專(zhuān)利名稱(chēng)：燒煤鍋爐的排氣處理系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從鍋爐的排氣中除去汞的燒煤鍋爐的排氣處理系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
從火力發(fā)電廠(chǎng)等燃燒裝置即鍋爐中排出的排氣中含有毒性高的汞，因此，目前研 究了各種用于除去排氣中的汞的系統(tǒng)。通常，在鍋爐中設(shè)置有用于除去排氣中的硫分的濕式脫硫裝置。眾所周知，這種在 鍋爐中附設(shè)脫硫裝置作為排氣處理裝置而成的排煙處理設(shè)備中，當(dāng)排氣中的氯(Cl)成分 變多時(shí)，水中可溶的2價(jià)金屬汞的比例會(huì)增多，用所述脫硫裝置易于提取汞。因此，近年來(lái)對(duì)與還原NOx的脫硝裝置以及以堿吸收液作為SOx吸收劑的濕式脫 硫裝置進(jìn)行組合來(lái)處理該金屬汞的方法、裝置進(jìn)行了各種設(shè)計(jì)(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。作為處理排氣中的汞的方法，公知的有利用活性炭、硒過(guò)濾器等吸附劑除去的方 法，但是，需要特殊的吸附除去裝置，不適于發(fā)電廠(chǎng)排氣等大容量排氣的處理。在此，作為處理大容量排氣中的金屬汞的方法，一直以來(lái)，作為脫硫方法，多使用 通過(guò)下述式(1)及(2)所示的反應(yīng)而主要利用氣液接觸式的脫硫裝置的石灰-石膏法。S02+CaC03+l/2H20 — CaSO3 · 1/2H20+C02 (吸收)…(1)CaSO3 · 1/2H20+3/2H20+1/202 — CaSO4 · 2H20(氧化)…(2)專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2007-7612號(hào)公報(bào)但是，在氣液接觸式的脫硫裝置內(nèi)，將氧化汞在石膏漿料吸收液(以下也稱(chēng)為“漿 料”)中吸附、固化(Hg2+)而除去汞。這時(shí)，汞(Hg)的除去速度通常依賴(lài)于石膏(CaSO4)的 生成速度。因此，為了提高汞的除去速度，需要提高石膏(CaSO4)的生成速度，但是，存在的問(wèn) 題是，煤中的汞(Hg)和硫(S)的比率依賴(lài)于煤的性狀，僅提高石膏的生成速度是困難的。因此，使用硫(S)比汞(Hg)少的煤的情況下，在含有石膏-石灰的漿料中的石膏 的生產(chǎn)量少的情況下，有汞(Hg)的除去性能不足之虞。而且，通過(guò)添加空氣或富氧的空氣使?jié){料為氧化狀態(tài)，由此防止氧化汞(Hg2+)的 還原(Hg2+ —Hg°)，抑制0價(jià)的汞(Hg°)向氣體相的再飛散。但是，排氣中大量存在還原性物質(zhì)的情況下，不能維持規(guī)定的氧化狀態(tài)(氧化還 原電位(ORP)值為+150mV以上)，有時(shí)不能抑制0價(jià)的汞(Hg°)向氣體相的再飛散。