[發明專利]一種適用于燃燒后煙氣的煙冷器與紫外線聯合脫汞裝置

在審

• 申請號: 201710719592.6
• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號: CN107376614A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 趙永椿;孔凡淇;熊卓;張軍營;鄭楚光
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B01D53/76
• 分類號: B01D53/76;B01D53/64;F23J15/06
• 代理公司: 華中科技大學專利中心42201
• 代理人: 曹葆青,李智

技術領域

本發明屬于燃煤煙氣脫汞相關技術領域，更具體地，涉及一種適用于燃燒后煙氣的煙冷器與紫外線聯合脫汞裝置。

背景技術

汞具有劇毒性、強揮發性及生物富集效應等顯著特點，已成為我國新一輪大氣環境污染治理的控制對象。汞的化合物中，零價汞由于揮發性較強，不易被除塵或者脫硫設施捕獲，大部分汞化合物以Hg⁰的形式隨煙氣排入大氣。汞元素在煙氣中以三種形式存在，分別為二價汞、單質汞和顆粒態汞。Hg²⁺為汞元素在燃煤煙氣中的主要氧化形式，易溶于水。Hg⁰作為少有的幾種揮發性金屬單質，揮發性較強，水溶性較低，是三種形態中最難控制的一種存在形態，也是環境大氣中汞污染的主要形式。一定條件下，汞的三種存在形態可以實現相互轉化。

目前，燃燒后脫汞主要有三類方法，即利用除塵、脫硫脫硝等設備協同控制技術、吸附劑脫汞技術和新型脫汞技術。利用除塵、脫硫脫硝等設備協同控制技術應用方便，脫汞成本低，但存在脫除效率不如吸附劑脫汞技術效率高的問題。吸附劑脫汞技術主要采用活性碳作為吸附劑，活性碳脫汞屬于物理吸附脫汞，對零價汞、二價汞和顆粒汞都有很好的吸附效果，其中對零價汞的脫除率高達99％，然而活性碳價格昂貴，這嚴重影響了該技術的推廣。新型脫汞技術還未達到可普遍使用、適用性強、經濟性較好的水平。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種適用于燃燒后煙氣的煙冷器與紫外線聯合脫汞裝置，其基于現有脫汞方法的特點，研究及設計了適用于燃燒后煙氣的煙冷器與紫外線聯合脫汞裝置。所述煙冷器與紫外線聯合脫汞裝置通過將煙冷器與紫外線聯合來進行脫汞，無需催化劑及吸附劑，成本較低，僅用活性碳脫汞技術1/7的成本就能達到同樣的90％以上的脫除率，經濟性較好，靈活性較高，實用性較強，提高了可持續性，綠色環保。此外，煙冷器、濕度調節組件及紫外線探照燈布置位置的配合，實現了溫度、濕度及煙氣滯留時間的組合調節，使得煙氣參數達到紫外線脫汞的最佳反應條件，提高了脫汞效率及脫除率。

為實現上述目的，本發明提供了一種適用于燃燒后煙氣的煙冷器與紫外線聯合脫汞裝置，其包括煙冷器與紫外線氧化結構，所述煙冷器用于與所述紫外線氧化結構相連通，且用于將進入所述紫外線氧化結構的煙氣的溫度降到預定溫度；

所述紫外線氧化結構包括蛇形煙道、濕度調節組件及多個紫外線探照燈，所述蛇形煙道用于與所述煙冷器相連通，所述濕度調節組件設置在所述蛇形煙道靠近進口的位置，其用于調節所述蛇形煙道內的煙氣的濕度；多個所述紫外線探照燈分別設置在所述蛇形煙道的轉角處，并用于向所述蛇形煙道內發射紫外線，以使煙氣中的單質汞在所述紫外線的作用下發生氧化反應而轉化成二價汞，進而被脫除。

進一步地，所述紫外線的入射方向與對應的煙氣的流動方向平行。

進一步地，所述預定溫度為80℃～100℃。

進一步地，所述預定溫度為90℃。

進一步地，所述紫外線的波長為185納米。

進一步地，所述蛇形煙道內的煙氣中的水蒸氣濃度為20ppmV～100ppmV。

進一步地，所述濕度調節組件包括濕度計及噴霧加濕器，所述濕度計與所述噴霧加濕器間隔設置，且所述濕度計鄰近所述蛇形煙道的進口設置。

進一步地，所述蛇形煙道的進出口尺寸及位置分別與待連接部件的尺寸及位置相匹配，即所述紫外線氧化結構使用時無需改變待連接部件的尺寸及位置。

進一步地，多個所述紫外線探照燈分別兩兩間隔設置在所述蛇形煙道的轉角處。

總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，本發明提供的適用于燃燒后煙氣的煙冷器與紫外線聯合脫汞裝置主要具有以下有益效果：

1.所述煙冷器與紫外線聯合脫汞裝置通過將煙冷器與紫外線聯合來進行脫汞，無需催化劑及吸附劑，成本較低，僅用活性碳脫汞技術1/7的成本就能達到同樣的90％以上的脫除率，經濟性較好，靈活性較高，實用性較強，提高了可持續性，綠色環保；

2.煙冷器、濕度調節組件及紫外線探照燈布置位置的配合，實現了溫度、濕度及煙氣滯留時間的組合調節，使得煙氣參數達到紫外線脫汞的最佳反應條件，提高了脫汞效率及脫除率；

3.采用紫外線探照燈作為紫外光源，相較于紫外燈管，其不受煙氣的沖刷和腐蝕，延長了使用壽命；