一种烟气中硫、汞、硝联合脱除装置及其脱除方法制造方法及图纸

一种烟气中硫、汞、硝联合脱除装置及其脱除方法，该装置包括置于塔体下层的脱硫系统、置于塔体上层的汞和硝联合脱除系统、和脱硫系统底部相连接的离子汞回收系统、和汞和硝联合脱除系统相连接的单质汞回收系统以及和单质汞回收系统相连接的氧化剂再生系统；其脱除方法：包括烟气净化、汞原子回收以及氯原子循环利用；本发明专利技术脱除装置及其脱除方法具有结构精简、集成度高、运行费用低、物料循环再生利用以及副产品可回收利用的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于烟气净化
，具体涉及。
技术介绍
硫、汞、硝是电站锅炉烟气中的主要污染物。硫和硝形成酸雨，汞则是剧毒的重金属元素。这些污染物带来的环境和健康问题正日益影响国民经济的可持续发展和人类自身的健康。目前主流的脱硫技术是石灰石石膏湿法烟气脱硫(WFGD)，其技术成熟、脱除效率高、工艺可靠，是世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方法；其脱硫剂浆液还能吸收烟气中 的Hg2+ (g)和NO2，但是不吸收NO和Hg° (g)，因此远远达不到NOx和Hg的控制要求。现阶段的主要脱硝手段是选择性催化还原法(SCR)，虽然脱除效率高，但是运行成本也极高。烟气中的汞元素以气态汞单质Hg°(g)、气态汞离子Hg2+(g)为主，同时含有少量吸附在飞灰颗粒上的固态汞盐Hg(p);大部分Hg(p)在除尘器中随着飞灰的被捕集而除去，部分Hg°(g)在SCR装置中被氧化成Hg2+(g)，后者与烟气中原来就有的Hg2+(g) —起在WFGD装置中溶于水脱除，但总体看来脱汞效率是不令人满意的，问题主要集中在不溶于水的Hg°(g)脱除上；汞的排放之前一直被忽视，所以并没有应用于实际项目中的脱汞案例；随着环保标准日渐严格，最新出台并于2012年I月I日开始实施的《火电厂大气污染物排放标准》中，对汞排放的浓度进行了限制，因此研发一种高效率低成本的脱汞方案迫在眉睫，而目前这方面的研究尚处在理论阶段，不论是以喷改性活性炭或臭氧等为主的干法，还是以高锰酸钾、亚氯酸钠溶液等洗涤为主的湿法，都不能很好地同时满足高效率低成本的要求。上述几种污染物单独脱除技术，即便效率高，把它们机械地串联在一起并同时运行，势必会造成投资大幅增力口，占地面积极大，给电厂带来巨大的经济压力。申请公布号为CN101708421A的中国专利技术专利公开了一种石灰石-石膏湿法多种污染物同时脱除装置及方法，其在石灰石浆液中直接添加次氯酸盐、氯酸盐、高锰酸钾、双氧水等氧化剂，将硫、汞、硝等污染物全部氧化并截留在脱硫塔装置中。但是该技术中，因为氧化剂对于污染物的氧化不具备选择性，导致大量不需要被氧化的SO2被氧化，消耗了大量的氧化剂，大大提高了运行成本；另外对于污染物脱除的副产品，也没有进行回收利用。公布号为CN101564640A的中国专利技术专利公开了一种燃煤烟气污染物联合脱除方法及其专用净化反应器，其利用自制的改性活性炭实现对硫、汞、硝和挥发性有机污染物的联合脱除。但是作为干法洗气，该技术和湿法洗气相比，除污效率处于劣势；工艺流程复杂，成本高；对于污染物脱除的副产品，也没有提出明确的回收利用方案。授权公告号为CN201618514U的中国专利技术专利公开了一种电催化氧化联合石灰-石膏法的多种污染物同时脱出装置，其利用烟气中的水蒸气和氧气等非污染物作为自由基生成源，在电晕区域的作用下，被分解成O、0H、03、HO2等氧化性自由基，与烟气中的SO2, NOx、Hg0 (g)、多环芳烃和二噁英反应生成 SO3> H2SO4' N02、HNO3> Hg2+(g)、CO2 和 H2O,这些反应物在后续的石灰-石膏法工艺中被吸收，实现多种污染物的同时脱除。但是该技术的核心电催化尚不成熟，缺乏大规模应用的经验；经济性有待论证；工艺流程较为复杂；对于污染物脱除的副产品，没有进行回收利用。授权公告号为CN201613108U的中国专利技术专利和申请公布号为CN101745305A的中国专利技术专利分别公开了一种脱除烟气中气态多种污染物的装置和方法，其先用碱液吸收SO2，然后通过添加臭氧等强氧化剂，将NO和Hg°(g)氧化成易溶于水的高价态产物，再用碱液吸收。但是该技术选择碱液作为吸收剂，即便脱除污染物效率高，考虑到烟气中大量的CO2, SO2和NOx，成本会很高从而大大削弱该技术的经济性；对于汞元素也没有进行回收利用。由此可见，为同时满足多种污染物高效脱除和经济性要求，并实现污染物气体的资源化利用，需要一种更为简单可靠的方法
