專利名稱：一種濕法煙氣脫硫漿液中汞再釋放特性實驗的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汞再釋放特性實驗的系統(tǒng)，尤其是涉及一種濕法煙氣脫硫漿液中汞再釋放特性實驗的系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及采用所述的系統(tǒng)進行濕法煙氣脫硫漿液中汞再釋放特性的實驗方法。
背景技術(shù)：
汞是一種劇毒性物質(zhì)，由于其容易在生物體內(nèi)積聚，很難被捕獲，且在大氣中停留時間長，因此已經(jīng)受到世界各國研究學(xué)者的高度重視。汞以不同的形態(tài)和濃度存在于煤中，在化石燃料中汞主要以硫化物和有機物的形態(tài)存在，煤中的汞濃度在0.02-lmg/kg范圍之內(nèi)。全球汞污染主要來自人為和自然排放2個方面，其中4/5是由于人為因素引起的。目前所研究的脫汞的方法主要集中在2個方面:吸附劑噴射技術(shù)以及利用現(xiàn)有的空氣污染控制裝置為基礎(chǔ)的同時脫汞方法。吸附劑噴射技術(shù)雖具有較高的脫汞效率，但其成本很高，吸附劑后續(xù)處理難，若處理不當(dāng)易造成二次污染。利用現(xiàn)有污染控制裝置脫汞的方法在這一方面具有相對大的優(yōu)勢。在中國，由于煙氣脫硫脫硝技術(shù)起步較晚，很多電廠都只有濕法煙氣脫硫裝置，沒有為脫汞裝置預(yù)留空間。同時，中國的燃煤電廠中，采用石灰石石膏濕法煙氣脫硫的機組占到90%左右，因此，在現(xiàn)有的濕法煙氣脫硫裝置中實現(xiàn)同時脫汞具有重要的實用價值和理論意義。燃煤煙氣中氣態(tài)汞主要以2種形態(tài)存在:元素汞(Hg°)和氧化態(tài)汞(Hg2+)。不同形態(tài)汞具有不同的物理和化學(xué)性質(zhì)。Hg2+易溶于水，故Hg2+可用濕式煙氣脫硫裝置(WFGD)脫除。而Hgtl在空氣污染物控制設(shè) 備操作溫度和高壓下具有較高的飽和蒸汽壓力，極易揮發(fā)且難溶于水，因而濕法煙氣脫硫(flue-gas desulphurization, FGD)系統(tǒng)很難捕獲Hg°,Hg0幾乎全部排放到大氣中。此外，煙氣中的Hg2+被WFGD漿液吸收后，由于漿液中的S(IV)和金屬離子(如鐵、錳、鎳、鈷、錫等)對Hg2+的還原作用，最初已經(jīng)被WFGD脫硫漿液捕捉的Hg2+又以Hg°的形態(tài)排出，進而導(dǎo)致在FGD出口 Hg°濃度升高，這就是汞的再釋放，從而導(dǎo)致WFGD系統(tǒng)脫汞效
率進一步降低。主要反應(yīng)為:
權(quán)利要求
1.一種濕法煙氣脫硫漿液中汞再釋放特性實驗的系統(tǒng)，其特征是:包括分別有輸出管道連通至混合氣箱(I)的SO2氣體鋼瓶(11)、CO2氣體鋼瓶(12 )、N2氣體鋼瓶(13 )和O2氣體鋼瓶(14)，混合氣箱(I)的輸出經(jīng)模擬煙氣至反應(yīng)器管道(2)至反應(yīng)器(3)，所述的反應(yīng)器(3)放置在恒溫水浴(9)中、并設(shè)有取樣管(7)及pH計(10)連通內(nèi)外，一漿液循環(huán)泵(8)，其吸入口連通至反應(yīng)器(3)內(nèi)底部、排放的噴頭(6)設(shè)置在反應(yīng)器(3)內(nèi)頂部，反應(yīng)器(3)從頂部輸出經(jīng)尾氣吸收管道(4)至尾氣吸收瓶(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕法煙氣脫硫漿液中汞再釋放特性實驗的系統(tǒng)，其特征是:所述的SO2氣體鋼瓶(11)、CO2氣體鋼瓶(12)、N2氣體鋼瓶(13)和O2氣體鋼瓶(14)的輸出管道上各設(shè)有氣體鋼瓶閥門(15)和轉(zhuǎn)子流量計(16)。
