富氯脱硫废水烟道喷射耦合飞灰团聚脱汞的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种富氯脱硫废水烟道喷射耦合飞灰团聚脱汞的系统及方法，烟气脱硫浆液经过反复喷淋富氯后，经过固液分离，除去石膏，获得脱硫废水；脱硫废水经过浓缩后，向其中加入钙源，溶解，然后将该脱硫废水分别喷入到空预器的上游和下游，通过促进汞单质的氧化和飞灰的团聚、吸附，促进飞灰对汞盐的吸附；吸附完成后，烟气中的飞灰通过除尘器除去。向烟气中喷入脱硫废水，其中的氯化钙不但可以促进飞灰对汞盐的吸附，而且，当烟气温度较低时，且脱硫废水中的氯化钙达到一定的浓度时，氯化钙与水的协同作用，对飞灰团聚的促进作用明显，飞灰团聚后，更有利于提高对汞的吸附效果。

The system and method of agglomerating and demercuration of fly ash in the flue of rich chlorine desulfurization wastewater

【技术实现步骤摘要】
富氯脱硫废水烟道喷射耦合飞灰团聚脱汞的系统及方法
本专利技术属于环境保护
，具体涉及一种氟氯脱硫废水烟道喷射耦合飞灰团聚脱汞的系统及方法。主要适用于石灰石-石膏法脱硫燃煤电厂烟气中汞元素的氧化和吸附，同时利用飞灰的凝聚和载氯改性，实现汞元素的深度固定和简单脱除。
技术介绍
公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。汞是一种微量金属元素，由于其剧毒性、易挥发性和生物积累性，对人类健康和生态环境的威胁越来越受到重视。每年约有1000t的人为汞排放到大气中，燃煤电厂是最大的人为汞排放源，燃煤汞的排放控制成为环保研究者工作的重点之一。煤炭是我国的主要能源供给者，也使我国成为最大的人为汞排放国之一。在2011年，我国首次提出了燃煤电厂汞的控制排放量为0.03mg/m3。汞排放量大和严格的排放标准，使得我国汞减排将面临巨大的挑战。汞在烟气中有三种存在形式：元素汞(Hg0)，氧化汞(Hg2+)和颗粒态汞(Hgp)。氧化汞(Hg2+)和颗粒态汞(Hgp)均可被现有的烟气处理单元捕获，但元素汞(Hg0)因其高挥发性和低水溶性，不能够被现有烟气处理单元所消除。目前，针对烟气中元素汞(Hg0)控制主要有两种途径：氧化吸收法和喷射吸附法剂法。中国专利CN106975331A(2017)介绍了一种烟气催化协同脱汞的方法，催化剂以Al2O3或TiO2为载体，Mn或Co的氧化物或Mn-Co混合氧化物为活性组分，元素汞被氧化后被吸附剂捕获并在除尘器中脱除。中国专利CN105983297B(2019)公开了一种燃煤电站飞灰吸附剂一体化改性及喷射脱汞的系统，利用飞灰为吸附剂，通过在线改性后进一步喷射以达到烟气脱汞的目的。寻求一种经济高效的吸附剂也是降低燃煤电站脱汞成本的重要途径之一。如中国专利CN103084145A公开了一种用于烟气脱汞的铁氯改性活性炭吸附剂，具有较高的脱汞效率，而且制备方法简单；中国专利CN108636350A公开了一种适用于燃煤烟气的脱汞吸附剂，利用等离子体处理方法强化硫或氯离子在活性炭上生成C-S或C-Cl键，具有较高的脱汞效率；中国专利CN109261131A公开了一种锰氧化物-淀粉改性膨润土烟气脱汞吸附剂，通过添加活性组分对非炭基材料进行改性，以提升天然矿物材料的脱汞性能。然而，以上所述脱汞专利均存在着以下问题：(1)操作工序繁琐，经济性较差；(2)吸附剂的制备过程复杂，脱汞性能不稳定，且制备过程中衍生新的环境问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的是提供一种富氯脱硫废水烟道喷射耦合飞灰团聚脱汞的系统及方法。在不增加额外的脱汞吸附剂或汞氧化剂的情况下，利用脱硫废水中的氯离子和烟气中的飞灰来达到脱汞的目的。不仅可以降低脱汞工艺的复杂操作，还减少脱硫废水的排放，达到以废治废的效果。为了解决以上技术问题，本专利技术的技术方案为：富氯脱硫废水烟道喷射耦合飞灰团聚脱汞的系统，包括烟气处理系统和调质喷淋系统，其中，所述烟气处理系统包括依次连接的锅炉、空预器、除尘器和脱硫塔；所述调质喷淋系统包括依次连接的脱水装置、浓缩装置和调质装置，脱水装置与所述脱硫塔的塔釜连接，用于将脱硫废水进行固液分离；调质装置与钙源连接，钙源为氧化钙或氢氧化钙；调质装置通过管道分别与设置在所述空预器上游和下游的喷头连接。脱硫塔中喷淋脱硫过程中，喷淋液中会汇集大量的氯元素，通过浓缩和调质过程，使氯元素以氯化钙的形式存在，且氯元素的浓度达到较高水平。在空预器上游的高温区域，氯化钙在脱硫废水形成的潮湿环境中容易发生水解反应，生成HCl，以促进对汞单质的氧化。专利技术人经过反复试验发现，向烟气中喷入脱硫废水，其中的氯化钙不但可以促进飞灰对汞盐的吸附，而且，当烟气温度较低时，且脱硫废水中的氯化钙达到一定的浓度时，氯化钙与水的协同作用，对飞灰团聚的促进作用明显，飞灰团聚后，更有利于提高对汞的吸附效果。所以，喷射到空预器上游的脱硫废水主要起到汞单质氧化的作用，将汞单质氧化成汞盐，喷射到空预器下游的脱硫废水在较低的烟气环境中，促进飞灰的团聚，同时提高飞灰对汞盐的吸附作用，以提高对烟气中汞的吸附效果。同时，飞灰经过团聚后，更容易被除尘器除去，提高烟气的净化效果。在一些实施例中，所述浓缩装置为反渗透膜装置或者多效蒸发装置。浓缩得到的高盐脱硫废水用于下一步的喷淋脱汞，得到的低盐脱硫废水循环回脱硫塔中，用于烟气脱硫。在一些实施例中，所述调质装置为带有搅拌器的储罐。可以向储罐中投放试剂。在一些实施例中，空预器下游的喷头与除尘器的直管段之间的距离在10m以上。在一些实施例中，喷雾装置由数根液体喷射管和雾化喷嘴构成，同时使用压缩空气强化雾化效果，喷雾装置开启数量可根据烟气工况自由调节。具体的，喷嘴为美国BETE喷嘴。富氯脱硫废水烟道喷射耦合飞灰团聚脱汞的方法，包括如下步骤：烟气脱硫浆液经过反复喷淋富氯后，经过固液分离，除去石膏，获得脱硫废水；脱硫废水经过浓缩后，向其中加入钙源，溶解，然后将该脱硫废水分别喷入到空预器的上游和下游，通过促进汞单质的氧化和飞灰的团聚、吸附，促进飞灰对汞盐的吸附；吸附完成后，烟气中的飞灰通过除尘器除去。在一些实施例中，经过调质后的脱硫废水中氯离子的浓度大于或等于20g/L。专利技术人经过试验发现，当脱硫废水中氯离子的浓度不小于20g/L时，对飞灰团聚的促进作用较好，且在较高温度时，对汞的氧化效果较好。在一些实施例中，空预器上游烟道中的烟气温度为200-350℃，空预器下游烟道中的烟气温度为120-200℃。进一步的，空预器下游烟道中的烟气温度为140-160℃。在一些实施例中，在空预器上游，脱硫废水的喷入量为0.01-0.03L/(m3烟气)。在一些实施例中，在空预器下游，脱硫废水的喷入量为0.02-0.05L/(m3烟气)。在一些实施例中，所述脱硫废水的pH值大于或等于8。本专利技术的有益效果是：本专利技术中，将脱硫废水分别在空预器的上游和下游进行喷淋，具有以下好处：充分利用氯元素对汞的强氧化性和脱硫废水中氯元素富集特点，以废治废达到烟气中脱汞目的；营造富氯吸湿(高温条件下烟气流量大，氯化钙团聚属于吸湿特性，在吸湿的过程中将氯离子固定)的环境，在线改性飞灰载氯且发生凝聚，利用载氯飞灰对汞进行氧化和吸附，无需额外的吸附剂，节约了吸附剂制备及改性成本；充分利用高温促进氯对Hg0的氧化能力和低温脱硫废水中的CaCl2促进飞灰团聚的作用；有利于提高除尘器的工作效率，降低湿法脱硫的耗水量；工艺简单，操作方便，系统运行稳定，脱汞效率高等优点，具有良好的工业应用前景。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1为本专利技术飞灰负载氯化钙在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.富氯脱硫废水烟道喷射耦合飞灰团聚脱汞的系统，其特征在于：包括烟气处理系统和调质喷淋系统，其中，所述烟气处理系统包括依次连接的锅炉、空预器、除尘器和脱硫塔；/n所述调质喷淋系统包括依次连接的脱水装置、浓缩装置和调质装置，脱水装置与所述脱硫塔的塔釜连接，用于将脱硫废水进行固液分离；/n调质装置与钙源连接，钙源为氧化钙或氢氧化钙；/n调质装置通过管道分别与设置在所述空预器上游和下游的喷头连接。/n

