專(zhuān)利名稱(chēng)：一種煙氣汞協(xié)同脫除的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種煙氣汞協(xié)同脫除的裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型屬于電廠鍋爐大氣污染物煙氣凈化領(lǐng)域，尤其涉及一種脫硝、除塵器、脫硫的煙氣協(xié)同脫汞的裝置。
背景技術(shù)：
[0002]汞是煤中的痕量元素，燃燒后以氣態(tài)單質(zhì)汞Hg° (g)、氣態(tài)二價(jià)汞Hg2+、以及顆粒態(tài)汞Hg (P)三種形式存在于煙氣中，其中氣態(tài)汞中二價(jià)汞Hg2 +占30 95 %、單質(zhì)汞占5 70 %。[0003]GB13223-2011 “火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)”規(guī)定，從2015年I月I日起，所有發(fā)電鍋爐將執(zhí)行汞及其化合物小于0.03mg/Nm3的排放濃度限值。目前多數(shù)燃煤煙氣已經(jīng)配套安裝了選擇性催化還原(SCR)脫硝裝置、除塵器和WFGD裝置，這些裝置對(duì)煙氣中的汞均具有一定的脫除功能，但是對(duì)于燃燒汞含量較高的煤種，即使采用了這些裝置，汞排放濃度也不能滿(mǎn)足排放濃度限值，需要采取相應(yīng)的特別技術(shù)。[0004]專(zhuān)利文獻(xiàn):公開(kāi)號(hào)CN 1962034A，中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)說(shuō)明書(shū)提出了一種在循環(huán)流化床脫硫裝置中加入消石灰、粉煤灰、添加劑(如高錳酸鉀、亞氯酸鈉、氯化鈉等)，粉煤灰中的硅、鐵、鎂、鋁等起催化劑作用，添加劑起氧化劑和反應(yīng)劑作用，消石灰和煙氣中的SO2反應(yīng)生成亞硫酸鈣，亞硫酸鈣被氧化成硫酸鈣，NO被氧化成N02、NO2和消石灰反應(yīng)生成硝酸鈣，煙氣中的單質(zhì)零價(jià)汞Hg°被催化氧化成二價(jià)汞Hg2+和鈉鹽或硫酸鹽反應(yīng)生成氯化汞或硫酸鈣的同時(shí)脫硫、脫硝、脫汞方法。該方法整體污染物脫除效率較低，其中二氧化硫脫除效率90 %、氮氧化物脫除效率60 %、汞脫除率50 %，其排放物濃度不能滿(mǎn)足目前規(guī)定的環(huán)保限制。[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn):公開(kāi)號(hào)CN 101157003A，中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)說(shuō)明書(shū)介紹了一種在靜電除塵器進(jìn)口煙道噴入氧化劑Cl2，將煙氣中的單質(zhì)零價(jià)汞Hgtl氧化成易于脫除的二價(jià)汞Hg2+，二價(jià)汞Hg2+在氨法脫硫裝置中被洗滌脫除的方法。該方法缺陷:沒(méi)有利用已有配套的SCR脫硝裝置具有的部分汞脫除功能，氧化劑Cl2是一種有毒物質(zhì)，運(yùn)輸與儲(chǔ)存需要采取特殊措施，且系統(tǒng)的后續(xù)處理難度大，投資成本和運(yùn)行成本高。[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn):公開(kāi)號(hào)CN 101306322A，中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)說(shuō)明書(shū)提出了一種在噴射鼓泡塔中添加強(qiáng)氧化劑亞氯酸鈉、將單質(zhì)零價(jià)汞氧化成易于脫除的二價(jià)汞的一體化脫硫、脫硝、脫汞的方法。