因此， 迫切希望通過(guò)其它的措施有效地除去排氣中的汞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述課題而開(kāi)發(fā)的，其目的在于提供能夠有效地除去來(lái)自燒煤鍋爐 的排氣中的汞的燒煤鍋爐的排氣處理系統(tǒng)及方法，為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明第一方面的發(fā)明提供一種燒煤鍋爐的排氣處理系統(tǒng)，其 特征在于，其具備除去來(lái)自燒煤鍋爐的排氣中的氮氧化物的脫硝裝置、回收除去氮氧化物后的氣體中的熱的空氣預(yù)熱器、除去熱回收后的氣體中的煙塵的集塵器、通過(guò)石灰-石膏 法除去除塵后的氣體中的硫氧化物并同時(shí)除去氧化汞的氣液接觸式的脫硫裝置、以及向外 部排放脫硫后的氣體的煙筒，其中，將所述脫硫裝置內(nèi)的漿料中的石膏濃度設(shè)定為10 %以 上。第二方面提供一種燒煤鍋爐的排氣處理系統(tǒng)，其特征在于，其具備除去來(lái)自燒煤 鍋爐的排氣中的氮氧化物的脫硝裝置、回收除去氮氧化物后的氣體中的熱的空氣預(yù)熱器、 除去熱回收后的氣體中的煙塵的集塵器、通過(guò)石灰-石膏法除去除塵后的氣體中的硫氧化 物并同時(shí)除去氧化汞的氣液接觸式的脫硫裝置、以及向外部排放脫硫后的氣體的煙筒，其 中，具有對(duì)含有石灰石-石膏的漿料賦予剪切力的剪切力賦予機(jī)構(gòu)。第三方面提供一種燒煤鍋爐的排氣處理系統(tǒng)，其特征在于，其具備除去來(lái)自燒煤 鍋爐的排氣中的氮氧化物的脫硝裝置、回收除去氮氧化物后的氣體中的熱的空氣預(yù)熱器、 除去熱回收后的氣體中的煙塵的集塵器、通過(guò)石灰-石膏法除去除塵后的氣體中的硫氧化 物并同時(shí)除去氧化汞的氣液接觸式的脫硫裝置、以及向外部排放脫硫后的氣體的煙筒，其 中，向含有石灰石_石膏的漿料中添加硫酸系化合物。第四方面提供一種燒煤鍋爐的排氣處理方法，其特征在于，其具備通過(guò)石灰 石-石膏法除去來(lái)自燒煤鍋爐的排氣中的硫氧化物、并且除去氧化汞的氣液接觸式的脫硫 裝置，其中，將上述脫硫裝置內(nèi)的漿料中的石膏濃度設(shè)定為10%以上。第五方面提供一種燒煤鍋爐的排氣處理方法，其特征在于，其具備通過(guò)石灰 石-石膏法除去來(lái)自燒煤鍋爐的排氣中的硫氧化物、并且除去氧化汞的氣液接觸式的脫硫 裝置，其中，具有對(duì)含有石灰石-石膏的漿料賦予剪切力的剪切力賦予機(jī)構(gòu)。第六方面提供一種燒煤鍋爐的排氣處理方法，其特征在于，其具備通過(guò)石灰 石_石膏法除去來(lái)自燒煤鍋爐的排氣中的硫化物，并且除去氧化汞的氣液接觸式的脫硫裝 置，其中，向含有石灰石_石膏的漿料中添加硫酸系化合物。根據(jù)本發(fā)明，能夠提高排氣中的汞和石膏的接觸效率，能夠促進(jìn)汞的吸附、固化。


圖1是實(shí)施例1的排氣處理系統(tǒng)的示意圖； 圖2是實(shí)施例2的脫硫裝置的示意圖； 圖3是實(shí)施例3的脫硫裝置的示意圖； 圖4是實(shí)施例4的脫硫裝置的示意圖； 圖5是漿料中的石膏濃度與汞吸附量的關(guān)系圖； 圖6是實(shí)施例5的排氣處理系統(tǒng)的示意圖。 符號(hào)說(shuō)明
11、燒煤鍋爐
12、氨
13、脫硝裝置
14、空氣預(yù)熱器
15、集塵器
16、脫硫裝置
17、煙筒21、含有石灰石_石膏的漿料22、固液分離器23、水分24、濃縮漿料25、漿料
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。另外，本發(fā)明不受該實(shí)施例限定。另外，下述 實(shí)施例的構(gòu)成要素包括本專(zhuān)業(yè)者能夠容易地設(shè)想到的、或?qū)嵸|(zhì)上同樣的要素。實(shí)施例1參照

