一种高温烟气脱汞装置及工艺制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高温烟气脱汞装置及工艺，该装置包括节水冷凝器、三联水箱、加药系统、超声雾化系统，节水冷凝器嵌入安装在排烟管道中，节水冷凝器的出水口连接三联水箱，三联水箱连接加药系统，三联水箱的出水口连接超声雾化系统，超声雾化系统设置在省煤器上方的锅炉烟道中，烟气经省煤器、超声雾化系统后依次进入脱硝装置、除尘设备、脱硫设备，脱硫设备的净烟气排气口连接排烟管道。本发明专利技术的节水冷凝器为嵌入式节水冷凝装置，用于冷凝收集脱硫净烟气中的饱和水蒸汽，降低烟气携带水量，并不影响后续设备稳定运行，实现了节水降耗的目的。冷凝水在三联水箱中加药调整后用于改变烟气中汞的形态，方便对汞的脱除，有效提高了脱汞效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工业废料处理设备
，尤其涉及一种高温烟气脱汞装置及工艺。
技术介绍
随着国家环保政策的日益严格，大部分在役火电机组和新建火电机组都配备了烟气脱硫装置、脱硝装置、除尘装置，保证锅炉烟气SO2、NOX、粉尘等污染物达标排放。目前，燃煤电厂烟气脱硫技术应用最广泛的是石灰石-石膏湿法脱硫工艺，脱硝技术应用最广泛的是SCR脱硝工艺，除尘技术应用最广泛的是静电除尘器工艺。面对日益严峻的环保形势，中国已经出台了环保超低排放的相关政策文件，对SO2、NOX、粉尘排放提出了更高的要求。然而随着国民生活水平的提高，人们对居住环境的环保要求也越来越高，仅仅控制SO2、NOX、粉尘排放已不能满足国民生活需求和环境容量限制，因此对燃煤电厂其他污染物排放浓度提出了更高要求，如硫酸雾排放浓度、汞及其化合物排放浓度等。经过近年来发展，燃煤电厂脱汞技术有一定进步，但仍然没有从根本上解决问题，如投资大、设备占地面积大、运行费用高、脱除效率等。这些问题得不到很好的解决，将严重影响脱汞技术的工业应用。燃煤电站中，锅炉炉膛产生的烟气经由尾部烟道，依次通过省煤器、空气预热器、静电除尘器和湿法脱硫塔后从烟囱排出。其中，烟气进入省煤器前的温度高达400℃，省煤器和空气预热器分别吸收通过的烟气中的热量加以循环利用，使得烟气温度逐步降低；静电除尘器一般具有4至5级电场，烟气通过静电除尘器时，烟气中的粉煤灰被各电场捕集脱除下来并储存在各电场的存灰仓中。原煤中含有微量的汞，这些汞在煤炭燃烧时排放出来而成为烟气汞，对环境造成严重破坏。煤炭燃烧已成为一个主要的人为汞排放源。我国的一次能源以煤为主，我国每年所生产原煤的80％以上用于直接燃烧，其中燃煤电站燃烧约占原煤总量的30％，而且燃煤量每年都在持续增加。控制燃煤电站锅炉汞排放意义重大。烟气汞一旦进入环境，经沉降和水溶后，最终转变成剧毒的甲基汞，如果甲基汞通过食物链进入人体，会对人的神经系统和发育系统产生严重危害。Hg污染问题已经成为全球关注的焦点，也是我国需要迫切解决的问题。烟气汞包括单质汞、气态二价汞和固态颗粒汞三种，它们的去除难度依次降低。为了解决汞的污染问题，从源头上防治汞对大气的污染，目前国内外研究大部分集中在两个方面。一是研制高效、经济的吸附剂；二是利用添加剂将烟气中的单质汞氧化为气态二价汞，由于气态二价汞具有更易被飞灰吸附且易溶于水的特点，一部分气态二价汞能被飞灰吸附转化为固态颗粒汞，进而在静电除尘器脱除；还有一部分被湿法烟气脱硫装置脱除。脱汞吸附剂的开发主要包括：活性炭基、钙基和飞灰基吸收剂以及一些新型吸附剂等。现有技术中，去除单质汞时最有效和最广泛使用的技术是活性炭喷入技术，虽然该技术效果显著一可去除99％的单质汞，但该技术的运行费用，主要是活性炭的成本较高，因而不能大范围推广使用。