該方法缺陷:強(qiáng)氧化劑成本高，且給后續(xù)處理帶來(lái)新的環(huán)境污染問(wèn)題。[0007]專(zhuān)利文獻(xiàn):公開(kāi)號(hào)CN 101543712A，中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)說(shuō)明書(shū)介紹了一種循環(huán)流化床內(nèi)多級(jí)增濕協(xié)同脫除S02、NOx、汞的方法，該方法系統(tǒng)復(fù)雜，其中的汞脫除效率偏低，煙氣中的汞濃度滿(mǎn)足不了目前的環(huán)保法規(guī)排放限值。[0008]另外，由于煙氣中汞濃度非常低，所需要的氧化劑量很少，氧化劑注入到煙氣中并與煙氣均勻混合更是汞脫除中難于解決的技術(shù)難點(diǎn)。實(shí)用新型內(nèi)容[0009]本實(shí)用新型的目的在于:充分利用現(xiàn)有SCR脫硝系統(tǒng)、除塵器和WFGD的協(xié)同功能，提出一種系統(tǒng)改動(dòng)少、脫汞效果良好的煙氣汞協(xié)同脫除裝置。[0010]本實(shí)用新型目的通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):[0011]一種煙氣汞協(xié)同脫除的裝置，包括SCR脫硝系統(tǒng)的SCR脫硝還原劑供給裝置、SCR脫硝還原劑注射裝置、SCR脫硝裝置反應(yīng)器、除塵器和濕法煙氣脫硫裝置，還包括脫汞氧化劑供給裝置、空氣混合裝置，所述空氣混合裝置其分別設(shè)有連通鍋爐熱一次風(fēng)或熱二次風(fēng)以及所述脫汞氧化劑供給裝置、SCR脫硝還原劑供給裝置的入口，以及連通所述SCR脫硝還原劑注射裝置的出口，且在所述出、入口之間還設(shè)有空氣混合器，所述SCR脫硝還原劑注射裝置和SCR脫硝裝置反應(yīng)器之間設(shè)有煙氣混合器。[0012]作為優(yōu)選方式，所述空氣混合裝置的連通鍋爐熱一次風(fēng)或熱二次風(fēng)入口與所述SCR脫硝裝置反應(yīng)器下游的空氣預(yù)熱器連通。[0013]作為優(yōu)選方式，在所述濕法煙氣脫硫裝置下游、煙氣最終排放之前，還設(shè)置有汞在線檢測(cè)儀，所述脫汞氧化劑供給裝置與所述汞在線檢測(cè)儀電連接、閉環(huán)控制，并根據(jù)其反饋的汞排放濃度信號(hào)，控制噴入所述空氣混合裝置內(nèi)的脫汞氧化劑的濃度和/或量。[0014]作為優(yōu)選方式，所述脫汞氧化劑供給裝置為復(fù)產(chǎn)SCR脫硝還原劑的裝置，其與所述SCR脫硝還原劑供給裝置電連接、閉環(huán)控制；所述SCR脫硝裝置反應(yīng)器上、下游煙道還設(shè)置有NOx在線分析儀，所述SCR脫硝還原劑供給裝置與所述NOx在線分析儀電連接、閉環(huán)控制，并根據(jù)其反饋的NOx排放濃度信號(hào)和所述脫汞氧化劑供給裝置反饋的脫汞氧化劑的量，控制通入所述混合裝置內(nèi)的SCR脫硝還原劑的濃度和/或量。[0015]作為優(yōu)選方式，所述脫汞氧化劑供給裝置包括脫汞氧化劑溶液噴槍?zhuān)约熬O(shè)有流量計(jì)和調(diào)節(jié)閥的脫汞氧化劑溶液管線、壓縮空氣管線，所述脫汞氧化劑溶液噴槍由噴嘴、內(nèi)套管、外套管、內(nèi)套管接口和外套管接口組成，所述內(nèi)、外套管接口各自分別連接所述脫汞氧化劑溶液管線或壓縮空氣管線。