本發(fā)明實(shí)施例的燒煤鍋爐的排氣處理系統(tǒng)。圖1是實(shí)施例1的燒煤鍋爐的排氣處理系統(tǒng)的概略構(gòu)成圖。首先，如圖1所示，本實(shí)施例的排氣處理系統(tǒng)具備添加氨12除去來(lái)自燒煤鍋爐 11的排氣中的氮氧化物的脫硝裝置13、回收除去氮氧化物后的氣體中的熱的空氣預(yù)熱器 14、除去熱回收后的氣體中的煙塵的集塵器15、通過(guò)石灰-石膏法除去除塵后的氣體中的 硫氧化物并同時(shí)除去氧化汞的氣液接觸式的脫硫裝置16、向外部排放脫硫、除去汞后的凈 化氣體27氣體的煙筒17，其中，將上述脫硫裝置16內(nèi)的漿料25中的石膏濃度設(shè)定為10% 以上。另外，作為石膏濃度調(diào)整，可以具有將來(lái)自上述脫硫裝置16的含有石灰石-石膏 的漿料21向外部抽取并進(jìn)行固液分離的固液分離器22，并除去用該固液分離器22分離的 水分23，使?jié)饪s漿料24返回脫硫裝置16的下部，從而將脫硫裝置16內(nèi)的漿料25中的石膏 濃度設(shè)定為10%以上。需要說(shuō)明的是，圖中符號(hào)18是氧化用的空氣，19是氧化還原電位測(cè)量計(jì)(0RP 計(jì))。而且，上述脫硫裝置16內(nèi)的石膏濃度增高的漿料25通過(guò)泵P被供給向脫硫裝置 16的上方并用噴霧裝置噴霧25a，且通過(guò)氣液接觸除去排氣26中的硫成分和汞。另外，在本排氣處理系統(tǒng)中，具有將來(lái)自上述脫硫裝置16的含有石灰石_石膏的 漿料21向外部抽取并分離石膏32的石膏分離器31。而且，用該石膏分離器31除去石膏 32，分離出的水分33返回脫硫裝置16的下部。此外，水分33根據(jù)需要向外部排出。根據(jù)本實(shí)施例，通過(guò)提高脫硫裝置16內(nèi)的漿料25的石膏濃度，能夠提高導(dǎo)入脫硫 裝置16內(nèi)的排氣中的汞(Hg)與石膏(CaSO4)的接觸概率，其結(jié)果能夠促進(jìn)汞的吸附、固化。在此，如圖5所示，判明脫硫裝置16內(nèi)的漿料25中的石膏濃度其濃度越高汞的吸 附效率越上升。需要說(shuō)明的是，圖5是表示漿料中的石膏濃度(％)與汞吸附量/石膏生成 量(AHg/Δ石膏)的關(guān)系的圖。因此，通過(guò)將石膏濃度設(shè)定為10 30%，能夠提高排氣中的汞(Hg)與石膏 (CaSO4)的接觸概率，其結(jié)果能夠促進(jìn)汞的吸附、固化，提高排氣中的汞除去效率。另外，在本實(shí)施例中，分別設(shè)置有石膏分離器31和固液分離器22，但是，本發(fā)明不 局限于此，也可以是以同一固液分離器的形式，設(shè)置使分離的水分23和濃縮漿料24都返回
5脫硫裝置16并同時(shí)排向體系外的兩條路徑，從而以用一臺(tái)固液分離設(shè)備對(duì)應(yīng)濃度的增加、 減少的方式，在欲提高漿料濃度時(shí)返回濃縮漿料(脫水石膏)，在欲降低濃度時(shí)返送分離的 水分23。實(shí)施例2另外，作為本發(fā)明的實(shí)施例，也可以設(shè)定為圖2所示的噴流漿料的形式的氣液接 觸的脫硫裝置。圖2中，從脫硫裝置16抽出漿料25，之后用加壓容器28加壓輸送給噴流裝置29， 從下方朝向上方噴出液柱狀漿料25b。需要說(shuō)明的是，圖中符號(hào)16a是對(duì)蓄積于脫硫裝置 16的底部的漿料進(jìn)行攪拌的攪拌翼。