一種燃煤電廠高效煙氣脫汞方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃煤煙氣處理凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種燃煤電廠高效煙氣脫汞方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]國家環(huán)境保護(hù)部于2011年頒布了《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)，提出了煙氣汞的控制目標(biāo)為0.03mg/Nm3。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，自2015年1月1日起，燃煤鍋爐開始執(zhí)行0.03mg/Nm3的排放限制。根據(jù)環(huán)保部選定的16家燃煤電廠煙氣汞試點(diǎn)監(jiān)測的結(jié)果，大部分的燃煤電廠都能夠在現(xiàn)有設(shè)施正常運(yùn)行的情況下，滿足達(dá)標(biāo)排放要求。其中的原因在于國內(nèi)SCR脫硝、電/布袋除塵器和濕法脫硫等環(huán)保設(shè)施的普及率很高，而這些環(huán)保設(shè)施對煙氣汞均有不同程度的協(xié)同脫除作用。根據(jù)不同的煤質(zhì)和煙氣條件，總協(xié)同脫除效率為30-90%。隨著2012年后大氣環(huán)境問題的凸顯，霧霾的大面積侵襲，各地均意識(shí)到進(jìn)一步提高大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的重要性和迫切性。各地的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)也變得越來越高，目前在河北、天津等京津冀地區(qū)，上海、江蘇、浙江等長三角地區(qū)以及廣東等珠三角地區(qū)，均已提出對新建燃煤電廠實(shí)行“近零排放”的要求，即要求燃煤機(jī)組達(dá)到與燃?xì)鈾C(jī)組一樣的污染物排放水平，302排放< 35mg/Nm3，N0#K^< 50mg/Nm3，Hg < 0.005mg/Nm3。其中對于煙氣汞提出的控制目標(biāo)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國家標(biāo)準(zhǔn)。
[0003]在此背景下，單純的協(xié)同脫除已經(jīng)無法實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，必須建設(shè)專門的煙氣汞脫除裝置。國際上成功的煙氣汞脫除技術(shù)為活性炭(溴化)噴射吸附技術(shù)，活性炭(溴化)噴射吸附技術(shù)在美國已有多項(xiàng)應(yīng)用業(yè)績，脫除效率很高。活性炭噴射點(diǎn)位于除塵器之前的煙道，活性炭噴人后，煙氣中的元素態(tài)汞和顆粒態(tài)汞被活性炭吸附，隨后進(jìn)入除塵器中隨粉塵一起被捕集，從而實(shí)現(xiàn)煙氣汞的脫除。
[0004]活性炭噴射煙氣脫汞技術(shù)具有脫汞效率高的優(yōu)點(diǎn)，但是缺點(diǎn)是運(yùn)行成本高。由于活性炭(溴化)的造價(jià)較高，且由于煙氣流速較快導(dǎo)致活性炭流失較多，可利用率不足，所以活性炭耗量較大。以1臺(tái)300MW機(jī)組為例，其年運(yùn)行成本高達(dá)200多萬元，對燃煤電廠造成了很大的經(jīng)濟(jì)壓力。
[0005]活性炭噴射煙氣脫汞技術(shù)的另一項(xiàng)缺點(diǎn)是影響飛灰的品質(zhì)。由于在飛灰中加入了大量的活性炭和汞，對飛灰的綜合利用產(chǎn)生了不利影響，也對燃煤電廠造成了損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種燃煤電廠高效煙氣脫汞方法和裝置，通過在傳統(tǒng)濕法脫硫系統(tǒng)中加設(shè)活性炭吸附反應(yīng)器，降低脫硫漿液中吸收的飽和汞的濃度，達(dá)到降低液相中煙氣汞濃度的目的，進(jìn)而降低燃煤煙氣中的汞濃度。
[0007]根據(jù)亨利定律，煙氣汞濃度值與漿液中溶解的汞濃度值有關(guān)，呈線性關(guān)系。在運(yùn)行條件一致的前提下，漿液在不斷的循環(huán)過程中，吸收的汞很快會(huì)達(dá)到一個(gè)飽和值，從而很難有進(jìn)一步的脫汞作用。本發(fā)明從根本上解決漿液中汞飽和的問題，能夠不斷的增加濕法脫硫系統(tǒng)的脫萊能力。
[0008]本發(fā)明采取的具體技術(shù)方案是:
[0009]—種燃煤電廠高效煙氣脫汞方法，適用于包含濕法脫硫吸收塔的燃煤煙氣處理系統(tǒng)，包括以下步驟:
