一种燃煤烟气除汞装置及其使用方法和应用与流程

本发明属于环保技术领域，涉及工业烟气除汞设备，尤其是一种燃煤烟气除汞装置及其使用方法和应用。

背景技术：

重金属元素汞是燃煤电站排放的重要的污染物之一，由于汞易挥发、剧毒、易积累、在大气中停留时间长，对人类健康和环境有明显危害，Hg及其化合物可通过呼吸道和皮肤等不同途径侵入人体，造成神经性中毒和深度组织病变，所以不及时去除烟气汞会对人类及环境造成极大危害。

燃煤中的汞排放控制可通过燃前或燃后烟气控制，由于燃前控制对燃煤中汞的去除能力有限，因此从烟气中除汞法是最主要控制途径。烟气中汞主要以颗粒态汞(Hg^p)、气态二价汞(Hg²⁺)和气态单质汞(Hg⁰)的三种形式存在，根据燃煤性质的不同，Hg⁰可占烟气中总汞的20％～70％。单质汞可进行长达几万公里传输且在大气中存留时间长，可造成全球范围的长久性污染；气体状态的Hg²⁺可扩散到几十至几百公里，溶于水并随降雨降雪降至地面造成污染。

目前，燃后脱汞技术主要有两种方式，一是通过在烟气中喷入吸收剂脱汞；二是通过改进现有的烟气治理设备，使其也具有脱汞性能，从而实现脱硫脱氮除汞一体化应用。常见的吸附剂吸附汞主要有：(1)在烟气中喷入活性炭，汞脱除率可达96％，但活性炭的吸附受二氧化碳影响、改性活性炭价格昂贵，运行成本高。(2)燃煤产生的飞灰能吸附烟气中汞单质，但吸附后的汞难以处理，汞的缓慢挥发会造成二次污染。(3)其他类吸附剂如蛭石、硅藻土等，廉价易得，吸附容量大，处理效果好，无二次污染，在烟气除汞方面具有良好的应用前景，但由于正处于试验阶段，很难实现产业化。若借助于湿法烟气系统除汞，所增加运行成本不到活性炭吸附除汞运行成本的20％。但是，现有湿法脱硫系统因烟气中单质汞难溶于水，当烟气中的汞多以单质汞形式存在时，该法的除汞效率并不高。因此，亟需一种新的除汞设备。

通过检索，尚未发现与本发明专利申请相关的专利公开文献。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种燃煤烟气除汞装置及其使用方法和应用，该装置操作简便、除汞效率高、经济环保，可广泛应用于燃煤烟气汞的脱除。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种燃煤烟气除汞装置，所述装置包括烟气排入系统，汞吸附/释放装置、再生气系统、烟气排出系统和回收系统，所述烟气排入系统的输出端与汞吸附/释放装置的输入端相连接设置，所述再生气系统的输出端也与汞吸附/释放装置的输入端相连接设置，所述汞吸附/释放装置的输出端与烟气排出系统的输入端相连接设置，所述回收系统的输入端也与汞吸附/释放装置的输出端相连接设置；

所述汞吸附/释放装置能够吸附、释放汞元素，所述再生气系统能够产生再生气，所述回收系统能够对汞进行回收处理，且能够排放再生气。

而且，所述汞吸附/释放装置的外形设置为方形或者圆柱形。

而且，所述烟气排入系统包括烟气入口管和第一烟道挡板；

所述汞吸附/释放装置设置为内、外双层结构，外层结构紧密设置于内层结构的外表面上，内层结构为汞吸附区，汞吸附区设置N层金属滤网，外层结构设置为温控装置；

所述再生气系统包括空气压缩机和第三挡板；

所述烟气排出系统包括第二烟道挡板和烟气出口管；

所述回收系统包括第四挡板、余热回收系统和汞回收系统；

所述烟气入口管的出气端穿过外层结构与内层结构的输入端相连通设置，在烟气入口管的进气端与内层结构的输入端之间的烟气入口管上设置第一烟道挡板，该第一烟道挡板能够打开与关闭烟气入口管，打开时则进气，关闭时则停止进气；所述空气压缩机的进气端输入空气，该空气压缩机的出气端与第一烟道挡板、内层结构的输入端之间的烟气入口管相连通设置，所述空气压缩机的出气端与烟气入口管之间设置第三挡板，该第三挡板能够打开或切断空气压缩机、烟气入口管之间的连接；

