CN203628685U - 一种强化吸附脱除燃煤烟气中汞的系统 - Google Patents

Abstract

一种强化吸附脱除燃煤烟气中汞的系统，系统包括设置在给煤系统、锅炉本体、脱硝装置或空气预热器上的添加剂加入系统以及设置在空气预热器和除尘装置间的吸附剂喷射系统；脱除方法为：通过添加剂加入系统向给煤系统、锅炉本体、脱硝装置或空气预热器中加入添加剂，添加剂在锅炉炉膛或中高温烟道系统中与零价汞发生复杂的物理化学反应，将零价汞转化为更容易被吸附剂吸附的二价汞；同时通过吸附剂喷射系统向空气预热器和除尘装置间的中低温烟气系统中喷入吸附剂，汞及其化合物被吸附剂吸附形成颗粒汞；最后，烟气通过除尘装置时，汞随吸附剂和飞灰一起被除尘装置捕获，从而实现燃煤烟气中汞的脱除。

Description

一种强化吸附脱除燃煤烟气中汞的系统

技术领域

本实用新型属于燃煤烟气污染物排放控制技术领域，具体涉及一种强化吸附脱除燃煤烟气中汞的系统。

背景技术

汞是煤中的剧毒微量元素之一，具有挥发性和积累性。煤燃烧后所排放的汞在空气中传输扩散，沉降到水和土壤中，对环境和人类健康产生危害。

美国已经对燃煤电厂汞排放立法控制，欧洲和日本、加拿大以及其他国家正在陆续实行类似的排放控制。我国作为燃煤大国，已经颁布实施了新的《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011），对燃煤电厂汞的排放进行了限制。旨在全球范围内控制和减少汞排放的国际公约《水俣公约》于今年10月签署，要求对燃煤电厂等行业的汞排放进行限制。

燃煤电厂汞的排放主要受煤种、锅炉型式、烟气净化装置等因素的影响，汞的主要形态有三种：元素汞(Hg⁰)、氧化汞(Hg²⁺)和颗粒汞(Hg^p)。氧化汞易溶于水，可在湿法脱硫装置中脱除；颗粒态汞易于被除尘设备收集。元素态汞易挥发且难溶于水，常规烟气净化设备很难脱除，几乎全部排放到大气中。因此，脱汞的关键是烟气中元素汞的脱除。但烟气中汞的浓度很低，一般在10～100μg/m³之间，脱除比较困难、成本很高。

吸附法脱汞技术是目前研究最多、最成熟的脱汞技术之一，它采用在除尘器之前喷入活性炭等吸附剂吸附零价汞和二价汞，使之形成颗粒汞，从而实现在后续的除尘系统中脱除。研究表明，汞的形态不同，活性炭对其的吸附容量及吸附稳定性也不同。零价汞比较稳定，活性炭等吸附剂对零价汞的吸附主要为物理吸附，汞吸附容量小、稳定性差；二价汞则较为活泼，活性炭等吸附剂对它的吸附以化学吸附为主，吸附容量大、稳定性好。因此，在吸附法脱汞时，应尽可能利用吸附剂的化学吸附能力，以提高脱汞效率及汞的稳定性。

常规的吸附法直接在烟气中喷入活性炭等吸附剂，吸附剂用量大，成本很高；而且喷入过量的碳基吸附剂可能会导致飞灰成分的改变，影响飞灰的进一步资源化利用，变相增加了汞的脱除成本。目前一些研究人员为提高吸附剂对汞的脱除效率，采用直接在吸附剂中添加卤素等活性剂对吸附剂进行改性，取得了一定的效果。但活性剂对汞的转化作用需要一定的最佳温度窗口，该温度窗口往往与吸附剂的最佳吸附温度窗口并不一致，限制了活性剂和吸附剂的功效，增加了吸附剂的用量和脱汞成本。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种强化吸附脱除燃煤烟气中汞的系统及方法，通过在燃煤系统中加入添加剂，促进零价汞转化为二价汞，使吸附剂对汞的物理吸附转化为化学吸附，从而降低吸附剂的用量、提高吸附效率。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种强化吸附脱除燃煤烟气中汞的系统，包括依次连接的给煤系统1、锅炉本体2、脱硝装置3、空气预热器4、除尘装置5、脱硫装置6和烟囱7，其特征在于：还包括设置在给煤系统1、锅炉本体2、脱硝装置3或空气预热器4上的添加剂加入系统8，以及设置在空气预热器4和除尘装置5间的吸附剂喷射系统9。