[0016]作為優(yōu)選方式，所述SCR脫硝還原劑供給裝置為設(shè)有流量計(jì)和調(diào)節(jié)閥的還原劑管線。[0017]作為進(jìn)一步優(yōu)選方式，所述SCR脫硝還原劑注射裝置為還原劑注射柵格。[0018]裝置工藝過(guò)程:[0019]本發(fā)明人發(fā)現(xiàn):顆粒態(tài)汞Hg (P)很容易被除塵器高效去除；濕法煙氣脫硫裝置(WFGD)可吸收易溶于水的氣態(tài)二價(jià)汞Hg2+、吸收效率可達(dá)70% ;選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝裝置在還原NOx的同時(shí)，可將單質(zhì)汞Hg°氧化成易被WFGD脫除的二價(jià)汞Hg2+，單質(zhì)汞Hg°被SCR裝置催化氧化的效率可達(dá)80 90%。因此在本實(shí)用新型方案中充分利用現(xiàn)有SCR脫硝系統(tǒng)、除塵器、脫硫系統(tǒng)，既實(shí)現(xiàn)了良好的脫硝、脫硫、脫汞的協(xié)同作用，同時(shí)脫汞效果良好滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，而且系統(tǒng)改動(dòng)少、改造投資成本低，系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠。[0020]而且，由于煙氣中汞濃度非常低，所需要的脫汞氧化劑的量很少，本發(fā)明人采用逐級(jí)稀釋和擴(kuò)散的方法，解決氧化劑均勻分散到煙氣中的技術(shù)難點(diǎn)，保證良好的脫汞效果:[0021]引溫度鍋爐熱一次風(fēng)或熱二次風(fēng)作為脫汞氧化劑加熱/分解的熱源和作為SCR脫硝還原劑的加熱分解和/或稀釋空氣(最適宜的是采用壓力5000-12000Pa的鍋爐熱一次風(fēng))，與脫汞氧化劑和SCR脫硝還原劑混合，此為脫汞氧化劑的第一次混合和稀釋?zhuān)罄肧CR脫硝裝置原本的脫硝還原劑噴射裝置噴射入煙氣中再次與煙氣混合，此為脫汞氧化劑的第二次混合和稀釋?zhuān)纱思冉鉀Q極少量脫汞氧化劑與大量煙氣充分混合的技術(shù)難點(diǎn)，同時(shí)又實(shí)現(xiàn)脫硝還原劑與煙氣的充分混合，一舉兩得。[0022]脫汞氧化劑采用HC1，如將0_43%Wt.的氯化銨溶液或0_37%Wt.的鹽酸溶液的脫汞氧化劑溶液(以及其他可以分解產(chǎn)生類(lèi)似HCl的具有相同功能的氧化劑)噴射到引入熱的一次風(fēng)或二次風(fēng)的裝置中。[0023]脫汞氧化劑溶液在引入的熱的一次風(fēng)或二次風(fēng)加熱下受熱分解:[0024]氯化銨受:熱分解成氨和氯化氫，NH4Cl — NHg+HCl[0025]HCl (I)—HCL (g)[0026]脫汞氧化劑溶液分解的氣態(tài)HCl與熱的空氣和SCR脫硝還原劑進(jìn)行初步混合后，通過(guò)SCR脫硝的脫硝還原劑注射裝置(優(yōu)選氨注射柵格(AIG))自身的少則數(shù)十個(gè)多則上百個(gè)的噴口注入到煙氣中，再通過(guò)煙氣混合器混合，使得脫汞還原劑、SCR脫硝還原劑均勻分散到煙氣中。