[0010]將濕法脫硫吸收塔中的脫硫漿液通過一旁路引入一活性炭吸附反應(yīng)器進(jìn)行活性炭吸附處理；所述脫硫漿液在活性炭吸附反應(yīng)器中流速為0.5-1.0m/s，停留時(shí)間為3?5s。
[0011]進(jìn)一步地，所述旁路分別連通脫硫吸收塔的漿液池和一或多根噴淋循環(huán)管道。
[0012]進(jìn)一步地，所述旁路中脫硫漿液的流量為所述一或多根噴淋循環(huán)管道中脫硫漿液流量的5-15%。
[0013]進(jìn)一步地，所述旁路兩端也可僅連通脫硫吸收塔的漿液池。
[0014]實(shí)現(xiàn)前述燃煤電廠高效煙氣脫汞方法的裝置，包括:
[0015]連通所述濕法脫硫吸收塔的一旁路；
[0016]設(shè)置于所述旁路之上的一活性炭吸附反應(yīng)器。
[0017]進(jìn)一步地，所述活性炭吸附反應(yīng)器的類型為臥式。
[0018]進(jìn)一步地，所述活性炭吸附反應(yīng)器中填充的活性炭選用橫向布置的活性炭碳棒。
[0019]進(jìn)一步地，所述活性炭吸附反應(yīng)器通過法蘭連接方式設(shè)置于所述旁路上。
[0020]進(jìn)一步地，所述活性炭吸附反應(yīng)器連接一或多個(gè)沖洗水栗。
[0021]通過采取上述技術(shù)方案，本發(fā)明配合現(xiàn)有燃煤煙氣處理系統(tǒng)的協(xié)同脫除即可將煙氣汞濃度大大降低，達(dá)到“近零排放”，滿足日益提高的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)上相較于活性炭噴射煙氣脫汞技術(shù)應(yīng)用設(shè)備更為簡單，其制造、安裝成本均遠(yuǎn)低于專門的煙氣汞脫除裝置，并且，維護(hù)、運(yùn)行成本也大為降低。另外，由于無需在飛灰中加入活性炭，并不會(huì)影響飛灰的回收利用，進(jìn)一步地減輕燃煤電廠負(fù)擔(dān)，具有極高的推廣應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的燃煤電廠高效煙氣脫汞裝置在實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]附圖標(biāo)記說明:
[0024]1-旁路；2_濕法脫硫吸收塔；3_活性炭吸附反應(yīng)器；4_沖洗水栗；5_噴淋循環(huán)管道。
【具體實(shí)施方式】
[0025]本發(fā)明的工作原理:
[0026]在現(xiàn)有環(huán)保設(shè)施的協(xié)同脫除作用下，煙氣汞能夠達(dá)到一個(gè)較低的排放水平，一般煙氣汞濃度能夠降低到0.015-0.03mg/Nm3。
[0027]但是，通過對實(shí)際的測試和研究發(fā)現(xiàn)，除非使用運(yùn)行成本很高的活性炭噴射技術(shù)，當(dāng)煙氣汞濃度降低到0.003-0.005mg/Nm3時(shí)，無論采取其他何種辦法都無法將排放值進(jìn)一步降低。原因在于，根據(jù)亨利定律，在等溫等壓下，某種氣體在溶液中的溶解度與液面上該氣體的平衡壓力成正比，即Pa = Kx, a-Xa0其中Pa為組分的氣相分壓，Kx，a為壓力系數(shù)，Xa為液相組分濃度。由此可見，實(shí)際上，在濕法煙氣脫硫過程中，脫硫吸收塔內(nèi)脫硫漿液中吸收的汞的飽和狀態(tài)的濃度決定并限制了氣相中煙氣汞的最低濃度。在平衡狀態(tài)下，液相的脫硫漿液也無法吸收更多的汞。要達(dá)到進(jìn)一步脫除煙氣汞的目的，往往采取專門設(shè)置煙氣汞脫除裝置，但由此將產(chǎn)生很大的建設(shè)投資及運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。
[0028]出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因在于，活性炭噴射技術(shù)普遍應(yīng)用美國的火力發(fā)電廠，其應(yīng)用環(huán)境不同中國，由于燃煤質(zhì)量的差異，美國的火力發(fā)電廠基本不配置脫硫設(shè)備，因此，在進(jìn)行煙氣脫汞處理時(shí)，并不會(huì)考慮脫硫漿液飽和的問題。而之前在整個(gè)脫硫系統(tǒng)采用協(xié)同脫汞技術(shù)已經(jīng)可以滿足GB13223-2011的排放要求，但近期隨著環(huán)保要求的提高，協(xié)同脫汞技術(shù)已經(jīng)達(dá)不到要求了，為了滿足排放要求，很多燃煤電廠只能引進(jìn)活性炭噴射技術(shù)進(jìn)行處理。
[0029]由前述分析，申請人認(rèn)為在低濃度的氣相條件下，能夠有效降低氣相中汞濃度的方法為降低液相中吸收的汞濃度。因此，本發(fā)明轉(zhuǎn)換一種思路，針對中國的燃煤電廠普遍配備