一种协同脱除烟气中Hg制造技术

本发明专利技术公开了一种协同脱除烟气中Hg

【技术实现步骤摘要】
一种协同脱除烟气中Hg0和废液中Hg2+的方法
本专利技术属于环境污染防治净化
，具体涉及一种协同脱除烟气中Hg0和废液中Hg2+的方法。
技术介绍
汞是一种能对人们神经系统造成严重影响的烟气污染物。汞具有挥发性、迁移性和生物累积性，人为排放到大气中的汞，能够随着空气进行长距离传播，并通过干湿沉降回到地面，对土壤和水体造成污染。汞具有生物累计性，能够在食物链中富集，严重的危害了人们的身体健康。根据联合国环境保护属的报告估计，有超过1/5的汞排放是由煤炭燃烧所引起的，而在这其中，燃煤电厂被认为是世界上最大的人为汞排放源。在中国，由于电能主要来源于燃煤锅炉，燃煤电厂汞排放所占的比重相对更高。据估计，中国每年的汞排放量占全球汞排放量的25-40%。为限制人为汞的排放，2011年，美国环境保护属制定了第一个减少燃煤电厂烟气中汞排放的国家标准。同年7月，我国环境保护部颁布了新的火电厂空气污染物排放标准（GB13223-2011），明确规定燃煤电厂烟气中汞及其化合物的排放量应限制在0.03mg/m3以下。2016年4月28日，第十二届全国人民代表大会常务委员会第二十次会议批准通过了《关于汞的水俣公约》，公约规定，必须对燃煤电厂、燃煤工业锅炉、有色冶金等工业烟气采取措施，控制并减少烟气中汞及其化合物的排放。随着日益严格的汞排放要求，寻求一种经济、高效、环保的烟气汞处理技术已迫在眉睫。汞在烟气中具有3种存在方式，分别是：单质汞（Hg0）、氧化态汞（Hg2+）和颗粒态汞（Hgp）。其中颗粒态汞（Hgp）和氧化态汞（Hg2+）可以分别利用除尘器和湿式脱硫装置高效去除，而单质汞（Hg0）因其极易挥发且不溶于水，很难利用现有的烟气处理装置直接去除。因此，当今治理烟气中汞污染的难题就在于如何高效的脱除烟气中的单质汞。活性炭喷射（ACI）技术是目前最成熟的烟气汞处理技术，该技术将活性炭在除尘装置之前喷入烟道，活性炭与烟气接触，然后，吸附了汞的活性炭通过除尘装置去除。该技术的本质是将烟气中难以去除的单质汞（Hg0）转化为易去除的颗粒态汞（Hgp）。然而，活性炭喷射技术仍存在以下几方面的问题：（1）活性炭价格较为昂贵，消耗量大，运行成本高；（2）活性炭与烟气中飞灰一起被除尘装置去除，混入飞灰，会影响飞灰的后续使用；（3）活性炭在除尘装置之前喷入烟道，此时烟道中含有较高浓度的NOx和SO2，会对活性炭的脱汞效率产生不利的影响。
技术实现思路
为了克服活性炭喷射脱汞技术的不足，本专利技术的目的是提供一种高效、环保、经济的协同脱除烟气中Hg0和废液中Hg2+的方法。本专利技术利用金属硫化物作为脱汞吸附剂，脱汞吸附剂在烟道中与烟气发生接触，吸附烟气中的Hg0，在湿式脱硫装置或湿式除尘装置/除雾装置里与废液接触，脱除废液中的Hg2+，并于脱汞吸附剂上形成更加稳定的汞化合物硫化汞，达到协同高效脱除烟气中Hg0和废液中Hg2+的目的。本专利技术中，以FeS2为脱汞吸附剂，吸附脱除燃煤烟气中Hg0的反应过程如下：Hg0(g)+sorbentsurface→Hg0(ad)(1)2Hg0(ad)+Fe-S2→Fe-2[S·Hg](2)Fe-2[S·Hg]→Fe-[]+2HgS(s,ad)(3)Hg0(ad)+S*→HgS(s,ad)(4)本专利技术中，以CuS为脱汞吸附剂，吸附脱除燃煤烟气中Hg0的反应过程如下：Hg0(g)+Cu-S→[Hg·Cu]-S(1)[Hg·Cu]-S→Hg-S(ad)+Cu-[](2)Hg0(g)+sorbentsurface→Hg0(ad)(3)Hg0(ad)+Cu-S/S-S/Sx→Cu-[S·Hg]/S-[S·Hg]/Sx-1-[S·Hg](4)Cu-[S·Hg]/S-[S·Hg]/Sx-1-[S·Hg]→Hg-S(ad)+Cu-[]/S-[]/Sx-1-[](5)本专利技术中，以CuFeS2为脱汞吸附剂，吸附脱除燃煤烟气中Hg0的反应过程如下：Hg0(g)+Cu-Fe-S2→[Hg·Cu]-Fe-S2(1)[Hg·Cu]-Fe-S2→Hg-S(ad)+Cu-Fe-S-[](2)Hg0(g)+sorbentsurface→Hg0(ad)(3)Hg0(g)+Cu-Fe-S2/Sx→Cu-Fe-S-[Hg·S]/Sx-1-[Hg·S](4)Cu-Fe-S-[Hg·S]/Sx-1-[Hg·S]→Hg-S(ad)+Cu-Fe-S-[]/Sx-1-[](5)本专利技术中，以FeS2为脱汞吸附剂，吸附脱除燃煤废液中Hg2+的反应过程如下：FeS2+Hg2+→Fe-S-S-Hg（1）Fe-S-S-Hg→Fe(Hg)S2（2）本专利技术的技术方案具体介绍如下。本专利技术提供一种协同脱除烟气中Hg0和废液中Hg2+的方法，其利用金属硫化物作为脱汞吸附剂，在干式除尘装置前加入烟道与烟气接触，吸附脱除烟气中的Hg0；或者在湿式脱硫装置前加入烟道与烟气接触，吸附脱除烟气中Hg0，脱汞吸附剂进入脱硫浆液，吸附脱除浆液中的Hg2+；或者在湿式除尘装置/除雾装置前加入烟道与烟气接触，吸附脱除烟气中Hg0，脱汞吸附剂进入除尘液，吸附脱除除尘液中Hg2+。本专利技术中，金属硫化物选自FeS2、CuS或CuFeS2中的一种，金属硫化物的比表面积BET大于2.5m2/g，颗粒大小在10-300mesh之间。本专利技术中，金属硫化物FeS2是通过Na2S2O3·5H2O、FeSO4·7H2O、S和水混合后，195~205℃的温度下水热釜中水热反应制备得到；金属硫化物CuS是以(NH4)2S溶液、CuCl2溶液为原料直接沉淀法制备得到；金属硫化物CuFeS2是CuCl、FeCl、(NH4)2S和水混合后，195~205℃的温度下水热釜中水热反应制备得到。本专利技术中，干式除尘装置选自重力除尘器、惯性除尘器、干式电除尘器、袋式除尘器或旋风除尘器中任一种；湿式除尘装置选自水膜除尘器、泡沫除尘器、冲激式除尘器、文氏管除尘器或湿式电除尘器中任一种。本专利技术中，脱汞吸附剂以颗粒喷射的方式加入烟道与烟气发生接触，接触时间大于1s。本专利技术中，将脱汞吸附剂在干式除尘装置前加入烟道时，烟气温度在60℃-200℃之间，优选60℃-130℃之间，脱汞吸附剂与烟气接触，吸附脱除烟气中的Hg0，并在脱汞吸附剂上形成硫化汞，吸附了Hg0的脱汞吸附剂通过干式除尘装置去除，脱汞吸附剂与烟气中汞的质量比为600：1-100000:1，优选600：1-2000:1之间；将脱汞吸附剂在湿式脱硫装置前加入烟道，烟气温度在60℃-150℃之间，优选70℃-120℃之间，脱汞吸附剂与烟气接触，吸附脱除烟气中Hg0，脱汞吸附剂与烟气中汞的质量比为500:1-100000:1之间，优选600:1-2000:1之间，脱汞吸附剂进入脱硫浆液，吸附脱除脱硫浆液中的Hg2+，脱汞吸附剂与脱硫浆液中汞的质量比为150:1-100000:1之间，优选150:1-1500:1之间；将脱汞吸附剂在湿式除尘装置/除雾装置前加入烟道，烟气温度在30-100℃之间，优选50-80℃之间，脱汞吸附剂与烟气接触，吸附脱除烟气中Hg0，脱汞吸附剂与烟气中汞的质量比为300:1-100000:1之间，优选500:1-2000:1之间，脱汞吸附剂进入除尘液，吸附脱除除尘液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种协同脱除烟气中Hg0和废液中Hg2+的方法，其特征在于，其利用金属硫化物作为脱汞吸附剂，在干式除尘装置前加入烟道与烟气接触，吸附脱除烟气中的Hg0；或者在湿式脱硫装置前加入烟道与烟气接触，吸附脱除烟气中Hg0，脱汞吸附剂进入脱硫浆液，吸附脱除浆液中的Hg2+；或者在湿式除尘装置/除雾装置前加入烟道与烟气接触，吸附脱除烟气中Hg0，脱汞吸附剂进入除尘液，吸附脱除除尘液中Hg2+。