而钙基吸附剂对气态二价汞的吸附效率较高，对单质汞的脱除效率却很低。研究结果表明，钙基类物质如Ca(OH)2，对HgCl2的吸附效率可达到85％；碱性吸附剂如CaO，同样也能达到很好地吸附HgCl2的效果，但是这些钙基类物质对单质汞的吸附效率却很低。专利号“201310328146.4”“一种利用聚氯乙烯和锅炉飞灰进行烟气脱汞的装置及方法”的专利技术专利、专利号“201320050555.8”“一种燃煤电站的烟气脱汞装置”的技术专利都提出了利用氯盐和锅炉将单质汞氧化为气态二价汞，然后再在后续除尘、脱硫设备中脱除的方案，但上述方案都需要增加许多新设备，设备投入高，且氯盐与单质汞的反应效率不高，影响单质汞的转化速率，不利于工业应用。
技术实现思路
本专利技术针对现有脱汞技术存在的问题，研制一种高温烟气脱汞装置及工艺，该装置及工艺能够无需增加过多的新设备，即可高效改变烟气中汞的形态，方便对汞的脱除，有效提高了脱汞效率。本专利技术解决技术问题的技术方案为：一种高温烟气脱汞装置，包括节水冷凝器、三联水箱、加药系统、超声雾化系统，节水冷凝器嵌入安装在排烟管道中，节水冷凝器的出水口连接三联水箱，三联水箱连接加药系统，三联水箱的出水口连接超声雾化系统，超声雾化系统设置在省煤器上方的锅炉烟道中，烟气经省煤器、超声雾化系统后依次进入脱硝装置、除尘设备、脱硫设备，脱硫设备的净烟气排气口连接排烟管道。作为优化，所述装置还包括回用系统、输水系统，回用系统连接三联水箱与脱硫设备的脱硫工艺水系统、石膏脱水系统，输水系统为上述所有设备之间的输水管路。作为优化，所述三联水箱包括第一联箱、第二联箱、第三联箱，第一联箱与第二联箱之间、第二联箱与第三联箱之间都设置有潜水泵，节水冷凝器的出水口通过冷凝水收集装置连接第一联箱，第一联箱的底部通过回用系统连接脱硫设备的脱硫工艺水系统中；第二联箱的底部通过回用系统连接石膏脱水系统，第三联箱通过输水泵连接超声雾化系统。三联水箱功能包括储水、脱硫酸根、沉淀、调节PH值，储水功能指收集节水冷凝器冷凝汇流的冷凝水，并暂时储蓄；脱硫酸根功能指通过添加氧化剂和高效脱硫剂，去除冷凝水中的亚硫酸根离子和硫酸根离子，然后进行沉淀、排出系统；所述调节PH值功能是将脱硫酸根离子后的冷凝水的PH值调节至7.0～7.5。作为优化，所述加药系统包括：SO2在线监测仪、逻辑反馈系统a、氧化剂药箱、硫酸根离子检测仪、逻辑反馈系统b、高效脱硫剂药箱、PH计、逻辑控制系统、中和剂药箱，SO2在线监测仪安装在排烟管道中，SO2在线监测仪的数据发送端口连接逻辑反馈系统a的数据接收端口，氧化剂药箱的加药口连接第二联箱，逻辑反馈系统a连接氧化剂药箱的加药控制端口，硫酸根离子检测仪、PH计安装在第三联箱中，硫酸根离子检测仪的数据发送端口连接逻辑反馈系统b的数据接收端口，高效脱硫剂药箱的加药口连接第二联箱，逻辑反馈系统b连接高效脱硫剂药箱的加药控制端口，PH计的数据发送端口连接逻辑控制系统的数据接收端口，中和剂药箱的加药口连接第三联箱，逻辑控制系统连接中和剂药箱的加药控制端口。加药系统包括氧化亚硫酸根离子的氧化剂、去除硫酸根离子的高效脱硫剂，和调节冷凝水PH值的中和剂，氧化剂的加药量根据在线监测的烟气中的SO2浓度值进行逻辑反馈，高效脱硫剂的加药量通过监测第三联箱中硫酸根离子浓度值进行逻辑反馈，中和剂的加药量根据PH值进行逻辑反馈，PH值调节至7.0～7.5则停止加药。作为优化，所述氧化剂药箱、高效脱硫剂药箱、中和剂药箱中分别存放氧化亚硫酸根离子的氧化剂、去除硫酸根离子的高效脱硫剂、调节冷凝水PH值的中和剂，上述试剂中至少一个含有氯原子。作为优化，所述超声雾化系统包括：超声波发生装置、雾化喷射系统，雾化喷射系统设置在省煤器上方的锅炉烟道中。作为优化，所述脱硝装置为SCR脱硝装置。