3.用如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)進行濕法煙氣脫硫漿液中汞再釋放特性實驗的方法，包括以下幾種特性實驗:1、煙氣SO2濃度的影響；2、鍋爐負(fù)荷變化的影響；3、脫硫漿液溫度的影響；4、漿液pH值的影響； 其中1、煙氣SO2濃度影響的特性實驗包括以下步驟: SI打開各氣體鋼瓶閥門13，通過調(diào)節(jié)各閥門控制各氣體流量，選取四個SO2濃度值，分別為 500mg/Nm3，1000mg/Nm3, 2000mg/Nm3, 3000mg/Nm3,各 SO2 濃度下對應(yīng)的煙氣成分如下: 項目單位濃度I 濃度2 濃度3 濃度3 SO2 Vol，% 0.0175 0.035 0.07 0.105 N2 Vol , % 80.2 8 0.2 80.2 80.2 Cu Yol，% 13.44 13.265 13.23 13.195O2 Vol , % 6.5 6.56 5 b 5 ； S02 濃度值 500mg/Nm3=0.0175Vol, %，依次類推； S2反應(yīng)器內(nèi)裝質(zhì)量濃度為25%的石灰石漿液，漿液初始Hg2+濃度為20ug/L，漿液pH值=5.5,由pH計10顯示； S3漿液由漿液循環(huán)泵8循環(huán)并經(jīng)過噴頭6呈霧狀噴入反應(yīng)器內(nèi)，漿液溫度由恒溫水浴9控制在50 0C ； S4模擬煙氣經(jīng)反應(yīng)器反應(yīng)后由尾氣吸收管道4引至尾氣吸收瓶4，吸收瓶內(nèi)裝有NaOH溶液； S5整個實驗鈣硫比Ca/S=l.02，反應(yīng)時間根據(jù)Ca/S控制，反應(yīng)完畢后，由取樣管7取樣分析漿液汞濃度，從而得到汞再釋放量的大??； 其中2、鍋爐負(fù)荷變化影響的特性實驗包括以 下步驟: SI打開各氣體鋼瓶閥門13，通過調(diào)節(jié)各閥門控制各氣體流量，選取SO2濃度值，為1000mg/Nm3，該SO2濃度下對應(yīng)的煙氣成分如下:項目單位濃度2SO￥ol , %0.035N2￥ol，%80.2CO,Yol , %13.265‘02 ￥ol，% 6. 5 ；模擬煙氣量分別為 0. 5m3/min, 1. 0m3/min, 1. 5m3/min,2. 0m3/min ；S2反應(yīng)器內(nèi)裝質(zhì)量濃度為25%的石灰石漿液，漿液初始Hg2+濃度為20ug/L，漿液pH值 =5. 5,由pH計10顯示；S3漿液由漿液循環(huán)泵8循環(huán)并經(jīng)過噴頭6呈霧狀噴入反應(yīng)器內(nèi)，漿液溫度由恒溫水浴 9控制在50。。；S4模擬煙氣經(jīng)反應(yīng)器反應(yīng)后由尾氣吸收管道4引至尾氣吸收瓶4，吸收瓶內(nèi)裝有NaOH 溶液；S5整個實驗鈣硫比Ca/S=l. 02，反應(yīng)時間根據(jù)Ca/S控制，反應(yīng)完畢后，由取樣管7取樣 分析漿液汞濃度，從而得到汞再釋放量的大?。黄渲?