[發(fā)明專利]一種濕法煙氣脫硫廢水的利用方法和裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110368945.5
• 申請日: 2011-11-18
• 公開（公告）號: CN102500208A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董勇;喻敏;張其龍;張夢澤;秘密;王鵬;馬春元
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: B01D53/76
• 分類號: B01D53/76;B01D53/86;B01D53/64;C02F1/58
• 代理公司: 濟南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 王立曉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種濕法煙氣脫硫廢水的利用方法和裝置，特別涉及一種將石灰石-石膏濕法脫硫工藝的脫硫廢水用于燃煤中以促進(jìn)燃煤中汞的形態(tài)轉(zhuǎn)化、提高汞的脫除性能的新型工藝，屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

汞污染近年來引起國內(nèi)學(xué)者的廣泛關(guān)注，燃煤電廠是主要的人為汞排放污染源。如果不采取控制措施，大部分的汞都會釋放到大氣，會引起一系列健康問題。我國最新頒布的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)已對汞的排放進(jìn)行了限制。

燃煤煙氣中汞的形態(tài)包括單質(zhì)汞形態(tài)(Hg⁰)、氧化態(tài)汞(Hg²⁺)以及顆粒態(tài)汞(Hg^P)。Hg²⁺和Hg^P都容易被常規(guī)污染物控制設(shè)備或活性炭等吸附劑脫除，而Hg⁰卻很難脫除而釋放到大氣中，成為全球性循環(huán)污染元素。煙氣中汞的形態(tài)分布對汞的脫除效率直接相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，煙氣中氯元素的含量與汞的脫除效率有正相關(guān)關(guān)系，因此提高煙氣中氯的含量，不失為一種有效提高汞的脫除性能的方法。而煙氣中的氯來自煤，煤中氯含量直接影響汞的脫除性能。我國的煤中氯含量相對很低，因此影響了脫汞效果。國內(nèi)外已有學(xué)者往燃煤中添加含氯物質(zhì)，取得較好的脫汞效果；或者向煙氣中噴入氧化劑，但操作的速度壓力等不易控制。

石灰石-石膏濕法脫硫是絕大部分電廠采用的脫硫技術(shù)，其產(chǎn)生的脫硫廢水中氯離子濃度約18-22g/L，一般以20g/L計，需要經(jīng)過復(fù)雜化學(xué)處理后達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)才能排放。常規(guī)的脫硫廢水處理工藝存在系統(tǒng)復(fù)雜、成本高昂等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種濕法煙氣脫硫廢水的利用方法和裝置，既解決脫硫廢水處理工藝復(fù)雜、成本高等難題，同時提高燃煤煙氣中氯的含量以提高汞的脫除性能。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)上述目的：

一種濕法煙氣脫硫廢水的利用方法，將濕法煙氣脫硫廢水送至燃煤鍋爐的輸煤區(qū)，霧化后噴在煤上，控制廢水流量使煤中氯質(zhì)量百分含量不超過0.3％，然后將煤送入制粉系統(tǒng)，制粉后送入鍋爐爐膛燃燒，廢水加到煤里的氯以及煤里自身的氯、汞隨著煤的燃燒釋放到煙氣中，氯在煙氣中促進(jìn)Hg⁰向易于被脫除的Hg²⁺以及Hg^P轉(zhuǎn)化。

所述的濕法煙氣脫硫廢水中氯的含量為18-22g/L，每噸煤噴入0.068～0.163m³廢水，優(yōu)選每噸煤噴入0.075-0.15m³廢水。

所述的濕法煙氣脫硫廢水加入到每噸煤里的量相對較少，而且廢水經(jīng)過制粉系統(tǒng)中的干燥作用，水分蒸發(fā)而氯元素則留在煤里，對制粉系統(tǒng)和鍋爐不會造成影響，爐膛燃燒溫度和常規(guī)一樣，低于2000℃。

一種濕法煙氣脫硫廢水的利用裝置，包括廢水儲箱，廢水儲箱通過管道、漿液泵及流量計與噴嘴相通，噴嘴設(shè)在輸煤區(qū)輸煤皮帶上方，輸煤皮帶與煤制粉系統(tǒng)相連，煤制粉系統(tǒng)連接鍋爐。

本發(fā)明脫硫廢水里的氯加入煤里，隨著煤的燃燒而進(jìn)入煙氣。燃煤煙氣中氯含量的增加有利于不易被常規(guī)污染物控制設(shè)備除去的Hg⁰向易于被脫除的Hg²⁺和Hg^P轉(zhuǎn)化，從而提高汞的脫除性能。氯釋放到高溫?zé)煔庵校话阋訦Cl的形式存在。研究認(rèn)為，HCl并不是簡單地直接與汞元素發(fā)生反應(yīng)，而是經(jīng)過中間反應(yīng)1)、2)、3)產(chǎn)生中間產(chǎn)物Cl、Cl₂、HOCl后再與Hg反應(yīng)，如式4)-11)，研究表明Cl、Cl₂、HCl對汞的氧化關(guān)系為：Cl＞Cl₂＞HCl，HOCl也是氧化汞單質(zhì)重要的中間介質(zhì)。HCl的存在會對氧氣氧化汞起催化作用，SCR系統(tǒng)中存在少量HCl氣體時，汞的氧化率會大幅提高。

1)4HCl+0₂＝Cl₂+H₂0????????????????(430-475℃)

2)HCl+O＝OH+Cl

3)Cl₂+OH＝Cl+HOCl

4)Hg⁰+Cl+M＝HgCl+M

5)HgCl+Cl+M＝HgCl₂+M

6)Hg0+Cl₂＝HgCl+Cl

7)HgCl+Cl₂＝HgCl₂+Cl