CN208320377U - 一种燃煤烟气的脱汞系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种燃煤烟气的脱汞系统，其包括：活性炭固定床，设于除尘器的出口烟道内；蒸发罐，用于蒸发活性炭固定床的活性炭；汞处理装置，与蒸发罐连接，包括冷却罐；活性炭处理装置，与蒸发罐连接，包括依次设置的洗涤罐和干燥罐，干燥罐与活性炭固定床连接。该燃煤烟气的脱汞系统使得活性炭在对烟气进行脱汞后对活性炭进行清洗，可在保证对烟气进行有效脱汞的前提下，高效的循环利用活性炭。

Description

一种燃煤烟气的脱汞系统

技术领域

本实用新型涉及烟气除尘脱汞领域，具体涉及一种燃煤烟气的脱汞系统。

背景技术

随着污染情况的加剧以及国际控汞公约的即将签署，对燃煤电厂进行汞排放控制已经成为国内外共识。我国政府已高度重视汞污染防治工作，国务院多次转发相关污染控制通知，并已正式发布了《重金属污染综合防治"十二五"规划》。目前我国燃煤电厂大气汞污染控制试点工作正式启动，并在新的排放标准《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)中规定了汞及其化合物的排放限值。然而，目前国内外还缺少经济高效的汞排放控制技术，因此加快开发具有我国自主知识产权的脱汞技术显得尤为迫切。

现有技术中，通过在烟道内设置活性炭以对烟气进行脱汞，将吸附有汞的活性炭进行蒸发，汞蒸气经冷却后变成液态汞并回收，而脱除汞的活性炭重新对烟气进行过滤，以提高经济性。但活性炭在对烟气进行脱汞的过程中，其内部往往也吸附有较多的重金属，重复使用过多次后，吸附效果降低，且容易造成二次污染。

因此，如何在保证对烟气进行有效脱汞的前提下，高效的循环利用活性炭，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种燃煤烟气的脱汞系统，使得活性炭在对烟气进行脱汞后对活性炭进行清洗，可在保证对烟气进行有效脱汞的前提下，高效的循环利用活性炭。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种燃煤烟气的脱汞系统，其包括：活性炭固定床，设于除尘器的出口烟道内；蒸发罐，用于蒸发所述活性炭固定床的活性炭；汞处理装置，与所述蒸发罐连接，包括冷却罐；活性炭处理装置，与所述蒸发罐连接，包括依次设置的洗涤罐和干燥罐，所述干燥罐与所述活性炭固定床连接。

经过一段时间的吸附后，吸附有粉尘及各种重金属盐、气体等的活性炭经过蒸发罐进行蒸发，从而分离出汞蒸气，然后汞蒸气经过汞处理装置的冷却罐冷却变成液态汞，从而分离得到水银，而蒸发后的固体为混有重金属盐和粉尘的活性炭，在经过活性炭处理装置的洗涤罐洗涤后经过干燥罐干燥，可去除重金属盐和粉尘，并将清洁的活性炭重新放置于活性炭固定床对烟气进行过滤。

也就是说，汞处理装置和活性炭处理装置并联设置，并分别与蒸发罐连接，蒸发后的气体经汞处理装置对汞进行回收，蒸发后的固体经活性炭处理装置对活性炭进行清洁并将其循环利用。在对汞回收利用的同时，对活性炭进行清洗，从而使得活性炭在长期重复使用过程中能够保持清洁，进而保证其可高效的循环利用。

可选地，所述汞处理装置还包括溶解罐，与所述冷却罐连接。

可选地，所述洗涤罐的出液口与所述除尘器的入口烟道连通。

可选地，还包括换热装置，所述换热装置的热源为所述除尘器的入口烟道内的烟气，冷源为氮气，所述氮气用于为所述蒸发罐加热。

可选地，所述氮气的通入量比作为所述热源的烟气的通入量少。

可选地，所述氮气还用于为所述干燥罐加热。

可选地，所述活性炭固定床包括第一活性炭室和第二活性炭室，所述第一活性炭室和所述第二活性炭室中择一连接于所述除尘器的出口烟道内。

可选地，还包括第一电动阀门和第二电动阀门；所述第一电动阀门用于启闭所述第一活性炭室，使其连接于所述除尘器的出口烟道内；所述第二电动阀门用于启闭所述第二活性炭室，使其连接于所述除尘器的出口烟道内。

可选地，所述活性炭固定床包括固定架和活性炭包，所述固定架用于固定所述活性炭包，所述活性炭包为透气耐高温膜包裹活性炭。

附图说明

图1是本实用新型实施例的燃煤烟气的脱汞系统的结构示意图；

图2是图1中活性炭固定床的俯视图。

附图1-2中，附图标记说明如下：

1-锅炉；2-脱硝装置；3-入口烟道；4-除尘器；5-活性炭固定床，51-第一活性炭室，52-第二活性炭室，53-第一电动阀门，54-第二电动阀门，55-旁路烟道；6-出口烟道；7-脱硫装置；8-烟囟；9-氮气；10-换热装置；11-蒸发罐；12-冷却罐；13-溶解罐；14-洗涤罐；15-水；16-干燥罐。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1-2，图1是本实用新型实施例的燃煤烟气的脱汞系统的结构示意图；图2是图1中活性炭固定床的俯视图。