S卩，在實(shí)施例1的從裝置上方噴霧的氣液接觸形式的情況下，為提高與氣體的接 觸概率，有時(shí)在裝置內(nèi)部充填充填物，但是，這種情況下，漿料中的石膏濃度達(dá)到30 %附近 時(shí)，未能達(dá)到良好的漿料性能，會(huì)產(chǎn)生充填層的堵塞，其結(jié)果是與汞的接觸效率降低。通過(guò)設(shè)定本實(shí)施例的液柱狀漿料25b形式，即使?jié){料中的石膏濃度不提高，從噴 流裝置29的吹出效率也幾乎不降低，而達(dá)到良好的漿料性能，其結(jié)果是與汞的接觸效率不 降低。因此，在本實(shí)施例中，適合于石膏濃度比實(shí)施例1的高的情況下的排氣中的汞除去。實(shí)施例3另外，作為本發(fā)明的實(shí)施例，如圖3所示，也可以設(shè)置強(qiáng)制地?cái)嚢杓訅喝萜?8的 內(nèi)部的漿料的攪拌翼28a，對(duì)漿料中的石膏賦予剪切力，從而增加吸收液(石灰石-石膏漿 料)中的石膏粒子的比表面積，并同時(shí)增加粒子數(shù)。此外，只要根據(jù)需要設(shè)置上述加壓容器28即可，也可以通過(guò)泵P1借助噴流裝置29 來(lái)形成液柱狀漿料25b。由此，能夠提高排氣中的汞(Hg)與石膏(CaSO4)的接觸概率，其結(jié)果能夠促進(jìn)汞 的吸附、固化，提高排氣中的汞除去效率。實(shí)施例4另外，作為本發(fā)明的實(shí)施例，如圖4所示，也可以在脫硫裝置16的下部?jī)?nèi)設(shè)置噴霧 器35，該噴霧器35將伴隨來(lái)自吸收液循環(huán)泵P3的氣體的漿料與空氣18 —起以噴出流36 的形式強(qiáng)制地噴出，增加吸收液(石灰石-石膏漿料)中的石膏粒子的比表面積，并且增加 粒子數(shù)。由此，能夠提高排氣中的汞(Hg)與石膏(CaSO4)的接觸概率，其結(jié)果能夠促進(jìn)汞 的吸附、固化，提高排氣中的汞除去效率。實(shí)施例5另外，如圖6所示，也可以在氣液接觸塔的脫硫裝置16內(nèi)的吸收液(石灰石-石 膏漿料)21中添加硫酸化合物(SO/—)、亞硫酸化合物(SO/—)等硫酸系化合物，促進(jìn)漿料中 的石膏的生成，以提高石膏濃度。下述(3) (5)表示為提高這種石膏濃度而生成石膏的反應(yīng)式。SO32^Ca2+ — CaSO3... (3) CaS03+l/202 — CaSO4 (通過(guò)氧化生成石膏)…(4)SO42^Ca2+ — CaSO4 (生成石膏)…(5)需要說(shuō)明的是，硫酸化合物的添加場(chǎng)所也可以是氣液接觸塔內(nèi)(40A)、吸收液的石膏分離器31的前流側(cè)(40B)或后流側(cè)(40C)的任一位置。這樣，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)提高汞和石膏的接觸概率，能夠促進(jìn)汞的吸附、固化。因此，根據(jù)本實(shí)施例，通過(guò)額外再添加硫酸系化合物，能夠增加漿料中的石膏生成 量，能夠積極地促進(jìn)汞的吸附、固化。進(jìn)而，適當(dāng)?shù)亟M合上述的實(shí)施例1 5，通過(guò)該組合也可以進(jìn)一步促進(jìn)汞的吸附、 固化。工業(yè)上的可利用性如上上述，根據(jù)本發(fā)明的排氣處理系統(tǒng)及方法，通過(guò)提高汞和石膏的接觸概率，能 夠促進(jìn)汞的吸附、固化，因此，適合用于限制排氣中的汞排放量的情況下的排氣處理。
權(quán)利要求
