[發明專利]一種脫除燃煤煙氣易揮發痕量元素的裝置及其方法

無效

• 申請號: 201210182149.7
• 申請日: 2012-06-04
• 公開（公告）號: CN102671509A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 蔡銘;郜時旺;許世森;劉練波;王金意
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: B01D53/12
• 分類號: B01D53/12;B01D53/83;B01D53/64
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賈玉健

技術領域

本發明涉及燃煤電站煙氣的凈化技術領域，具體涉及一種脫除燃煤煙氣易揮發痕量元素的裝置及其方法。

背景技術

煤中除了含有C,H,O,N,S等主要元素之外，還含有汞（Hg）、砷（As）、硒（Se）、鉛（Pb）等很多種有毒痕量元素，這些痕量元素燃燒的過程中會以各種形式釋放出來，最終以三種方式排放到環境中：氣態排放、富集于飛灰顆粒上排放、富集在底灰中排放。痕量元素及其化合物的排放會對包括大氣、水以及土壤在內的生態環境造成污染，繼而危害到人類的身體健康。

Hg、As、Se因其在煤中的物理化學特性，是揮發性較強的有毒物質，As作為煤中主要的微量元素之一，煤燃燒時大部分As形成劇毒的As₂O₃(砒霜)和As₂O₅，并以化合物形式侵入到大氣環境中，另一部分殘留在灰渣和飛灰中。煤燃燒過程中，Se主要以SeO₂等形式釋放。SeO₂溶于水后形成亞硒酸鹽和硒酸鹽，毒性將增大。人體急性接觸到這些高濃度的硒化合物，會發生急性硒中毒。硒在人體內長期積累還可引起慢性中毒，出現各種全身癥狀。

煤中易揮發的痕量元素如汞、硒、砷元素，它們在通過鍋爐受熱面時大部分以氣態形式存在，并且汞、硒、砷的毒性很大，所以對煤燃燒而言，汞、硒、砷的污染問題引起人們的廣泛關注，它們在煤燃燒過程中全部或部分揮發，并且很難被除塵設備所捕獲，而是從煙囪隨煙氣直接排放進入大氣環境。

現有針對燃煤煙氣痕量元素脫除的技術主要集中在汞的脫除，很少涉及到其它易揮發痕量元素的脫除，脫除汞的技術有活性炭吸附法和氧化法+濕法脫硫法。專利200810246332.2和專利分別公開了一種采用賦硫活性炭和賦溴活性炭進行煙氣脫汞的方法，采用在燃煤鍋爐尾部煙道噴入用硫化物或溴化物改性的吸附劑活性炭，從而提高吸附劑對汞的氧化和吸附性能，吸附有汞的吸附劑隨煙氣中的粉塵一起在除塵裝置被除去。該方法的缺點在于改性的活性炭吸附劑價格高，而且無法循環利用，造成脫汞裝置的運行維護成本很高。專利200680055665.6和200610148739.2公布了利用氧化錳等具有氧化能力的脫硝催化劑使零價汞氧化為易溶于水的二價汞化合物，聯合后續的濕法脫硫系統，實現脫除煙氣中痕量元素汞的目的。該方法的缺點是二價汞的化合物溶于脫硫系統的廢水及石膏中，隨著廢水和石膏的排放或利用，很容易排放到土壤及地下水系統，造成二次污染，存在較大的安全隱患。因此，開發經濟高效的燃煤煙氣易揮發痕量元素脫除技術成為一個需要解決的關鍵技術問題。

發明內容

為解決上述現有技術中存在的問題，本發明的目在于提供一種脫除燃煤煙氣易揮發痕量元素的裝置及其方法，采用本發明裝置及其方法，吸附劑可以循環利用，系統簡單、經濟高效，而且可以同時脫除Hg、As、Se等多種易揮發痕量元素。

為達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種脫除燃煤煙氣易揮發痕量元素的裝置，包括流化式脫除器2，在流化式脫除器2下端設置有煙氣入口1，流化式脫除器2的側部和吸附劑儲倉8相連通，上端和旋風分離器3相連通，旋風分離器3的上端為潔凈煙氣出口4，下端為回料閥5，下部側面為排料口7，回料閥5通過返料口6和流化式脫除器2相連通，在回料閥5下端設置有回料風口。

所述回料閥5是U型或L型。

一種脫除燃煤煙氣易揮發痕量元素的方法，從鍋爐出來的中高溫煙氣首先通過煙氣入口1進入流化式脫除器2，在流化式脫除器2中，高溫煙氣帶動從吸附劑儲倉8進入流化式脫除器2中的吸附劑，使其處于流化狀態，流化速度為2～20m/s，反應溫度為400℃～800℃，在此過程中，吸附劑與煙氣中的汞、砷、硒等氣態痕量元素發生物理化學反應，生成固態穩定的化合物；隨后，煙氣攜帶吸附劑固體顆粒一起進入旋風分離器3，煙氣和吸附劑在旋風分離器3中分離后，潔凈煙氣經潔凈煙氣出口4進入鍋爐后續設備，通過旋風分離器3分離出的吸附有痕量元素的吸附劑固體顆粒下行進入回料閥5至返料口6循環使用，回料閥5通過其下端布置定的回料風口引入回料風進行氣力輸送，實現吸附劑物料的回送，通過調節回料風的大小來實現閥門的開啟、關閉及吸附劑流量；當吸附劑中痕量元素痕量超過一定濃度致使吸附能力下降、達不到預期吸附效果時，打開排料口7對一定比例的吸附劑進行排放；當最初啟動或流化式脫除器中吸附劑量不足時，可通過吸附劑儲倉8補充新鮮吸附劑。

所述吸附劑為鈣基吸附劑。