[0027]汞的氧化:[0028]煙氣流經(jīng)SCR裝置，在SCR脫硝裝置催化劑作用下，煙氣中氣態(tài)單質(zhì)汞Hg°被氧化成易于被下游WFGD裝置吸收的氣態(tài)二價(jià)氧化汞Hg2+(HgCl2):[0029]Hg°+l/202+ 2HC1 — HgCl2+H20[0030]汞的協(xié)同脫除:[0031 ] 煙氣經(jīng)過(guò)SCR脫硝裝置后，流向下游的除塵器和WFGD裝置，煙氣中顆粒態(tài)汞Hg( p )被除塵器收集去除，煙氣中氣態(tài)二價(jià)氧化汞Hg2+被WFGD裝置吸收，脫除了汞的凈煙氣通過(guò)煙囪排入大氣。[0032]控制策略:[0033]在WF⑶下游、煙囪入口之前的煙道上設(shè)置汞在線檢測(cè)儀，檢測(cè)煙氣中的汞排放濃度，通過(guò)濃度信號(hào)反饋，控制噴入的脫汞氧化劑的濃度和/或量。[0034]本實(shí)用新型的有益效果:利用SCR脫硝裝置、除塵器、WFGD裝置，達(dá)到協(xié)同脫除煙氣中汞的目的，滿(mǎn)足煙氣汞排放標(biāo)準(zhǔn)。[0035]充分利用鍋爐熱的一次風(fēng)或熱的二次風(fēng)以及SCR脫硝AIG結(jié)構(gòu)，將脫汞氧化劑逐級(jí)稀釋均勻地播散到煙氣中，巧妙地解決了因脫汞氧化劑量少難于均勻分散到煙氣中的難點(diǎn)，并同時(shí)節(jié)省了脫汞投資成本和運(yùn)行成本。


[0036]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的裝置流程示意圖；[0037]圖2是實(shí)施例1中脫汞氧化劑噴槍的結(jié)構(gòu)示意圖；[0038]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例2的裝置流程示意圖。
具體實(shí)施方式
[0039]下列非限制性實(shí)施例用于說(shuō)明本實(shí)用新型。[0040]實(shí)施例1:[0041]如圖1、2所不,脫萊氧化劑米用0_43%Wt.氯化銨溶液。[0042]鍋爐I燃燒生成的煙氣11流經(jīng)SCR脫硝裝置上游煙道40，與SCR脫硝裝置AIG注射管道46噴人的脫汞氧化劑HCl氣體混合，經(jīng)過(guò)煙氣混合器47混合均勻后，進(jìn)入SCR脫硝裝置反應(yīng)器49，在SCR催化劑48作用下，煙氣中的氣態(tài)單質(zhì)汞Hg°被氧化成氣態(tài)二價(jià)氧化汞Hg2+(HgCl2);煙氣經(jīng)過(guò)空氣預(yù)熱器5換熱后再向下游進(jìn)入除塵器6，煙氣中顆粒態(tài)汞Hg(P)被除塵器6收集去除；脫除顆粒態(tài)汞的煙氣經(jīng)過(guò)引風(fēng)機(jī)7進(jìn)入濕法煙氣脫硫(WFGD)裝置8，煙氣中氣態(tài)二價(jià)氧化汞Hg2+被WFGD裝置8的噴淋液吸收，脫除了汞的凈煙氣最后通過(guò)煙囪9排入大氣。[0043]引空氣預(yù)熱器5換熱后的0.5-3%流量的熱的一次風(fēng)或熱的二次風(fēng)51作為脫汞氧化劑受熱分解的熱源和SCR脫硝還原劑加熱分解和/或稀釋空氣進(jìn)入空氣混合器管道44。SCR脫硝還原劑供給裝置:脫硝還原劑41經(jīng)過(guò)脫硝還原劑流量調(diào)節(jié)閥42調(diào)節(jié)脫硝還原劑流量43后進(jìn)入空氣混合器管道44，經(jīng)過(guò)空氣混合器45混合后，通過(guò)SCR脫硝裝置AIG 46注射到煙道40中，再經(jīng)過(guò)煙氣混合器47混合均勻，流入SCR脫硝裝置反應(yīng)器49，在催化劑48作用下達(dá)到脫硝的目的。[0044]脫汞氧化劑供給裝置:氯化銨溶液儲(chǔ)罐2中的0_43%Wt.