CN207025069U - 一种燃煤高温烟气脱汞装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃煤高温烟气脱汞装置，包括脱汞反应器，该脱汞反应器为圆形结构，该圆形结构有利于烟气的均匀倒入和层状均匀吸附，更便于落灰和烟气和吸附剂之间充分接触，在脱汞反应器顶部设置进料漏斗，在进料漏斗与脱汞反应器连通处设置电动旋转阀，在脱汞反应器底部设置出料口且在出料口处设置电动旋转阀一，在脱汞反应器上部内设置圆环出气装置，该圆环出气装置出气端依次连接风机和烟囱，在脱汞反应器下部内设置进气导气装置，该进气导气装置的进气端依次连接除尘器和锅炉，本实用新型装置实现连续吸附，实现均匀给气和层状吸附反应，能适应500℃以上高温，进气和出气导气均匀，脱出汞效率高，脱汞剂使用效率高。

Description

一种燃煤高温烟气脱汞装置

技术领域

本实用新型涉及除尘脱汞技术领域，尤其是一种燃煤高温烟气脱汞装置。

背景技术

汞是剧毒物质，对环境和人体都有严重影响。人为活动中燃煤会使煤中的汞因受热挥发而以汞蒸气的形态存在于烟气中。我国是煤炭储量大国和消耗大国，燃煤使汞排放量巨大，易造成环境污染，必须想办法解决。

研究表明，煤在燃烧前脱汞效果较差，更多关注燃烧后烟气脱汞。目前，国内普遍使用传统除尘工艺及设备和吸附剂吸附两类方法进行烟气脱汞。

静电除尘器和布袋除尘器是燃煤电厂广泛使用的除尘设备。随着对烟气中颗粒物的控制，对汞也有一定去除效果。美国电科院对干式电除尘器之后增加一个湿式电除尘器的工艺进行小型试验发现，其中的1个电场可脱除95％的PM2.5和大约50％的氧化汞。

烟气脱硫装置工作温度相对较低，有利于Hg⁰的氧化和Hg²⁺的吸收。美国能源部的测试结果显示，用石灰石作吸收剂的湿式脱硫系统对总汞的去除效率为10％～84％。在湿法脱硫系统中，洗涤液有时会使氧化态汞还原成元素汞，造成汞的二次污染。

吸附技术是利用对汞具有良好吸附性能的物质，以喷射、固定床等形式对烟气中的汞进行吸附处理，增强汞的去除效果。现已经研制出多种类型的脱汞吸附剂，主要有活性炭、飞灰、钙基吸附剂、矿物类吸附剂和贵金属吸附剂等。各种吸附剂仍处在实验室研究阶段，没有得到推广使用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种燃煤高温烟气脱汞装置，以克服现有技术的不足。

本实用新型是这样实现的：

一种燃煤高温烟气脱汞装置，包括脱汞反应器，该脱汞反应器为圆形结构，该圆形结构有利于烟气的均匀倒入和层状均匀吸附，更便于落灰和烟气与吸附剂之间充分接触，在脱汞反应器顶部设置进料漏斗，在进料漏斗与脱汞反应器连通处设置电动旋转阀，在脱汞反应器底部设置出料口并在出料口处设置电动旋转阀，在脱汞反应器上部内设置圆环出气装置，该圆环出气装置出气端依次连接风机和烟囱，在脱汞反应器下部内设置进气导气装置，该进气导气装置的进气端依次连接除尘器和锅炉。

前述的一种燃煤高温烟气脱汞装置中，所述进料漏斗为锥形结构，且锥度不大于烟气脱汞剂的摩擦角，一般其锥度为30°～50°范围，便于烟气脱汞剂以最小阻力下降到电动旋转阀。

前述的一种燃煤高温烟气脱汞装置中，该电动旋转阀门通过异步电动机带动其旋转，旋转速度通过变频调速器调速，控制脱汞剂的给入量和在脱汞反应器中的移动速度，从而达到均匀出料、密封再生气体的目的。

前述的一种燃煤高温烟气脱汞装置中，在脱汞反应器外侧设置可间歇振动的振动器，主要目的是让烟气脱汞剂层状均匀下降，并且抖掉进气导气装置和圆环出气装置上的脱汞吸附剂，同时实现高温烟气与烟气脱汞剂充分反应。

前述的一种燃煤高温烟气脱汞装置中，所述进气导气装置位于脱汞反应器底部，该进气导气装置包括至少2根相互平行的三角管构成，该三角管一端伸出脱汞反应器，人形导气管相互平行且均匀分布在该三角管所形成的平面内，该人形导气管与三角管相互垂直且连通，在人形导气管底面的矩形面上开设小孔，上述结构便于气体均匀导出而不被脱汞吸附剂封堵，又便于脱汞吸附剂至上而下通过。