【技术特征摘要】
1.一种协同脱除烟气中Hg0和废液中Hg2+的方法，其特征在于，其利用金属硫化物作为脱汞吸附剂，在干式除尘装置前加入烟道与烟气接触，吸附脱除烟气中的Hg0；或者在湿式脱硫装置前加入烟道与烟气接触，吸附脱除烟气中Hg0，脱汞吸附剂进入脱硫浆液，吸附脱除浆液中的Hg2+；或者在湿式除尘装置/除雾装置前加入烟道与烟气接触，吸附脱除烟气中Hg0，脱汞吸附剂进入除尘液，吸附脱除除尘液中Hg2+。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，金属硫化物选自FeS2、CuS或CuFeS2中的一种，金属硫化物的比表面积BET大于2.5m2/g，颗粒大小在10-300mesh之间。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，金属硫化物FeS2是通过Na2S2O3·5H2O、FeSO4·7H2O、S和水混合后，195~205℃的温度下水热釜中水热反应制备得到；金属硫化物CuS是以(NH4)2S溶液、CuCl2溶液为原料直接沉淀法制备得到；金属硫化物CuFeS2是CuCl、FeCl、(NH4)2S和水混合后，195~205℃的温度下水热釜中水热反应制备得到。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，干式除尘装置选自重力除尘器、惯性除尘器、干式电除尘器、袋式除尘器或旋风除尘器中任一种；湿式除尘装置选自水膜除尘器、泡沫除尘器、冲激式除尘器、文氏管除尘器或湿式电除尘器中任一种。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，脱汞吸附剂以颗粒喷射的方式加入烟道与烟气发生接触，接触时间大于1s。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在干式除尘装置前的烟道加入脱汞吸附剂进行脱汞时，烟气温度为60℃-200℃；脱汞吸附剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海龙，朱文炳，杨泽群，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43