一種燒煤鍋爐的排氣處理系統(tǒng)，其特征在于，其具備除去來(lái)自燒煤鍋爐的排氣中的氮氧化物的脫硝裝置、回收除去氮氧化物后的氣體中的熱的空氣預(yù)熱器、除去熱回收后的氣體中的煙塵的集塵器、通過(guò)石灰 石膏法除去除塵后的氣體中的硫氧化物并同時(shí)除去氧化汞的氣液接觸式的脫硫裝置、以及向外部排放脫硫后的氣體的煙筒，其中，將所述脫硫裝置內(nèi)的漿料中的石膏濃度設(shè)定為10％以上。
2.一種燒煤鍋爐的排氣處理系統(tǒng)，其特征在于，其具備除去來(lái)自燒煤鍋爐的排氣中 的氮氧化物的脫硝裝置、回收除去氮氧化物后的氣體中的熱的空氣預(yù)熱器、除去熱回收后 的氣體中的煙塵的集塵器、通過(guò)石灰-石膏法除去除塵后的氣體中的硫氧化物并同時(shí)除去 氧化汞的氣液接觸式的脫硫裝置、以及向外部排放脫硫后的氣體的煙筒，其中，具有對(duì)含有 石灰石_石膏的漿料賦予剪切力的剪切力賦予機(jī)構(gòu)。
3.一種燒煤鍋爐的排氣處理系統(tǒng)，其特征在于，其具備除去來(lái)自燒煤鍋爐的排氣中 的氮氧化物的脫硝裝置、回收除去氮氧化物后的氣體中的熱的空氣預(yù)熱器、除去熱回收后 的氣體中的煙塵的集塵器、通過(guò)石灰-石膏法除去除塵后的氣體中的硫氧化物并同時(shí)除去 氧化汞的氣液接觸式的脫硫裝置、以及向外部排放脫硫后的氣體的煙筒，其中，向含有石灰 石_石膏的漿料中添加硫酸系化合物。
4.一種燒煤鍋爐的排氣處理方法，其特征在于，其具備通過(guò)石灰石_石膏法除去來(lái)自 燒煤鍋爐的排氣中的硫氧化物、并且除去氧化汞的氣液接觸式的脫硫裝置，其中，將所述脫 硫裝置內(nèi)的漿料中的石膏濃度設(shè)定為10%以上。
5.一種燒煤鍋爐的排氣處理方法，其特征在于，其具備通過(guò)石灰石_石膏法除去來(lái)自 燒煤鍋爐的排氣中的硫氧化物、并且除去氧化汞的氣液接觸式的脫硫裝置，其中，具有對(duì)含 有石灰石_石膏的漿料賦予剪切力的剪切力賦予機(jī)構(gòu)。
6.一種燒煤鍋爐的排氣處理方法，其特征在于，其具備通過(guò)石灰石_石膏法除去來(lái)自 燒煤鍋爐的排氣中的硫氧化物、并且除去氧化汞的氣液接觸式的脫硫裝置，其中，向含有石 灰石_石膏的漿料中添加硫酸系化合物。
全文摘要
本發(fā)明提供一種燒煤鍋爐的排氣處理系統(tǒng)，其具備除去來(lái)自燒煤鍋爐(11)的排氣中的氮氧化物的脫硝裝置(13)、回收氣體中的熱的空氣預(yù)熱器(14)、除去氣體中的煙塵的集塵器(15)、通過(guò)石灰-石膏法除去氣體中的硫氧化物并同時(shí)除去氧化汞的氣液接觸式的脫硫裝置(16)、以及向外部排放脫硫后的氣體的煙筒(17)，其中，具有將來(lái)自所述脫硫裝置(16)的含有石灰石-石膏的漿料(21)向外部抽取并進(jìn)行固液分離的固液分離器(22)，除去用該固液分離器(22)分離的水分(23)，使?jié)饪s漿料(24)返回脫硫裝置(16)的下部，將脫硫裝置(16)內(nèi)的漿料(25)中的石膏濃度設(shè)定為10％以上。
文檔編號(hào)B01D53/64GK101918109SQ200980102609
公開(kāi)日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2009年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月21日
發(fā)明者沖野進(jìn), 本城新太郎, 鵜飼展行 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社