前述的一种燃煤高温烟气脱汞装置中，所述圆环出气装置包括位于脱汞反应器上部内的集气球，对称分布在集气球两侧的导气管内端与集气球连通，外端伸出脱汞反应器外，位于脱汞反应器外部的圆弧状导气管分别与导气管外端连通，在圆弧状导气管上设置出气孔，至少2根陶瓷过滤管呈放射状分布在集气球四周，该陶瓷过滤管位于脱汞反应器内且与导气管错位，工作过程中，通过出气口的抽风机抽气，使导气管形成一定的真空度，脱汞后的烟气通过8根陶瓷过滤管进入集气球，从而被排出。这样达到吸附剂与烟气的有效分离。抽风机可以反转反风，当陶瓷过滤管被灰尘堵塞通量变小的时候，抽风机对抽气导气机构实行反吹。

其具体工作原理是：装置工作时，烟气脱汞剂通过提升装置倒入进料漏斗，打开旋转阀门，烟气脱汞剂进入脱汞反应器，当烟气脱汞剂在吸附器里有五分之四容量时，打开烟气引风机，高温烟气从燃煤锅炉里出来，经过除尘器后通过引风机引入进气导气装置，然后层状均匀从导气装置的导气孔里出来，和烟气脱汞吸附剂进行固气混合并产生吸附作用，汞蒸汽以及含汞气体物质被脱汞吸附剂吸附，然后通过圆环抽气装置导入烟窗或者导入下一烟气处理装置。

一定脱除时间后，打开吸附器下端的旋转电动阀，控制阀门的转动速度，使烟气和脱汞剂形成一种动态的连续吸附过程。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型装置实现连续吸附，实现均匀给气和层状吸附反应，能适应500℃以上高温，进气和出气导气均匀，脱出汞效率高，脱汞剂使用效率高。

附图说明

附图1是本实用新型的结构示意图；

附图2是本实用新型中电动旋转阀的结构示意图；

附图3是本实用新型中进气导气装置的结构示意图；

附图4是本实用新型中圆环出气装置的结构示意图；

附图5是本实用新型汞标准曲线示意图。

具体实施方式

本实用新型的实施例：一种燃煤高温烟气脱汞方法，该方法采用将烟气脱汞剂由电动旋转阀阀门控制实现均匀入料到脱汞反应器内，高温烟气通过进气导气装置进入脱汞反应器，该高温烟气与烟气脱汞剂在脱汞反应器形成对流，在脱汞反应器外侧设置振动器，振动器为间歇振动，主要目的是让烟气脱汞剂层状均匀下降，还能抖掉进气导气装置和圆环出气装置上的脱汞吸附剂，而且实现高温烟气与烟气脱汞剂充分反应，脱汞后的烟气通过圆环出气装置引出，实现对高温烟气进行脱汞的目的。

其中该烟气脱汞剂为颗粒状或粉末状，且采用磁性载银4A沸石分子筛脱汞材料，该烟气脱汞剂采用进料漏斗倒入脱汞反应器内，该进料漏斗为锥形结构，且锥度不大于烟气脱汞剂的摩擦角，该进气导气装置位于脱汞反应器底部，该进气导气装置包括至少2根相互平行的三角管构成，该三角管一端伸出脱汞反应器，人形导气管相互平行且均匀分布在该三角管所形成的平面内，该人形导气管与三角管相互垂直且连通，在人形导气管底面的矩形面上开设小孔，便于气体均匀导出而不被脱汞吸附剂封堵，又便于脱汞吸附剂至上而下通过，该圆环出气装置包括位于脱汞反应器上部内的集气球，对称分布在集气球两侧的导气管内端与集气球连通，外端伸出脱汞反应器外，位于脱汞反应器外部的圆弧状导气管分别与导气管外端连通，在圆弧状导气管上设置出气孔，至少2根陶瓷过滤管呈放射状分布在集气球四周，该陶瓷过滤管位于脱汞反应器内且与导气管错位，通过出气口的抽风机抽气，使导气管形成一定的真空度，脱汞后的烟气通过陶瓷过滤管进入集气球，从而被排出，这样达到吸附剂与烟气的有效分离，抽风机能反转反风，当陶瓷过滤管被灰尘堵塞住后，通量变小的时候，抽风机对抽气导气机构实行反吹。

根据上述方法所形成的一种燃煤高温烟气脱汞装置，如附图所示，包括脱汞反应器1，该脱汞反应器1为圆形结构，在脱汞反应器1顶部设置进料漏斗2，在进料漏斗2与脱汞反应器1连通处设置电动旋转阀3，在脱汞反应器1底部设置出料口4且在出料口4处设置电动旋转阀一5，在脱汞反应器1上部内设置圆环出气装置6，该圆环出气装置6出气端依次连接风机7和烟囱8，在脱汞反应器1下部内设置进气导气装置9，该进气导气装置9的进气端依次连接除尘器10和锅炉11。