氯化銨溶液21由泵24輸送脫汞氧化劑溶液噴槍25，通過(guò)噴槍25霧化噴射到空氣混合器管道44中，氯化銨溶液受熱分解成氣體NH3和氣體HCl，隨SCR脫硝還原劑經(jīng)過(guò)空氣混合器45混合后通過(guò)SCR脫硝裝置AIG 16自身的數(shù)十個(gè)至數(shù)百個(gè)噴口播散到煙道40中，再通過(guò)煙氣混合器45混合，使HCl和NH3均勻分散到煙氣中，在催化劑作用下，HCl作為汞的氧化劑，將煙氣中的氣態(tài)單質(zhì)汞Hg°被氧化成氣態(tài)二價(jià)氧化汞Hg2+ (HgCl2)，NH3作為SCR脫硝的還原劑脫除煙氣中的NOx。[0045]脫汞氧化劑溶液噴槍25，附圖2由噴嘴251、內(nèi)套管252、外套管253、內(nèi)套管254接口和外套管255接口組成。外套管接口 255連接脫汞氧化劑溶液21管道，內(nèi)套管接口 254連接壓縮空氣31管道。通過(guò)調(diào)節(jié)脫汞氧化劑溶液21管線上的調(diào)節(jié)閥22調(diào)節(jié)氧化劑流量23，調(diào)節(jié)壓縮空氣31管線上的調(diào)節(jié)閥32調(diào)節(jié)壓縮空氣流量33，使壓縮空氣與氧化劑溶液的質(zhì)量比為2-10，將氧化劑溶液霧化成1-100 μ m的液滴霧化噴射到空氣混合器管道44中，使脫汞氧化劑溶液快速受熱分解。噴槍內(nèi)外套管接口連接介質(zhì)的管道可以相互交換。[0046]在SCR脫硝裝置反應(yīng)器49上、下游煙道設(shè)置有NOx在線分析儀49_1和49_2，，其信號(hào)反饋到脫硝還原劑流量調(diào)節(jié)閥42調(diào)節(jié)脫硝還原劑流量43，控制脫硝效率。[0047]在WFGD裝置8和煙囪9之間設(shè)置汞檢測(cè)儀99，用以檢測(cè)排放到大氣中的汞濃度。汞檢測(cè)儀99信號(hào)反饋到脫汞氧化劑溶液流量調(diào)節(jié)閥22調(diào)節(jié)氧化劑流量23 ;脫汞氧化劑溶液流量調(diào)節(jié)閥22開(kāi)度信號(hào)反饋到SCR脫硝還原劑流量調(diào)節(jié)閥42，調(diào)節(jié)脫硝還原劑流量43。[0048]脫硝還原劑為氣氨、氨水和尿素溶液。若采用尿素溶液，在空氣混合器45設(shè)置加熱裝置，將混合裝置內(nèi)的介質(zhì)加熱到400°C -650°C。[0049]實(shí)施例2:[0050]如附圖3所示:脫汞氧化劑采用0_37%Wt.的鹽酸溶液。[0051]本實(shí)施例與實(shí)施例基本相同，其區(qū)別在于:脫汞氧化劑除了氯化銨溶液，還可采用能夠受熱分解產(chǎn)生HCl的與氯化銨類(lèi)似的氧化劑，也很容易想到直接采用鹽酸溶液。采用鹽酸溶液作為脫汞氧化劑，僅控制策略與氯化銨氧化劑不同。SCR脫硝控制與脫汞控制是兩個(gè)獨(dú)自的閉環(huán)回路，脫汞氧化劑鹽酸溶液流量調(diào)節(jié)閥22開(kāi)度信號(hào)不需要反饋到SCR脫硝還原劑流量調(diào)節(jié)閥42調(diào)節(jié)脫硝還原劑流量43。[0052]實(shí)施例3:[0053]在實(shí)施例1和2的基礎(chǔ)上，可以通過(guò)同時(shí)調(diào)整脫汞氧化劑溶液濃度和/或量控制汞排放濃度和脫硝效率。[0054]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種煙氣汞協(xié)同脫除的裝置，包括SCR脫硝系統(tǒng)的SCR脫硝還原劑供給裝置、SCR脫硝還原劑注射裝置、SCR脫硝裝置反應(yīng)器、除塵器和濕法煙氣脫硫裝置，其特征在于:還包括脫汞氧化劑供給裝置、空氣混合裝置，所述空氣混合裝置其分別設(shè)有連通鍋爐熱一次風(fēng)或熱二次風(fēng)以及所述脫汞氧化劑供給裝置、SCR脫硝還原劑供給裝置的入口，以及連通所述SCR脫硝還原劑注射裝置的出口，且在所述出、入口之間還設(shè)有空氣混合器，所述SCR脫硝還原劑注射裝置和SCR脫硝裝置反應(yīng)器之間設(shè)有煙氣混合器。