本实用新型实施例提供了一种燃煤烟气的脱汞系统，其包括：活性炭固定床5、蒸发罐11、汞处理装置和活性炭处理装置。其中，活性炭固定床5设于除尘器4的出口烟道6(位于除尘器4和脱硫装置7之间的烟道)内，用于对烟道内的烟气进行过滤，并吸附烟气中的粉尘及各种重金属盐、气体等，其中包括汞。经过一段时间的吸附后，吸附有粉尘及各种重金属盐、气体等的活性炭经过蒸发罐11进行蒸发，从而分离出汞蒸气，然后汞蒸气经过汞处理装置的冷却罐12冷却变成液态汞，从而分离得到水银，而蒸发后的固体为混有重金属盐和粉尘的活性炭，在经过活性炭处理装置的洗涤罐14洗涤后经过干燥罐16干燥，可去除重金属盐和粉尘，并将清洁的活性炭重新放置于活性炭固定床5对烟气进行过滤。

也就是说，汞处理装置和活性炭处理装置并联设置，并分别与蒸发罐11连接，蒸发后的气体经汞处理装置对汞进行回收，蒸发后的固体经活性炭处理装置对活性炭进行清洁并将其循环利用。在对汞回收利用的同时，对活性炭进行清洗，从而使得活性炭在长期重复使用过程中能够保持清洁，进而保证其可高效的循环利用。

在上述实施例中，汞处理装置还包括溶解罐13，该溶解罐13与冷却罐12连接，活性炭在对烟气进行过滤时，还可脱除其内部少量的SO₂和SO₃，也就是说，蒸发罐11对活性炭进行蒸发后，气体经过冷却罐12冷却使得汞蒸气变成液态水银回收后，气体中混有的SO₂和SO₃将溶于水15并变成硫酸，既避免了烟气中的SO₂和SO₃放入大气中对空气造成污染，同时还可生成硫酸，变废为宝。另外，活性炭能够吸附烟气中的部分SO₂和SO₃，可减少烟气后级脱硫设备的负荷，减小脱硫设备的尺寸，降低造价成本。

在上述实施例中，洗涤罐14的出液口与除尘器4的入口烟道3(位于脱销装置2和除尘器4之间的烟道)连通，经过短时间的高温蒸发后，绝大部分粉尘、金属和盐类都还吸附在活性炭中，该活性炭经清洗后，粉尘、杂质将留在废液内，将该废液通入入口烟道3内，高温烟气将废液气化，并与烟气一同进入除尘器4内部进行再次除尘，以进一步捕集粉尘和杂质，特别是PM2.5，利用活性炭来吸附，可以使排放真正的达到1毫克每立方米以下，净化烟气。

具体的，如图1所示，锅炉1燃烧煤并产生高温烟气，高温烟气经除尘器1的入口烟道3进入脱硝装置2，脱硝装置2对氮氧化物进行脱除，然后烟气进入除尘器4，该除尘器4可以为电除尘器、袋除尘器或电袋复合除尘器中的任意一种，在此不做限制，烟气经除尘器4除尘后经其出口烟道6进入活性炭固定床5，活性炭对烟气中的粉尘、SO₂、SO₃和重金属盐等进行吸咐，可以进一步过滤粉尘和部分脱硫，经活性炭固定床5吸咐出来的烟气再经脱硫装置7进一步的脱硫，该脱硫装置7可以为循环硫化床等常规技术手段，最后烟气从烟囟8排出。

在上述实施例中，还包括换热装置10，该换热装置10为气气换热装置10，其热源为除尘器1的入口烟道3内的烟气，温度为600℃左右，冷源为氮气9，氮气9经换热后温度升高至450℃左右后，将高温氮气9通入蒸发罐11内并对蒸发罐11进行加热，以对活性炭进行蒸发。由于汞的沸点为356℃，其它金属和盐如镁、铝、硅、钙、钾由于沸点都远高于450℃，它们的熔点大部分都在450℃之前，所以不会被高温蒸发出来，就算有些盐类会被蒸发出来，由于只是短时间蒸发，被蒸发出的其它盐类也只是很少的量。由于通入的是高温的氮气9，氮气9的化学性质较为稳定，可防止高温蒸发时产生化学反应。蒸发时间主要根据吸咐的金属及盐类的情况而定，一般在5分钟至1小时左右。最后蒸发得到的气体主要为汞、SO₂和SO₃。并且当将汞、SO₂和SO₃回收后，将氮气9排入大气中，不会造成污染。

当然，在本实施例中，对经换热后的氮气9温度为450℃，但对此温度并不做限制，原则上只要其高出365℃即可使得汞、SO₂和SO₃蒸发为气体。

另外，本实施例中的气气换热器中，作为冷源的氮气9的通入量要比作为热源的烟气的通入量少，以便于氮气9能够与烟气进行充分换热，使得氮气9在短时间内提升至所需温度。

在上述实施例中，经换热后的氮气9还用于对干燥罐16进行加热，也就是说，经换热装置10换热的氮气9分为两部分，将其中一部分通入蒸发罐11，用于蒸发活性炭，另一部分通入干燥罐16用于干燥经过清洗的活性炭，无需另设加热源，简化整体结构。同时，用于干燥活性炭的干净气体(氮气9)直接排除，其不会对大气造成污染。