上述系统强化吸附脱除燃煤烟气中汞的方法，通过添加剂加入系统8向给煤系统1、锅炉本体2、脱硝装置3或空气预热器4中加入添加剂，添加剂在锅炉炉膛或中高温烟道系统中与零价汞发生复杂的物理化学反应，将零价汞大部分转化为更容易被吸附剂吸附的二价汞；同时通过吸附剂喷射系统9向空气预热器4和除尘装置5间的中低温烟气系统中喷入吸附剂，汞及其化合物被吸附剂吸附形成颗粒汞；最后，烟气通过除尘装置5时，汞随吸附剂和飞灰一起被除尘装置5捕获，从而实现燃煤烟气中汞的脱除；

本实用新型和现有技术相比，具有如下优点：

1、本实用新型通过在给煤系统、锅炉本体、脱硝装置或空气预热器上设置添加剂加入系统，并在空气预热器和除尘装置间的设置吸附剂喷射系统；通过在锅炉炉膛或中高温烟道系统中加入添加剂，以保证零价汞与添加剂的充分反应，保证转化效率，同时在中低温烟气系统中喷入吸附剂，通过添加剂和吸附剂的协同作用，共同实现汞的高效脱除。

2、充分利用SCR、除尘器等现有烟气净化装置，添加少量添加剂强化了吸附剂对汞的吸附。与单独吸附法相比，吸附剂的用量有效减小，运行成本低、脱汞效率高。通过喷射吸附剂吸附汞及其化合物，降低烟气脱硫系统石膏及废水中汞的含量，避免脱硫石膏的利用过程中汞的再次释放和二次污染；能够适应我国煤中氯含量低，锅炉系统燃煤不稳定等特点，保证稳定的脱汞效果。

附图说明

附图为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例，对本实用新型作进一步的详细描述。

如附图所示，本实用新型一种强化吸附脱除燃煤烟气中汞的系统，包括依次连接的给煤系统1、锅炉本体2、脱硝装置3、空气预热器4、除尘装置5、脱硫装置6和烟囱7，设置在给煤系统1、锅炉本体2、脱硝装置3或空气预热器4上的添加剂加入系统8，以及设置在空气预热器4和除尘装置5间的吸附剂喷射系统9。

上述系统强化吸附脱除燃煤烟气中汞的方法，首先，结合电厂实际情况，包括煤种、给煤系统1、锅炉本体2、脱硝装置3、空气预热器4、除尘装置5的结构型式与运行参数等，确定合适的添加剂加入位置、添加量及添加方式，本实施例通过添加剂加入系统8向给煤系统1中加入添加剂卤素化合物CaBr₂，CaBr₂的添加量与给煤量的比例为1:20000，添加剂CaBr₂在锅炉炉膛或中高温烟道系统中与零价汞发生复杂的物理化学反应，将零价汞大部分转化为更容易被吸附剂吸附的二价汞；同时通过吸附剂喷射系统9向空气预热器4和除尘装置5间的中低温烟气系统中喷入吸附剂活性炭，活性炭的喷射量为每立方米烟气中喷入100mg吸附剂，汞及其化合物被活性炭吸附形成颗粒汞；最后，烟气通过除尘装置5时，汞随活性炭和飞灰等一起被除尘装置5捕获，从而实现燃煤烟气中汞的脱除。

本实施例中，在空气预热器后的中低温烟气中仅喷入100mg/m³吸附剂活性炭的情况下，锅炉系统整体汞脱除效率为75%；同时加入50ppmCaBr₂和喷入100mg/m³吸附剂活性炭时，脱汞效率达到91%。本实用新型的系统在减少吸附剂用量的同时，提高了脱汞效率，效果非常明显。

Claims (1)

1.一种强化吸附脱除燃煤烟气中汞的系统，包括依次连接的给煤系统（1）、锅炉本体（2）、脱硝装置（3）、空气预热器（4）、除尘装置（5）、脱硫装置（6）和烟囱（7），其特征在于：还包括设置在给煤系统（1）、锅炉本体（2）、脱硝装置（3）或空气预热器（4）上的添加剂加入系统（8），以及设置在空气预热器（4）和除尘装置（5）间的吸附剂喷射系统（9）。

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