【技术特征摘要】
1.富氯脱硫废水烟道喷射耦合飞灰团聚脱汞的系统，其特征在于：包括烟气处理系统和调质喷淋系统，其中，所述烟气处理系统包括依次连接的锅炉、空预器、除尘器和脱硫塔；
所述调质喷淋系统包括依次连接的脱水装置、浓缩装置和调质装置，脱水装置与所述脱硫塔的塔釜连接，用于将脱硫废水进行固液分离；
调质装置与钙源连接，钙源为氧化钙或氢氧化钙；
调质装置通过管道分别与设置在所述空预器上游和下游的喷头连接。


2.根据权利要求1所述的富氯脱硫废水烟道喷射耦合飞灰团聚脱汞的系统，其特征在于：所述浓缩装置为反渗透膜装置或者多效蒸发装置。


3.根据权利要求1所述的富氯脱硫废水烟道喷射耦合飞灰团聚脱汞的系统，其特征在于：所述调质装置为带有搅拌器的储罐。


4.根据权利要求1所述的富氯脱硫废水烟道喷射耦合飞灰团聚脱汞的系统，其特征在于：空预器下游的喷头与除尘器的直管段之间的距离在10m以上。


5.富氯脱硫废水烟道喷射耦合飞灰团聚脱汞的方法，其特征在于：包括如下步骤：
烟气脱硫浆液经过反复喷淋富氯后，经过固液分离，除去石膏，获得脱硫废水；
脱硫废水经过浓缩后，向其中加入钙源...

【专利技术属性】
技术研发人员：董勇，张肖阳，崔琳，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37