烟气氨法协同脱硝脱硫脱汞超低排放的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种烟气氨法协同脱硝脱硫脱汞超低排放的装置，包括脱硝与汞氧化反应器、电除尘器、脱硫脱汞吸收塔和脱汞反应槽；所述电除尘器通过管道分别与所述脱硝与汞氧化反应器和脱硫脱汞吸收塔连通，所述脱硫脱汞吸收塔与脱汞反应槽通过管道连通。本发明专利技术的优点是：能得到无汞污染的硫酸铵化肥，能有效脱除烟气中的汞，将汞分离、富集出来，利于回收和无废水排放。

Device and method of ultra-low emission of flue gas ammonia method combined with denitration, desulfurization and mercury removal

The invention discloses a flue gas ammonia process collaborative denitration, desulfurization and demercuration ultra-low emission device, which comprises a denitration and mercury oxidation reactor, an electric dust remover, a desulfurization and demercuration absorption tower and a demercuration reaction tank; the electric dust remover is respectively connected with the denitration and mercury oxidation reactor and the desulfurization and demercuration absorption tower through pipes, and the desulfurization and demercuration absorption tower and demercuration reaction tank are connected through pipes. The invention has the advantages that: the ammonium sulfate chemical fertilizer without mercury pollution can be obtained, the mercury in the flue gas can be effectively removed, the mercury can be separated and enriched, and the recovery and no waste water discharge are favorable.

【技术实现步骤摘要】
烟气氨法协同脱硝脱硫脱汞超低排放的装置及方法
本专利技术属于化工
，特别是指一种烟气氨法协同脱硝脱硫脱汞超低排放的装置及方法。
技术介绍
能源是经济发展的基础，我国能源结构决定了燃煤发电是能源供应的主体，煤燃烧排放SO2、NOx、重金属汞等危害生态环境、严重危及人体健康的污染物。目前全球汞排放量的持续增加主要是人类活动造成的，各种人为污染源每年向大气排放汞的量为1900～2200t，其中以煤为燃料的火力发电和焚烧垃圾每年向大气中排放的汞达1500t，占人类向大气排放汞的70％，而亚洲排放860t为全球最高。根据统计我国燃煤大气年排放量约为200t左右，其它还有有色冶金、黑色冶金、水泥、焦化行业排放汞。为了严格控制燃煤烟气污染物排放，我国严格规定了电厂烟气的排放标准，要求达到超低排放限值，即在基准氧气含量6％的条件下，烟尘、SO2、NOx排放浓度分别不高于10、35、50mg/m3。由于汞的剧毒性，我国2011年颁布的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223—2011)增加了汞的排放标准，要求燃煤锅炉汞及其化合物排放限值为0.03mg/Nm3(30μg/Nm3)。