一种高温烟气脱汞工艺，其步骤为：a、脱硫净烟气通过节水冷凝器，冷凝水汇入节水冷凝器底部的三联水箱；b、冷凝水在三联水箱第一联箱中储存、沉淀，一部分上清液进入第二联箱，另一部分冷凝水直接输送至脱硫工艺水系统回用；向第二联箱中加氧化剂去除亚硫酸根离子，再加入高效脱硫剂除去硫酸根离子，产生的沉淀物输送至石膏脱水系统，上清液进入第三联箱；c、第三联箱中加入中和剂，PH值调节至7.0～7.5，然后通过输水系统输送至超声雾化系统；d、从第三联箱输送过来的冷凝水进入超声雾化系统，通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温烟气脱汞装置，其特征在于：包括节水冷凝器(4)、三联水箱(5)、加药系统、超声雾化系统，节水冷凝器(4)嵌入安装在排烟管道(3)中，节水冷凝器(4)的出水口连接三联水箱(5)，三联水箱(5)连接加药系统，三联水箱(5)的出水口连接超声雾化系统，超声雾化系统设置在省煤器(1)上方的锅炉烟道(10)中，烟气经省煤器(1)、超声雾化系统后依次进入脱硝装置(2)、除尘设备、脱硫设备，脱硫设备的净烟气排气口连接排烟管道(3)。

【技术特征摘要】
1.一种高温烟气脱汞装置，其特征在于：包括节水冷凝器(4)、三联水箱(5)、加药系统、超声雾化系统，节水冷凝器(4)嵌入安装在排烟管道(3)中，节水冷凝器(4)的出水口连接三联水箱(5)，三联水箱(5)连接加药系统，三联水箱(5)的出水口连接超声雾化系统，超声雾化系统设置在省煤器(1)上方的锅炉烟道(10)中，烟气经省煤器(1)、超声雾化系统后依次进入脱硝装置(2)、除尘设备、脱硫设备，脱硫设备的净烟气排气口连接排烟管道(3)。2.如权利要求1所述的一种高温烟气脱汞装置，其特征是：所述装置还包括回用系统、输水系统，回用系统连接三联水箱(5)与脱硫设备的脱硫工艺水系统、石膏脱水系统，输水系统为上述所有设备之间的输水管路。3.如权利要求1所述的一种高温烟气脱汞装置，其特征是：所述三联水箱(5)包括第一联箱(5-1)、第二联箱(5-2)、第三联箱(5-3)，第一联箱(5-1)与第二联箱(5-2)之间、第二联箱(5-2)与第三联箱(5-3)之间都设置有潜水泵(5-4)，节水冷凝器(4)的出水口通过冷凝水收集装置(4-1)连接第一联箱(5-1)，第一联箱(5-1)的底部通过回用系统连接脱硫设备的脱硫工艺水系统中；第二联箱(5-2)的底部通过回用系统连接石膏脱水系统，第三联箱(5-3)通过输水泵(7)连接超声雾化系统。4.如权利要求3所述的一种高温烟气脱汞装置，其特征是：所述加药系统包括：SO2在线监测仪(6-9)、逻辑反馈系统a(6-4)、氧化剂药箱(6-1)、硫酸根离子检测仪(6-7)、逻辑反馈系统b(6-5)、高效脱硫剂药箱(6-2)、PH计(6-8)、逻辑控制系统(6-6)、中和剂药箱(6-3)，SO2在线监测仪(6-9)安装在排烟管道(3)中，SO2在线监测仪(6-9)的数据发送端口连接逻辑反馈系统a(6-4)的数据接收端口，氧化剂药箱(6-1)的加药口连接第二联箱(5-2)，逻辑反馈系统a(6-4)连接氧化剂药箱(6-1)的加药控制端口，硫酸根离子检测仪(6-7)、PH计(6-8)安装在第三联箱(5-3)中，硫酸根离子检测仪(6-7)的数据发送端口连接逻辑反馈系统b(6-5)的数据接收端口，高效脱硫剂药箱(6-2)的加药口连接第二联箱(5-2)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宜立，苏秀凤，周敏，
申请(专利权)人：山东奥特高科环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37