技术实现思路
为解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供，具有结构精简、集成度高、运行费用低、物料循环再生利用以及副产品可回收利用的特点。本专利技术解决问题的思路是这样的烟气中的几种污染物S02、NO、NO2, Hg2+(g)、Hg°(g)，其中NO和Hg°(g)不溶于水，需要把两者氧化成易溶于水的高价态形式除去。N03_/NO电对的氧化还原电位是0. 96V，Hg2VHg电对的氧化还原电位是0. 85V，考虑完全反应，氧化剂的标准电位应大于I. 2V，满足条件的氧化剂有高锰酸钾、次氯酸钙等。最大的困难在于，在酸性溶液中，SO4VSO32-电对的氧化还原电位为0. 93，当上述氧化剂氧化NO和Hg° (g)时，也会把SO2和浆液中的SO/—同时氧化成其最高价态，增加氧化剂的用量，降低经济性。如何解决？就需要设想一种结构将脱硫和脱汞脱硝分开进行。考虑到电厂持续运行，氧化剂耗用量和副产品产量都极大，如何能使氧化剂循环利用，如何回收各种副产品，这些都是需要处理的问题。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是一种烟气中硫、汞、硝联合脱除装置，包括置于塔体下层的脱硫系统、置于塔体上层的汞和硝联合脱除系统、和脱硫系统底部相连接的离子汞回收系统、和汞和硝联合脱除系统相连接的单质汞回收系统以及和单质汞回收系统相连接的氧化剂再生系统。所述脱硫系统包括塔体底端的脱硫剂浆液池2，和脱硫剂浆液池2相连接的第一pH值在线监测反馈调节装置18，在脱硫剂浆液池2上部的塔体侧面开有烟气入口 1，在烟气入口 I上部的塔体内设置有脱硫剂浆液喷淋管5，脱硫剂浆液池2和脱硫剂浆液喷淋管5间设置有脱硫剂浆液循环泵4-1。所述汞和硝联合脱除系统包括置于塔体上层一侧面内的氧化剂浆液槽6，和氧化剂浆液槽6相连接的第二 pH值在线监测反馈调节装置19，氧化剂浆液槽6上部对面一侧安装倾斜的氧化剂浆液回流收集板7，氧化剂浆液回流收集板7向氧化剂浆液槽6 —侧倾斜，在氧化剂浆液回流收集板7上部的塔体内设置有氧化剂浆液喷淋管8，在氧化剂浆液喷淋管8上部即塔体顶部为烟气出口 10，在烟气出口 10的出口处设置有除雾器9。所述离子汞回收系统包括沉淀分离装置16以及和沉淀分离装置16相连接的汞离子沉淀剂投料装置17。所述单质汞回收系统包括相互并联的第一电解池13和第二电解池14，第一电解池13和第二电解池14的阴极外部包覆阳离子选择性透过膜15，第一电解池13和第二电解池14 一侧面和氧化剂浆液槽6相连通，另一侧面通过氧化剂浆液循环泵4-2和氧化剂浆液喷淋管8相连通。所述氧化剂再生系统包括第一漂白粉再生池11和第二漂白粉再生池12，关于氯气输送，第一电解池13和第二电解池14分别与第一漂白粉再生池11和第二漂白粉再生池12通过氯气输送通道相连通；关于漂白粉输送，第一漂白粉再生池11和第二漂白粉再生池12分别与第二电解池14和第一电解池13通过漂白粉投放通道相连通，并且在两条漂白粉投放通道上分别设置有和第二电解池14相连接的第一在线余氯监测反馈调节装置20以及和第一电解池13相连接的第二在线余氯监测反馈调节装置21。一种烟气中硫、汞、硝联合脱除方法，包括如下步骤 步骤I :烟气净化含有SO2, NO、N02、Hg2+(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟气中硫、汞、硝联合脱除装置，其特征在于：包括置于塔体下层的脱硫系统、置于塔体上层的汞和硝联合脱除系统、和脱硫系统底部相连接的离子汞回收系统、和汞和硝联合脱除系统相连接的单质汞回收系统以及和单质汞回收系统相连接的氧化剂再生系统。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李娜，陈潞，周屈兰，常彦，张勇，胡斌，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：