2017年8月首个为控制和减少全球汞排放的国际公约《关于汞的水俣公约》正式生效，我国是汞的排放大国之一，治理汞是紧迫的任务。针对不同的燃煤、不同的工况需要有不同的控制强度和治理措施，不同地区、不同煤矿的煤汞含量不同，相差很大，我国绝大多数矿区煤中汞含量为0.01～1mg/kg，统计的平均值约为0.22mg/kg，也有个别地方矿区汞最高为100mg/kg。燃煤汞排放控制技术分为燃烧前控制、燃烧中控制和燃烧后控制，燃烧前控制是通过洗选和型煤加工，燃烧中控制是通过在炉膛中通过喷射吸附剂等方式实现汞的转化和脱除，这两类方法均只转移汞污染则需要做进一步处理。煤燃烧后汞释放到烟气中，烟气集中处理脱汞更完全，大多数燃煤汞排放为燃烧烟气控制技术，但是国内尚未实现大规模应用。燃煤烟气汞的控制方法是基于烟气中的汞有3种存在形态主要有单质汞Hg0、二价汞Hg2+和颗粒态汞Hgp，其中单质汞Hg0的占比例最大，针对上述特点可以应用不同的方法处理烟气汞：①吸附剂脱汞技术，利用活性炭、钙基、黏土材料等非炭基吸附剂改性后脱除烟气中的汞，但是吸附剂的再生存在问题，因而成本高，吸附剂抛弃造成二次污染；②利用吸收方法，首先要解决单质Hg0的不溶问题，利用燃煤工厂现有脱硝脱硫装置，开发研究Hg0氧化为二价汞Hg2+的技术，则可以通过后续湿法脱硫系统脱除二价汞Hg2+，这在装置设置、技术经济上更为合理。单质Hg0的氧化方法很多，通过现有脱硝装置，在一定的控制条件下，脱硝催化剂能提高单质Hg0的氧化性，从而使得原有的烟气脱硝脱硫脱汞协同控制成为技术经济可行的技术。利用这一工艺除了解决单质Hg0的氧化问题，被吸收后的Hg0转入溶液或产品，如对于石灰石—石膏法Hg转入石膏中，无论是钙法还是氨法均存在烟气进入吸收液后Hg2+被SO32－、HSO32－还原为单质Hg0从而降低了Hg0的脱除效率，还涉及废水处理等问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种烟气氨法协同脱硝脱硫脱汞超低排放的装置。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：一种烟气氨法协同脱硝脱硫脱汞超低排放的装置，包括脱硝与汞氧化反应器、电除尘器、脱硫脱汞吸收塔和脱汞反应槽；所述电除尘器通过管道分别与所述脱硝与汞氧化反应器和脱硫脱汞吸收塔连通，所述脱硫脱汞吸收塔与脱汞反应槽通过管道连通。作为优选，按照烟气流动方向所述脱硝与汞氧化反应器内依次设置有反应器Ⅰ段、反应器Ⅱ段和反应器Ⅲ段；按照烟气流动方向所述脱硫脱汞吸收塔内依次设置有烟气脱汞段、SO2吸收段和超级除雾器；所述烟气脱汞段通过第一循环泵与设置于所述烟气脱汞段内的喷淋器管道连通。作为优选，还包括吸收液循环槽；所述吸收液循环槽内通过带孔隔板分隔为亚盐氧化槽和SO2吸收液循环槽；所述亚盐氧化槽与所述烟气脱汞段管道连通；所述SO2吸收液循环槽通过第二循环泵与设置于所述SO2吸收段内的喷淋器连通；所述SO2吸收液循环槽通过管道与所述SO2吸收段和外部供应氨水的容器连通。作为优选，还包括锅炉系统；所述锅炉系统通过管道与所述反应器Ⅰ段连通。作为优选，还包括助滤剂添加槽和过滤器；所述助滤剂添加槽与所述脱汞反应槽管道连通，通过滤液输送泵与所述过滤器管道连通。本专利技术还提供了一种利用所述装置对烟气进行脱硝脱硫脱汞超低排放的方法，包括以下步骤：待处理烟气依次经过脱硝与汞氧化反应器、电除尘器和脱硫脱汞吸收塔，然后排放。煤燃烧烟气中污染组分除了有SO2和NOx外，还有微量元素氟、氯、汞、砷、铅、镉、铬等，其中氟、氯、汞等挥发元素主要以气体状态存在于锅炉排放烟气中，根据燃煤烟气的实际情况，充分利用各关联组分互相反应特点达到综合治理的效果。多数煤中含氟0.005～0.1％(50～1000mg/kg)，煤含氯≤0.05％(500mg/kg)，少数煤中氯含量为0.05～0.15％(500～1500mg/kg)，个别高灰粉煤中含氯可达0.47％(4700mg/kg)，F、Cl都是活跃的卤族元素，在高温燃烧的状态下氟、氯主要以HF、HCl、Cl2等形态存在，烟气中卤族元素对汞有至关重要的氧化能力，催化氧化的反应温度大部分在150～300℃之间。