2.如權(quán)利要求1所述的煙氣汞協(xié)同脫除裝置，其特征在于:所述空氣混合裝置的連通鍋爐熱一次風(fēng)或熱二次風(fēng)入口與所述SCR脫硝裝置反應(yīng)器下游的空氣預(yù)熱器連通。
3.如權(quán)利要求1所述的煙氣汞協(xié)同脫除裝置，其特征在于:在所述濕法煙氣脫硫裝置下游、煙氣最終排放之前，還設(shè)置有汞在線檢測(cè)儀，所述脫汞氧化劑供給裝置與所述汞在線檢測(cè)儀電連接、閉環(huán)控制，根據(jù)其反饋的汞排放濃度信號(hào)，控制噴入所述空氣混合裝置內(nèi)的脫汞氧化劑的濃度和/或量。
4.如權(quán)利要求1所述的煙氣汞協(xié)同脫除裝置，其特征在于:所述脫汞氧化劑供給裝置為復(fù)產(chǎn)SCR脫硝還原劑的裝置，其與所述SCR脫硝還原劑供給裝置電連接、閉環(huán)控制；所述SCR脫硝裝置反應(yīng)器上、下游煙道還設(shè)置有NOx在線分析儀，所述SCR脫硝還原劑供給裝置與所述NOx在線分析儀電連接、閉環(huán)控制，根據(jù)其反饋的NOx排放濃度信號(hào)和所述脫汞氧化劑供給裝置反饋的脫汞氧化劑的量，控制通入所述空氣混合裝置內(nèi)的SCR脫硝還原劑的濃度和/或量。
5.如權(quán)利要求1所述的煙氣汞協(xié)同脫除裝置，其特征在于:所述脫汞氧化劑供給裝置包括脫汞氧化劑溶液噴槍?zhuān)约熬O(shè)有流量計(jì)和調(diào)節(jié)閥的脫汞氧化劑溶液管線、壓縮空氣管線，所述脫汞氧化劑溶液噴槍由噴嘴、內(nèi)套管、外套管、內(nèi)套管接口和外套管接口組成，所述內(nèi)、外套管接口各自分別連接所述脫汞氧化劑溶液管線或壓縮空氣管線。
6.如權(quán)利要求1所述的煙氣汞協(xié)同脫除裝置，其特征在于:所述SCR脫硝還原劑供給裝置為設(shè)有流量計(jì)和調(diào)節(jié)閥的還原劑管線。
7.如權(quán)利要求1至6中任一權(quán)利要求所述的煙氣汞協(xié)同脫除裝置，其特征在于:所述SCR脫硝還原劑注射裝置為還原劑注射柵格。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種煙氣汞協(xié)同脫除的裝置，屬于電廠鍋爐大氣污染物煙氣凈化領(lǐng)域，包括SCR脫硝系統(tǒng)的SCR脫硝還原劑供給裝置、SCR脫硝還原劑注射裝置、SCR脫硝裝置反應(yīng)器、除塵器和濕法煙氣脫硫裝置，還包括脫汞氧化劑供給裝置、以及將鍋爐熱一次風(fēng)或熱二次風(fēng)以及脫汞氧化劑、SCR脫硝還原劑混合的混合裝置。本實(shí)用新型充分利用現(xiàn)有SCR脫硝系統(tǒng)、除塵器和WFGD的協(xié)同功能，是一種系統(tǒng)改動(dòng)少、脫汞效果良好的煙氣汞協(xié)同脫除裝置。
文檔編號(hào)B01D53/56GK202962241SQ20122064759
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者楊志忠 申請(qǐng)人:東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司