一種基于秸稈灰的流化床脫汞裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及燃燒煙氣污染物控制領(lǐng)域，具體涉及一種基于秸桿灰的流化床脫汞方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]汞是一種劇毒性和在生物體內(nèi)易于沉積的重金屬痕量元素，對人體健康和生態(tài)環(huán)境具有極大的危害。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署在發(fā)表的一份調(diào)查報告中指出，燃煤鍋爐是汞排放的最大人為污染源。我國是世界第一大煤炭消費國，能源結(jié)構(gòu)中煤炭的比例高達75%，并且這種格局在今后相當(dāng)長的一段時間內(nèi)仍不會有大的改變。隨著燃煤污染物大氣環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴格，預(yù)計在不久的將來，燃煤煙氣汞污染控制標(biāo)準(zhǔn)的出臺將是必然趨勢。因此，研宄和開發(fā)有效的燃煤煙氣汞污染控制方法是我國環(huán)保科技人員面臨的重要任務(wù)之一。
[0003]近年來，國內(nèi)外學(xué)者在研宄脫汞新理論和新技術(shù)領(lǐng)域做了大量卓有成效的工作。目前，在眾多脫汞方法中，吸附劑吸附和濕法洗滌被認為是燃煤煙氣脫汞領(lǐng)域的兩個最有發(fā)展?jié)摿Φ闹髁髅摴夹g(shù)。
[0004]濕法洗滌脫汞技術(shù)中研宄最多的是應(yīng)用現(xiàn)有的濕法煙氣脫硫系統(tǒng)聯(lián)合洗滌脫汞。該技術(shù)可以實現(xiàn)較高的Hg2+(g)脫除率，但是對難溶的HgO (g)沒有明顯的脫除效果，部分氧化態(tài)汞還可能被還原為單質(zhì)汞。不少學(xué)者嘗試用一些氧化技術(shù)在脫硫塔前將煙氣中的HgO (g)先氧化為Hg2+(g)，然后再用濕法煙氣脫硫系統(tǒng)洗滌脫除Hg2+(g)。目前研宄較多的選擇性催化還原(SCR)催化氧化脫汞可實現(xiàn)部分HgO (g)轉(zhuǎn)化為Hg2+(g)，但脫汞效果受到燃煤組分、催化劑類型、燃燒方式以及燃燒器結(jié)構(gòu)的明顯影響，相關(guān)催化氧化機理仍不十分清楚。其它氧化技術(shù)，例如等離子體氧化、光催化氧化和臭氧氧化等尚處于實驗室探索階段。利用高錳酸鉀、過硫酸鉀和亞氯酸鈉等傳統(tǒng)氧化劑在吸收塔中氧化吸收HgO (g)也取得了良好效果，但也存在吸收劑昂貴或產(chǎn)物成分復(fù)雜難處理等不足，相關(guān)技術(shù)還有待于進一步完善。
[0005]吸附法主要是通過活性炭或者其它吸附劑吸附煙氣中的Hg2+(g)和HgO(g)，先將其轉(zhuǎn)化為顆粒汞，然后利用現(xiàn)有的除塵設(shè)備將其捕獲而達到脫汞目的。目前研宄較多且技術(shù)最成熟的活性炭吸附法具有較高的脫汞效率，但應(yīng)用成本極高，企業(yè)難以承受。其它吸附劑，例如貴金屬、金屬氧化物、飛灰、活性焦、鈣基材料、分子篩以及天然礦物材料等雖然具有潛在的發(fā)展前景，但由于在應(yīng)用成本，脫汞效率，吸附劑穩(wěn)定性以及吸附機理研宄等方面的欠缺與不足，目前還無法獲得大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。綜上所述，目前還沒有一種適合于大規(guī)模商業(yè)化的燃煤煙氣脫汞技術(shù)。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型提供一種基于秸桿灰的流化床脫汞
目.ο
[0007]采用生物質(zhì)燃燒廢棄物秸桿灰作為脫汞吸附劑，在流化床反應(yīng)器中吸附汞；在膜分離器中回收汞資源并再生吸附劑。