本专利按照煤中汞平均值为0.22mg/kg，含氟、氯平均含量均为0.015％(150mg/kg)，则(F—+Cl—)：Hg＝1364：1，按F—+Cl—在煤中平均含量为0.025％(250mg/kg)，则(F—+Cl—)：Hg＝2272：1。本项专利技术中脱硝氧化汞装置按2+1分段设置分别为反应器Ⅰ段、反应器Ⅱ段和反应器Ⅲ段，脱硝氧化汞的催化剂为常规的V2O5/TiO2催化剂，其主要作用是避免因催化剂局部阻塞使得气体分布不均匀，以及提高汞的氧化能力。烟气进入所述反应器Ⅰ段和反应器Ⅱ段，这两段按正常脱硝工艺条件操作，在反应器Ⅰ段的进口处加入NH3把NOx催化还原为N2，脱硝的还原反应温度为450→300℃，这两段中由于烟气温度高于300℃对零价汞氧化率低，而且其中含有还原剂NH3对氧化Hg0有抑制作用，在反应器Ⅰ段和反应器Ⅱ段中主要的还原反应：4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O，4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O。在所述反应器Ⅲ段与上两段间隔空间增加停留时间0.5s，反应温度为250→200℃，利用SCR脱硝催化剂的催化作用，烟气中的O2、F、Cl把Hg0氧化为HgCl2、HgF2，氧化率＞90％。其对汞氧化的能力随着卤族元素含量的增加而增强，反应器Ⅰ段和反应器Ⅱ段脱硝过程中基本消耗完NH3，在反应器Ⅲ段中NH3的抑制作用较小，增加停留时间、降低的反应温度和较小的抑制作用有利于提高零价汞的氧化率，在反应器Ⅲ段中零价汞的氧化反应：Hg0+e2+→Hg2+。脱硝、氧化汞后的烟气进入电除尘器去除粉尘，粉尘中吸附作用带走了＝约5％～10％的HgT，HgT＝Hg0+Hg2++Hgp，总汞＝零价汞+二价汞+颗粒态汞。作为优选，烟气进入所述脱硫脱汞吸收塔的硫酸铵溶液喷淋段，同时也是吸收二价Hg2+的脱汞段，利用来自于氧化槽的硫酸铵溶液喷淋烟气，烟气温度由1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烟气氨法协同脱硝脱硫脱汞超低排放的装置，其特征在于，包括脱硝与汞氧化反应器(2)、电除尘器(3)、脱硫脱汞吸收塔(4)和脱汞反应槽(6)；所述电除尘器(3)通过管道分别与所述脱硝与汞氧化反应器(2)和脱硫脱汞吸收塔(4)连通，所述脱硫脱汞吸收塔(4)与脱汞反应槽(6)通过管道连通。

【技术特征摘要】
1.一种烟气氨法协同脱硝脱硫脱汞超低排放的装置，其特征在于，包括脱硝与汞氧化反应器(2)、电除尘器(3)、脱硫脱汞吸收塔(4)和脱汞反应槽(6)；所述电除尘器(3)通过管道分别与所述脱硝与汞氧化反应器(2)和脱硫脱汞吸收塔(4)连通，所述脱硫脱汞吸收塔(4)与脱汞反应槽(6)通过管道连通。2.根据权利要求1所述的烟气氨法协同脱硝脱硫脱汞超低排放的装置，其特征在于，按照烟气流动方向所述脱硝与汞氧化反应器(2)内依次设置有反应器Ⅰ段(21)、反应器Ⅱ段(22)和反应器Ⅲ段(23)；按照烟气流动方向所述脱硫脱汞吸收塔(4)内依次设置有烟气脱汞段(41)、SO2吸收段(42)和超级除雾器(43)；所述烟气脱汞段(41)通过第一循环泵(44)与设置于所述烟气脱汞段(41)内的喷淋器管道连通。3.根据权利要求2所述的烟气氨法协同脱硝脱硫脱汞超低排放的装置，其特征在于，还包括吸收液循环槽(5)；所述吸收液循环槽(5)内通过带孔隔板分隔为亚盐氧化槽(51)和SO2吸收液循环槽(52)；所述亚盐氧化槽(51)与所述烟气脱汞段(41)管道连通；所述SO2吸收液循环槽(52)通过第二循环泵(53)与设置于所述SO2吸收段(42)内的喷淋器连通；所述SO2吸收液循环槽(52)通过管道与所述SO2吸收段(42)和外部供应氨水的容器连通。4.根据权利要求2所述的烟气氨法协同脱硝脱硫脱汞超低排放的装置，其特征在于，还包括锅炉系统(1)；所述锅炉系统(1)通过管道与所述反应器Ⅰ段(21)连通。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾子平，刘应隆，夏仁江，叶智青，杨川，雷朝快，李乔丽，
申请(专利权)人：亚太环保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53