、脫硫漿液溫度的影響的特性實驗包括以下步驟S1打開各氣體鋼瓶閥門13，通過調(diào)節(jié)各閥門控制各氣體流量，選取S02&度值為 1000mg/Nm3，該S02濃度下對應(yīng)的煙氣成分如下項H 單位 濃度2S02 Vol , % 0.035N2 Yol , % 80.2U) Vol，% 13.2650Z Vui，％ 6.5 ；S2反應(yīng)器內(nèi)裝質(zhì)量濃度為25%的石灰石漿液，漿液初始Hg2+濃度為20ug/L，漿液pH值 =5. 5,由pH計10顯示；S3漿液由漿液循環(huán)泵8循環(huán)并經(jīng)過噴頭6呈霧狀噴入反應(yīng)器內(nèi)，漿液溫度由恒溫水浴 9 控制分別為 45 °C，50 V，55 °C，60 V ；S4模擬煙氣經(jīng)反應(yīng)器反應(yīng)后由尾氣吸收管道4引至尾氣吸收瓶4，吸收瓶內(nèi)裝有NaOH 溶液；S5整個實驗鈣硫比Ca/S=l. 02，反應(yīng)時間根據(jù)Ca/S控制，反應(yīng)完畢后，由取樣管7取樣 分析漿液汞濃度，從而得到汞再釋放量的大??；其中4、漿液pH值影響的特性實驗包括以下步驟S1打開各氣體鋼瓶閥門13，通過調(diào)節(jié)各閥門控制各氣體流量，選取S02&度值為 1000mg/Nm3，該S02濃度下對應(yīng)的煙氣成分如下項目單位濃度2 SO2Vol，%0.035N2Vol，%80.2 CO2Yol ,%13.265 O2 Vol，％ b iI ； S2反應(yīng)器內(nèi)裝質(zhì)量濃度為25%的石灰石漿液，漿液初始Hg2+濃度為20ug/L，漿液pH值分別控制在4.5，5.0，5.5，6.0，由pH計10顯示； S3漿液由漿液循環(huán)泵8循環(huán)并經(jīng)過噴頭6呈霧狀噴入反應(yīng)器內(nèi)，漿液溫度由恒溫水浴9控制為500C ； S4模擬煙氣經(jīng)反應(yīng)器反應(yīng)后由尾氣吸收管道4引至尾氣吸收瓶4，吸收瓶內(nèi)裝有NaOH溶液； S5整個實驗鈣硫比Ca/S=l.02，反應(yīng)時間根據(jù)Ca/S控制，反應(yīng)完畢后，由取樣管7取樣分析漿液汞濃度，從而得到汞再釋放量的大小。
全文摘要
濕法煙氣脫硫漿液中汞再釋放特性實驗的系統(tǒng)包括分別連通至混合氣箱的SO2氣體鋼瓶、CO2氣體鋼瓶、N2氣體鋼瓶和O2氣體鋼瓶，混合氣箱的輸出經(jīng)模擬煙氣至反應(yīng)器管道至反應(yīng)器，所述的反應(yīng)器放置在恒溫水浴中、并設(shè)有取樣管及pH計連通內(nèi)外，一漿液循環(huán)泵的吸入口連通至反應(yīng)器內(nèi)底部、排放的噴頭設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)頂部，反應(yīng)器從頂部輸出經(jīng)尾氣吸收管道至尾氣吸收瓶。采用上述系統(tǒng)可進行濕法煙氣脫硫漿液中汞再釋放特性研究實驗方法，包括1、煙氣SO2濃度的影響；2、鍋爐負(fù)荷變化的影響；3、脫硫漿液溫度的影響；4、漿液pH值的影響。本發(fā)明裝置簡單操作方便，可實現(xiàn)單一變量控制研究，為實際電站脫汞提供理論基礎(chǔ)。
文檔編號G01N33/00GK103091461SQ201310015298
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月15日
發(fā)明者殷立寶, 鄭雙清, 高正陽, 曾庭華, 徐齊勝 申請人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院