[0008]來自燃燒器含汞的煙氣經(jīng)過冷卻后由砂芯布氣板噴入流化床反應(yīng)器，與事先添加在流化床反應(yīng)器內(nèi)的秸桿灰吸附劑發(fā)生流態(tài)化吸附反應(yīng)。當(dāng)一個流化床反應(yīng)器需要再生時，煙氣將自動切換流入另外一個流化床反應(yīng)器，兩個流化床反應(yīng)器相互交叉使用和再生。
[0009]本實用新型的脫除過程原理:
[0010]如圖1、圖2和表1、表2所不，以水稻稻桿制取的稻桿灰吸附劑為代表，米用掃描電鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、X射線熒光光譜(XRF)和氮吸附法分別測定了吸附劑的表面形貌特征、主要成分及含量以及吸附劑的比表面積和孔徑分布等關(guān)鍵物理和化學(xué)參數(shù)，并初步考察了吸附劑的吸附性能。結(jié)果表明，水稻秸桿制取的秸桿灰吸附劑主要成分是K2C03、CaCO3, S12, MgO和Al2O3等堿金屬鹽和金屬氧化物。這些成分都是良好的汞的吸附材料。因此，采用秸桿灰吸附劑在技術(shù)方法和原理上具有可行性。
[0011]為實現(xiàn)以上目的，根據(jù)上述原理，本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0012]一種基于秸桿灰的流化床脫汞裝置，所述裝置設(shè)有煙氣冷卻器、流化床反應(yīng)器、膜分離器、風(fēng)機、煙道和閥門；所述流化床反應(yīng)器由砂芯布氣板、電動刮灰板、砂芯分離板組成；燃燒器通過煙道與煙氣冷卻器的入口連通，煙氣冷卻器的出口與流化床反應(yīng)器的入口連接。秸桿灰吸附劑由流化床反應(yīng)器出入口 a添加和排出，煙氣經(jīng)過煙氣冷卻器冷卻后由流化床反應(yīng)器入口 b，經(jīng)砂芯布氣板噴入流化床反應(yīng)器，與事先由流化床反應(yīng)器出入口 a添加在流化床反應(yīng)器內(nèi)的秸桿灰吸附劑發(fā)生流態(tài)化吸附反應(yīng)。
[0013]吸附飽和后的秸桿灰吸附劑通過流化床反應(yīng)器出口 e由風(fēng)機吸入膜分離器再生后，再由流化床反應(yīng)器入口 f通入流化床反應(yīng)器循環(huán)使用。分離器入口 d用于通入氮氣沖洗并攜帶秸桿灰吸附劑上的汞。
[0014]所述流化床反應(yīng)器的底部設(shè)有砂芯布氣板，流化床反應(yīng)器的頂部設(shè)有電動刮灰板，電動刮灰板的上部設(shè)有砂芯分離板；所述流化床反應(yīng)器底部的砂芯布氣板上部設(shè)有秸桿灰吸附劑的入口以及出口。
[0015]所述燃燒器設(shè)有兩個煙氣出口，煙氣出口上均設(shè)有用于切換煙氣的流動方向的閥門V2，所述流化床反應(yīng)器對稱布置，當(dāng)一個流化床反應(yīng)器需要再生時，煙氣將自動切換流入另外一個流化床反應(yīng)器。兩個流化床反應(yīng)器相互交叉使用和再生。
[0016]主要用于分布煙氣，砂芯布氣板的平均孔徑要求小于50微米，以實現(xiàn)均勻布氣。頂部設(shè)有砂芯分離板，主要用于實現(xiàn)吸附劑和煙氣的分離，砂芯分離板的平均孔徑要求小于30微米，以防止吸附劑隨煙氣逃逸。砂芯分離板下部設(shè)有電動刮灰器，由一字毛刷和驅(qū)動軸構(gòu)成，可由電動機驅(qū)旋轉(zhuǎn)動，主要用于刮除砂芯分離板下部積累的吸附劑，防止堵塞。
[0017]采用的秸桿灰吸附劑是由鍋爐、農(nóng)村土灶或露天燃燒的植物秸桿或殼制取的灰；所述的植物稻桿或殼包括水稻、小麥、玉米、棉花、樹木的稻桿或殼中的一種或多種的混合體。
[0018]吸附劑的投加量可按反應(yīng)器體積的每立方米投加lkg_6kg，來自燃燒器的煙氣溫度應(yīng)當(dāng)由煙氣冷卻器降溫到40°C _100°C，以保證最佳的吸附溫度。
[0019]來自燃燒器煙氣中汞的入