在上述实施例中，如图2所示，活性炭固定床5包括第一活性炭室51和第二活性炭室52，第一活性炭室51和第二活性炭室52中择一连接于除尘器4的出口烟道6内。也就是说，活性炭固定床5包括两个活性炭室，二者中的一者连接于除尘器4的出口烟道6内，如当第一活性炭室51内的活性炭吸附烟气达到饱和状态时，转换第二活性炭室52对烟气进行吸附，此时，将饱和的活性炭通过输灰管送入蒸发罐11内进行蒸发、清洁，并将干净的活性炭重新送入至第一活性炭室51内；而当第二活性炭室52内的活性炭吸附烟气达到饱和状态时，转换第一活性炭室51对烟气进行吸附，此时，将饱和的活性炭通过输灰管送入蒸发罐11内进行蒸发、清洁，并将干净的活性炭重新送入至第二活性炭室52内。

两个活性炭室交替工作，可保证在对活性炭进行清洁的过程中，无需中断，方便检修和更换。

本实施例中，可通过设置相应检测装置对活性炭的吸附情况进行检测，以判断其是否达到饱和状态，以便及时对两个活性炭室进行切换。或者，也可以根据时间、流量等参数确定两个活性炭室的更换频率。

在上述实施例中，各活性炭室均设有电动阀门，其中，第一电动阀门53用于启闭第一活性炭室51，以控制其连接于除尘器4的出口烟道6内，第二电动阀门54用于启闭第二活性炭室52，以控制其连接于除尘器4的出口烟道6内。电动阀门的设置使得活性炭固定床5的控制更智能化，相对于手动更换来说，操作较为方便。

本实施例中，对于两个活性炭室的具体设置结构不做要求，只要能保证二者可以择一连通于烟道内即可。如图2所示，可通过增设旁路烟道55，将第一活性炭室51设于主烟道内，并将第二活性炭室52设于旁路烟道55内，通过电动阀门控制各活性炭室的启闭。

在上述实施例中，活性炭固定床5包括固定架和活性炭包，其中，固定架用于固定活性炭包，活性炭包为透气耐高温膜包裹活性炭，耐高温膜在高温环境下使用寿命较长。当设有两个活性炭室时，即固定架包括两个并列设置的架体，各架体内均固设有活性炭包。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种燃煤烟气的脱汞系统，其特征在于，包括：

活性炭固定床(5)，设于除尘器(4)的出口烟道(6)内；

蒸发罐(11)，用于蒸发所述活性炭固定床(5)的活性炭；

汞处理装置，与所述蒸发罐(11)连接，包括冷却罐(12)；

活性炭处理装置，与所述蒸发罐(11)连接，包括依次设置的洗涤罐(14)和干燥罐(16)，所述干燥罐(16)与所述活性炭固定床(5)连接。

2.根据权利要求1所述的燃煤烟气的脱汞系统，其特征在于，所述汞处理装置还包括溶解罐(13)，与所述冷却罐(12)连接。

3.根据权利要求1或2所述的燃煤烟气的脱汞系统，其特征在于，所述洗涤罐(14)的出液口与所述除尘器(4)的入口烟道(3)连通。

4.根据权利要求1或2所述的燃煤烟气的脱汞系统，其特征在于，还包括换热装置(10)，所述换热装置(10)的热源为所述除尘器(4)的入口烟道(3)内的烟气，冷源为氮气(9)，所述氮气(9)用于为所述蒸发罐(11)加热。

5.根据权利要求4所述的燃煤烟气的脱汞系统，其特征在于，所述氮气(9)的通入量比作为所述热源的烟气的通入量少。

6.根据权利要求4所述的燃煤烟气的脱汞系统，其特征在于，所述氮气(9)还用于为所述干燥罐(16)加热。

7.根据权利要求1或2所述的燃煤烟气的脱汞系统，其特征在于，所述活性炭固定床(5)包括第一活性炭室(51)和第二活性炭室(52)，所述第一活性炭室(51)和所述第二活性炭室(52)中择一连接于所述除尘器(4)的出口烟道(6)内。

8.根据权利要求7所述的燃煤烟气的脱汞系统，其特征在于，还包括第一电动阀门(53)和第二电动阀门(54)；

所述第一电动阀门(53)用于启闭所述第一活性炭室(51)，使其连接于所述除尘器(4)的出口烟道(6)内；

所述第二电动阀门(54)用于启闭所述第二活性炭室(52)，使其连接于所述除尘器(4)的出口烟道(6)内。

9.根据权利要求7所述的燃煤烟气的脱汞系统，其特征在于，所述活性炭固定床(5)包括固定架和活性炭包，所述固定架用于固定所述活性炭包，所述活性炭包为透气耐高温膜包裹活性炭。