采用的卤化物添加剂选择溴化钙，在被配制成4mol/L的均匀溶液后，被加入到给煤机2中，然后经由磨煤机带入锅炉本体4参与燃烧，促进烟气中的汞的氧化；所采用的含硫添加剂选择硫氢化钠，在被配制成0.1mol/L的均匀溶液后，被加入到新鲜浆液管道14中和循环泵16的出口，分别与脱硫浆液和烟气中的氧化汞发生反应，生成稳定的硫化汞沉淀，从而保证能够实现氧化汞的有效脱除，使烟囱18中的烟气汞含量达到排放要求。氯化钙加入量与给煤量的比例100ppm，硫氢化钠加入量与标态烟气量的比例为5×10^-5g/Nm³。

在本实施例中，通过加入溴化钙添加剂，可以使得85%以上的单质汞被氧化；然后再通过在湿法脱硫系统里加入硫氢化钠添加剂，使90%以上的氧化汞都能被有效脱除。因此采用该系统时，整体脱汞效率能稳定达到85%以上。

本实用新型的工作原理还可以为：如图2所示，含硫添加剂储液罐17与循环泵16的入口相连接。其实现汞污染控制的方法如下：所采用的含硫添加剂选择硫化钠，在被配制成0.2mol/L的均匀溶液后，被加入到循环泵16的入口，从而与循环浆液和烟气中的氧化汞发生反应，生成稳定的硫化汞沉淀，从而保证能够实现氧化汞的有效脱除，使烟囱18中的烟气汞含量达到排放要求。硫化钠加入量与标态烟气量的比例为1×10^-5g/Nm³。

在本实施例中，通过在湿法脱硫系统里加入硫化钠添加剂，可以使90%以上的氧化汞都能被有效脱除。因此该系统适合于烟气中二价汞比例较高的电厂，可以获得较高的脱汞效率；而对于烟气中二价汞比例较低的电厂，脱汞效率较低。

本实用新型的工作原理还可以为：如图3所示，适合于设有湿法烟气脱硫系统的燃煤电厂的汞污染控制方法，卤化物添加剂储液罐3与一次风热风管道7相连接，一次风热风管道7与磨煤机6相连接；含硫添加剂储液罐17与新鲜浆液管道14、脱硫废液管道15和循环泵16的出口相连接。其实现汞污染控制的方法如下：所采用的卤化物添加剂选择溴化钙和氯化钙的混合溶液，溴化钙浓度为3mol/L，氯化钙浓度为5mol/L，从卤化物添加剂储液罐3中加入一次风热风管道7中，由一次风带入锅炉本体4参与燃烧，促进烟气中的汞的氧化；所采用的含硫添加剂选择有机硫（TMT15），在被配制成0.05mol/L的均匀溶液后，被加入到新鲜浆液管道14中和循环泵16的出口，分别与脱硫浆液和烟气中的氧化汞发生反应，生成稳定的絮状络合物，从而保证能够实现氧化汞的有效脱除，使烟囱18中的烟气汞含量达到排放要求；此外，有机硫（TMT15）还被加入到脱硫废液管道15当中，与脱硫废液反应，使脱硫废液的汞排放达标。溴化钙与标准一次风风量的比例为30mg/Nm³，氯化钙与标准一次风风量的比例约为28mg/Nm³，往新鲜浆液管道14中和循环泵16中加入的有机硫（TMT15）的量与标态烟气量的比例为2×10^-5g/Nm³，加入到脱硫废液中的有机硫（TMT15）的浓度为20ppm。

在本实施例中，通过加入溴化钙和氯化钙的混合添加剂，可以使得85％以上的单质汞被氧化；然后再通过在湿法脱硫系统里加入有机硫（TMT15）添加剂，使90％以上的氧化汞都能被有效脱除。因此采用该系统时，整体脱汞效率能稳定达到85％以上。

Claims

1.一种适合采用湿法烟气脱硫的燃煤电厂的汞污染控制装置，其特征在于，包括输煤系统（1），输煤系统（1）的出口与给煤机（2）的进口相连，给煤机（2）的出口与磨煤机（6）的进口相连通，磨煤机（6）与锅炉本体（4）相连通，锅炉本体（4）的出口与空气预热器（11）之间的通路上设置脱硝系统（10），空气预热器（11）通过二次风热管（5）与锅炉本体（4）进口相连，空气预热器（11）通过一次风热管（7）与磨煤机（6）的进口相连，空气预热器（11）与一次风机（8）和二次风机（9）相连接，空气预热器（11）后设置除尘器（12），除尘器（12）后设置湿法脱硫系统（13），湿法脱硫系统（13）后连接烟塔（18），所述的湿法脱硫系统（13）包括一侧的新鲜浆液管道（14）；底部设置有脱硫废液管道（15）；底部和顶部之间设置循环泵（16）。

2.根据权利要求1所述的一种适合采用湿法烟气脱硫的燃煤电厂的汞污染控制装置，其特征在于，所述的新鲜浆液管道（14）、循环泵（16）入口、循环泵（16）出口或者脱硫废液管道（15）与含硫添加剂储液罐（17）相连接。

3.根据权利要求1所述的一种适合采用湿法烟气脱硫的燃煤电厂的汞污染控制装置，其特征在于，所述的一次风热风管道（7）、二次风热风管道（5）、输煤系统（1）或者给煤机（2）与卤化物添加剂储液罐（3）相连接。