[發明專利]一種聯合脫除燃煤煙氣中重金屬、VOC和SO3

有效

• 申請號: 201911356969.1
• 申請日: 2019-12-25
• 公開（公告）號: CN111102591B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 汪濤;薛逢皇;王家偉;張永生;潘偉平
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;B01D53/10;F23J15/02;C10B53/02;C10B57/06
• 代理公司: 天津合正知識產權代理有限公司 12229
• 代理人: 呂琦;馬云云

1.一種聯合脫除燃煤煙氣中重金屬、VOC和SO₃的系統，其特征在于，包括：

第一系統，所述第一系統沿煙氣的流動方向依次包括鍋爐(11)、脫硝裝置(12)、空氣預熱器(13)和除塵器(14)；

第二系統，所述第二系統沿生物質的輸送方向依次包括金屬負載裝置(21)、熱解爐(22)、第一分離裝置(23)、生物炭儲存裝置(24)和噴射管道(25)；

所述噴射管道(25)設置于所述脫硝裝置(12)和所述空氣預熱器(13)之間和/或所述空氣預熱器(13)和所述除塵器(14)之間；

生物質通過所述金屬負載裝置(21)進行金屬負載后，送入到所述熱解爐(22)中進行熱解，利用所述第一分離裝置(23)分離出的生物炭由所述生物炭儲存裝置(24)儲存，儲存于所述生物炭儲存裝置(24)的生物炭通過噴射管道(25)噴入到煙道中，以對重金屬、VOC和SO₃進行吸附；所述金屬負載裝置(21)采用的金屬為磁性金屬，在所述金屬負載裝置(21)中，生物質與含磁性金屬的鹽溶液混合；

所述除塵器(14)連接有磁選分離裝置(31)，所述磁選分離裝置(31)與所述熱解爐(22)連接；

將所述除塵器(14)捕集后的飛灰和磁性生物炭送入到所述磁選分離裝置(31)，由所述磁選分離裝置(31)分離出的飛灰進入灰庫(32)，利用所述磁選分離裝置(31)分離出磁性生物炭，并將分離出來的磁性生物炭再次送入到所述熱解爐(22)中，熱解出的熱解氣中包括重金屬、VOC和SO₂；

沿熱解氣的流動方向，所述第一分離裝置(23)依次連接有第一回收裝置(41)和第二回收裝置(42)；

經所述第一分離裝置(23)分離出的焦油由所述第一回收裝置(41)回收，經所述第一分離裝置(23)分離出的重金屬和SO₂由所述第二回收裝置(42)回收；

沿熱解氣的流動方向，所述第二回收裝置(42)依次連接有第二分離裝置(43)、燃燒裝置(44)和熔鹽儲能裝置(45)，所述熔鹽儲能裝置(45)與所述熱解爐(22)連接，用于向所述熱解爐(22)提供熱量；

所述第二分離裝置(43)用于將熱解氣中的水進行分離，分離出的水能進入所述熱解爐(22)中，以對生物炭進行活化；

所述第二分離裝置(43)分離出的除水之外的熱解氣進入所述燃燒裝置(44)燃燒，用于向所述熔鹽儲能裝置(45)提供熱量；

所述燃燒裝置(44)還與所述熱解爐(22)連接，所述燃燒裝置(44)燃燒除水之外的熱解氣而產生的水能進入所述熱解爐(22)中，以對生物炭進行活化。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述第二回收裝置(42)采用雙氧水或高錳酸鉀對重金屬和SO₂進行吸收。

3.根據權利要求1-2中任一項所述的系統，其特征在于，生物質通過第一載氣由所述金屬負載裝置(21)送入到所述熱解爐(22)，所述第一載氣包括氮氣和二氧化碳。

4.一種聯合脫除燃煤煙氣中重金屬、VOC和SO₃的方法，其特征在于，所述方法基于權利要求1-3中任一項所述的系統，所述方法包括以下步驟：

將生物質通過金屬負載裝置(21)進行金屬負載后，送入到熱解爐(22)中進行熱解；

利用第一分離裝置(23)分離出的生物炭由生物炭儲存裝置(24)儲存，儲存于所述生物炭儲存裝置(24)的生物炭通過噴射管道(25)噴入到煙道中，以對重金屬、VOC和SO₃進行吸附。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，生物質通過所述金屬負載裝置(21)進行磁性金屬負載，并送入到所述熱解爐(22)中制備出磁性生物炭；

所述方法還包括步驟：

將除塵器(14)捕集后的飛灰和磁性生物炭送入到磁選分離裝置(31)，利用所述磁選分離裝置(31)分離出磁性生物炭，并將分離出來的磁性生物炭再次送入到所述熱解爐(22)中，熱解出的熱解氣中包括重金屬、VOC和SO₂。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法還包括步驟：

所述熱解爐(22)熱解后的磁性生物炭通過第一分離裝置(23)分離出重金屬、VOC和SO₂，利用雙氧水或高錳酸鉀對重金屬和SO₂進行吸收，通過燃燒將VOC除盡。