其中该进料漏斗2为锥形结构，且锥度不大于烟气脱汞剂的摩擦角，在脱汞反应器1外侧设置可间歇振动的振动器12，该进气导气装置9位于脱汞反应器1底部，该进气导气装置9包括至少2根相互平行的三角管13构成，该三角管13一端伸出脱汞反应器1，人形导气管14相互平行且均匀分布在该三角管13所形成的平面内，该人形导气管14与三角管13相互垂直且连通，在人形导气管14底面的矩形面上开设小孔15，该环出气装置6包括位于脱汞反应器1上部内的集气球16，对称分布在集气球16两侧的导气管17内端与集气球16连通，外端伸出脱汞反应器1外，位于脱汞反应器1外部的圆弧状导气管18分别与导气管17外端连通，在圆弧状导气管18上设置出气孔19，至少2根陶瓷过滤管20呈放射状分布在集气球16四周，该陶瓷过滤管20位于脱汞反应器1内且与导气管17错位。

为考察吸附剂对汞的吸附能力，利用本实施例，进行了吸附试验。测定了吸附剂对汞的吸附率。

吸附反应后，将吸附剂加入到40mL王水中，在水浴60℃下消化20h，消化液用固定液定容到1L，利用QM 201H型测汞仪对消化液汞含量进行测定，首先要确定汞标准曲线。

利用QM 201H型测汞仪对汞标准溶液进行测量，结果如表1所示。

表1各浓度标准溶液的峰值

利用matlab软件以汞的含量为纵坐标，以测量出的峰值为横坐标绘制出汞的标准曲线y＝ax+b。

利用matlab软件进行线性回归求出汞标准曲线，回归效果见图5。

由图5可以看出，线性回归的各点都与线相交，线性回归显著性系数为0.9801，效果很好，汞标准曲线为：

y＝0.0158χ－1.8689

取5mL定容后的消化液进行测量，测量的峰值为2765，带入汞标准曲线公式，计算出5mL消化液汞含量为41.8181ng，因此，消化液总的汞含量为8.3636μg，所以，吸附剂对汞的吸附率为13.5927μg/g。其相对于活性炭对汞的吸附能力(吸附率在100μg/g以上)要小一些，但比其余吸附剂的吸附能力要大一些(例如，飞灰吸附剂对汞的吸附率在0.2—2μg/g之间)。

上述方案的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用的实用新型，熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对实施方案做出各种修改，因此，本实用新型不限于上述实方案，本领域技术人员根据本实用新型的方法，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种燃煤高温烟气脱汞装置，包括脱汞反应器(1)，其特征在于：该脱汞反应器(1)为圆形结构，在脱汞反应器(1)顶部设置进料漏斗(2)，在进料漏斗(2)与脱汞反应器(1)连通处设置电动旋转阀(3)，在脱汞反应器(1)底部设置出料口(4)且在出料口(4)处设置电动旋转阀(5)，在脱汞反应器(1)上部内设置圆环出气装置(6)，该圆环出气装置(6)出气端依次连接风机(7)和烟囱(8)，在脱汞反应器(1)下部内设置进气导气装置(9)，该进气导气装置(9)的进气端依次连接除尘器(10)和锅炉(11)。

2.根据权利要求1所述的一种燃煤高温烟气脱汞装置，其特征在于：所述进料漏斗(2)为锥形结构，且锥度不大于烟气脱汞剂的摩擦角。

3.根据权利要求1所述的一种燃煤高温烟气脱汞装置，其特征在于：在脱汞反应器(1)外侧设置可间歇振动的振动器(12)。

4.根据权利要求1所述的一种燃煤高温烟气脱汞装置，其特征在于：所述进气导气装置(9)位于脱汞反应器(1)底部，该进气导气装置(9)包括至少2根相互平行的三角管(13)构成，该三角管(13)一端伸出脱汞反应器(1)，人形导气管(14)相互平行且均匀分布在该三角管(13)所形成的平面内，该人形导气管(14)与三角管(13)相互垂直且连通，在人形导气管(14)底面的矩形面上开设小孔(15)。

5.根据权利要求1所述的一种燃煤高温烟气脱汞装置，其特征在于：所述圆环出气装置(6)包括位于脱汞反应器(1)上部内的集气球(16)，对称分布在集气球(16)两侧的导气管(17)内端与集气球(16)连通，外端伸出脱汞反应器(1)外，位于脱汞反应器(1)外部的圆弧状导气管(18)分别与导气管(17)外端连通，在圆弧状导气管(18)上设置出气孔(19)，至少2根陶瓷过滤管(20)呈放射状分布在集气球(16)四周，该陶瓷过滤管(20)位于脱汞反应器(1)内且与导气管(17)错位。