专利名称：一种脱除燃煤烟气易挥发痕量元素的装置的制作方法
技术领域：
一种脱除燃煤烟气易挥发痕量元素的装置技术领域[0001]本实用新型涉及燃煤电站烟气的净化技术领域，具体涉及一种脱除燃煤烟气易挥发痕量元素的装置。
背景技术：
[0002]煤中除了含有C，H，0，N，S等主要元素之外 ，还含有汞(Hg)、砷(As)、硒(Se)、铅 (Pb)等很多种有毒痕量元素，这些痕量元素燃烧的过程中会以各种形式释放出来，最终以三种方式排放到环境中气态排放、富集于飞灰颗粒上排放、富集在底灰中排放。痕量元素及其化合物的排放会对包括大气、水以及土壤在内的生态环境造成污染，继而危害到人类的身体健康。[0003]Hg、As、Se因其在煤中的物理化学特性，是挥发性较强的有毒物质，As作为煤中主要的微量元素之一，煤燃烧时大部分As形成剧毒的As2O3 (砒霜)和As2O5，并以化合物形式侵入到大气环境中，另一部分残留在灰渣和飞灰中。煤燃烧过程中，Se主要以SeO2等形式释放。SeO2溶于水后形成亚硒酸盐和硒酸盐，毒性将增大。人体急性接触到这些高浓度的硒化合物，会发生急性硒中毒。硒在人体内长期积累还可引起慢性中毒，出现各种全身症状。[0004]煤中易挥发的痕量元素如汞、硒、砷元素，它们在通过锅炉受热面时大部分以气态形式存在，并且汞、硒、砷的毒性很大，所以对煤燃烧而言，汞、硒、砷的污染问题引起人们的广泛关注，它们在煤燃烧过程中全部或部分挥发，并且很难被除尘设备所捕获，而是从烟囱随烟气直接排放进入大气环境。[0005]现有针对燃煤烟气痕量元素脱除的技术主要集中在汞的脱除，很少涉及到其它易挥发痕量元素的脱除，脱除汞的技术有活性炭吸附法和氧化法+湿法脱硫法。专利 200810246332. 2和专利分别公开了一种采用赋硫活性炭和赋溴活性炭进行烟气脱汞的方法，采用在燃煤锅炉尾部烟道喷入用硫化物或溴化物改性的吸附剂活性炭，从而提高吸附剂对汞的氧化和吸附性能，吸附有汞的吸附剂随烟气中的粉尘一起在除尘装置被除去。该方法的缺点在于改性的活性炭吸附剂价格高，而且无法循环利用，造成脱汞装置的运行维护成本很高。专利200680055665. 6和200610148739. 2公布了利用氧化锰等具有氧化能力的脱硝催化剂使零价汞氧化为易溶于水的二价汞化合物，联合后续的湿法脱硫系统，实现脱除烟气中痕量元素汞的目的。该方法的缺点是二价汞的化合物溶于脱硫系统的废水及石膏中，随着废水和石膏的排放或利用，很容易排放到土壤及地下水系统，造成二次污染，存在较大的安全隐患。因此，开发经济高效的燃煤烟气易挥发痕量元素脱除技术成为一个需要解决的关键技术问题。实用新型内容[0006]为解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种脱除燃煤烟气易挥发痕量元素的装置，采用本实用新型装置，吸附剂可以循环利用，系统简单、经济高效，可以同时脱除Hg、As、Se等多种易挥发痕量元素。[0007]为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是[0008]一种脱除燃煤烟气易挥发痕量元素的装置，包括流化式脱除器2，在流化式脱除器 2下端设置有烟气入口 1，流化式脱除器2的侧部和吸附剂储仓8相连通，上端和旋风分离器3相连通，旋风分离器3的上端为洁净烟气出口 4，下端为回料阀5，下部侧面为排料口 7， 回料阀5通过返料口 6和流化式脱除器2相连通，在回料阀5下端设置有回料风口。[0009]所述回料阀5是U型或L型。[0010]所述吸附剂储仓8中的吸附剂为钙基吸附剂。[0011]本实用新型的工作原理为从锅炉出来的中高温烟气首先通过烟气入口 I进入流化式脱除器2，在流化式脱除器2中，高温烟气带动从吸附剂储仓8进入流化式脱除器2中的吸附剂，使其处于流化状态，本实施例流化速度为lOm/s，以保证烟气与钙基吸附剂长时间充分接触和反应，本实施例反应温度为600°C，在此过程中，吸附剂与烟气中的汞、砷、硒等气态痕量元素发生物理化学反应，生成固态稳定的化合物，从而达到脱除易挥发痕量元素的目的；随后，烟气携带吸附剂固体颗粒一起进入旋风分离器3，烟气和吸附剂在旋风分离器3中分离后，洁净烟气经洁净烟气出口 4进入锅炉后续设备，通过旋风分离器3分离出的吸附有痕量元素的吸附剂固体颗粒下行进入回料阀5至返料口 6循环使用，回料阀5通过其下端布置定的回料风口引入回料风进行气力输送，实现吸附剂物料的回送，通过调节回料风的大小来实现阀门的开启、关闭及吸附剂流量；当吸附剂中痕量元素痕量超过一定浓度致使吸附能力下降、达不到预期吸附效果时，打开排料口 7对一定比例的吸附剂进行排放；当最初启动或流化式脱除器中吸附剂量不足时，可通过吸附剂储仓8补充新鲜吸附剂。[0012]本实用新型装置脱除易挥发痕量元素的方法与采用活性炭等其它吸附剂、催化氧化+湿法水洗等脱除Hg、As、Se等易挥发痕量元素的方法相比，具有以下优点[0013]I.钙基吸附剂流化净化法脱除易挥发痕量元素根据燃煤锅炉烟气系统和易挥发痕量元素的特点，通过流化式脱除器、旋风分离器和回料器有机结合，利用钙基吸附剂与烟气中的易挥发痕量元素发生物理化学反应，从而达到脱除Hg、As、Se的目的。系统简单，投资运行成本低。[0014]2.钙基吸附剂脱除效果好、资源易于获取，价格便宜，脱除成本低。由于经过高温分解的CaO具有较大的孔隙率，该方法即可以在脱除Hg、As、Se等易挥发痕量元素的同时， 还可以脱除烟气中的SO2及其它有毒痕量元素。[0015]3.吸附了痕量元素的钙基吸附剂通过旋风分离器实现与气体的分离，洁净烟气进入锅炉后续系统，吸附剂通过回料阀返回到流化式脱除器，能够循环利用。[0016]综合来看，本实用新型中的钙基固体吸附剂脱除Hg、As、Se等易挥发痕量元素装置的脱除方法具有工艺简单、投资运行成本低，能够同时脱除Hg、As、Se及其它燃煤污染物等优点，在燃煤发电领域具有广阔的应用前景。
[0017]附图为本实用新型装置结构及物料流向示意图。
具体实施方式
[0018]
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细说明。[0019]如附图所示，本实用新型一种脱除燃煤烟气易挥发痕量元素的装置，包括流化式脱除器2，在流化式脱除器2下端设置有烟气入口 1，流化式脱除器2的侧部和吸附剂储仓 8相连通，上端和旋风分离器3相连通，旋风分离器3的上端为洁净烟气出口 4，下端为回料阀5，下部侧面为排料口 7，回料阀5通过返料口 6和流化式脱除器2相连通，在回料阀5下端设置有回料风口。[0020]优选的，所述回料阀5是U型或L型，以阻止烟气的反串。[0021]本方法采用的吸附剂为钙基吸附剂，可以为CaO、Ca(OH)2、电石渣中的一种或其混合物。钙基吸附剂在再沸器后的烟道内引入流化式脱除器，在烟气高温条件下经过分解反应Ca(OH)2 — CaCHH2O生成多孔CaO，然后CaO与煤燃烧过程中释放的Hg、As、Se等易挥发痕量元素及其化合物发生物理和化学反应，从而达到脱除易挥发痕量元素的目的。物理反应主要为多孔介质对痕量元素单质或化合物吸附作用。以As为例，以无机物形式或以有机物赋存与雄黄、雌黄中的砷，在煤燃烧过程中首先在氧化性气氛下，分解为As2O3。钙基吸附剂通过反应3Ca0 (s) +As2O3 (g) +O2 — Ca3 (AsO4) 2 (s)，与煤燃烧分解的产物As2O3反应，生成的 Ca3(AsO4)2以固相停留在燃煤产物中，并随飞灰被静电除尘器或布袋除尘器脱除，达到As 排放控制的目的。同样，在燃烧过程中加入氧化I丐，通过反应CaO(s)+SeO2 (g) — CaSeO3(S), 进而达到抑制煤中易挥发痕量元素Se (硒)的挥发、减少硒污染物排放的目的。
权利要求1.一种脱除燃煤烟气易挥发痕量元素的装置，其特征在于包括流化式脱除器(2)，在流化式脱除器(2)下端设置有烟气入口(1)，流化式脱除器(2)的侧部和吸附剂储仓(8)相连通，上端和旋风分离器(3)相连通，旋风分离器(3)的上端为洁净烟气出口(4)，下端为回料阀(5)，下部侧面为排料口(7)，回料阀(5)通过返料口(6)和流化式脱除器(2)相连通， 在回料阀(5 )下端设置有回料风口。
2.根据权利要求I所述的脱除燃煤烟气易挥发痕量元素的装置，其特征在于所述回料阀(5)是U型或L型。
3.根据权利要求I所述的脱除燃煤烟气易挥发痕量元素的装置，其特征在于所述吸附剂储仓(8)中的吸附剂为钙基吸附剂。
专利摘要一种脱除燃煤烟气易挥发痕量元素的装置，包括流化式脱除器，在其下端设有烟气入口，侧部和吸附剂储仓连通，上端和旋风分离器连通，旋风分离器的上端为洁净烟气出口，下端为回料阀，下部侧面为排料口，回料阀通过返料口和流化式脱除器连通，在回料阀下端设有回料风口；其脱除方法为烟气先通过烟气入口进入流化式脱除器，带动从吸附剂储仓进入的吸附剂，使其处于流化状态，然后烟气携带吸附剂颗粒进入旋风分离器中分离后，洁净烟气经洁净烟气出口进入锅炉后续设备，旋风分离器分离出的吸附有痕量元素的吸附剂颗粒下行至返料口循环使用；采用本实用新型装置及方法，吸附剂可循环利用，系统简单、经济高效，可同时脱除Hg、As、Se等多种易挥发痕量元素。
文档编号B01D45/14GK202724972SQ201220261728
公开日2013年2月13日 申请日期2012年6月4日 优先权日2012年6月4日
发明者蔡铭, 郜时旺, 许世森, 刘练波, 王金意 申请人:中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司