所述烟气出口管的进气端穿过外层结构与内层结构的输出端相连通设置，在烟气出口管的出气端与内层结构的输出端之间的烟气出口管上设置第二烟道挡板，该第二烟道挡板能够打开与关闭烟气出口管，打开时则出气，关闭时则停止出气；

所述余热回收系统的输入端与第二烟道挡板、内层结构的输出端之间的烟气出口管相连通设置，所述余热回收系统的输入端与烟气出口管之间设置第四挡板，该第四挡板能够打开或切断余热回收系统、烟气出口管之间的连接，所述余热回收系统的输出端与汞回收系统相连接设置。

而且，所述金属滤网的外表面紧密设置金、锂、钠、铷、铯、钡、钕、镓、铊中的一种或两种以上元素混合物的涂层，倾斜角度为30°～90°，孔径为0.1～0.5mm，所述N大于等于1。

而且，所述温控装置的控温范围为0℃～500℃。

而且，所述汞回收系统为冷阱或汞反应装置。

一种如上所述的燃煤烟气除汞装置的使用方法，其特征在于：步骤如下：

汞吸附：将汞吸附/释放装置的温控装置的温度设置为20℃～60℃之间，第一烟道挡板和第二烟道挡板均打开，第三挡板、第四挡板均关闭，烟气由烟气入口管进入，经过汞吸附/释放装置的汞吸附区的金属滤网，反应时间3～10s，利用汞齐原理，烟气中汞元素被吸附，从烟气中去除，烟气经烟气出口管排出；

汞释放回收及汞吸附/释放装置再生：当汞吸附/释放装置吸附汞1～2个月，金属滤网的吸附饱和度达到70％～90％，将吸附/释放装置的温控装置加热温度至100℃～300℃之间，第一烟道挡板和第二烟道挡板均关闭，第三挡板和第四挡板均打开，空气压缩机引压力100～500Pa，风速3～10m/s的再生气，经过汞吸附/释放装置的汞吸附区，金属滤网吸附的汞在高温下蒸发释放，随再生气排出进入余热回收装置，然后再进入汞回收装置，将汞回收处理，再生气排放；同时，金属滤网再生，可重复使用。

如上所述的燃煤烟气除汞装置在燃煤烟气中汞的脱除方面的应用。

本发明取得的优点和积极效果是：

1、本发明装置设置了烟气排入系统，汞吸附/释放装置、再生气系统、烟气排出系统和回收系统，汞吸附/释放装置能够吸附、释放汞元素，再生气系统能够产生再生气，回收系统能够对汞进行回收处理，且能够排放再生气，该装置利用汞齐原理对烟气中的汞进行吸附、释放，使汞吸附/释放装置再利用，汞元素进行回收或处理，该装置使用简便，操作便利，运行方便，同时其较好地解决了烟气中除汞的问题，除汞效率高、彻底，环保效果显著，可广泛应用于燃煤烟气汞的脱除。

2、本装置利用汞齐原理对烟气中的汞使用金属滤网进行吸附，燃煤烟气经过该装置可将汞有效地吸附在金属滤网表面并富集，然后加热将吸附在金属滤网上的汞进行释放，使汞吸附/释放装置再利用，元素汞进行回收或处理，减少污染，除汞率达到90％以上。

3、本装置的汞吸附/释放装置可再生，一次性投资，循环利用，节约了制造成本。

附图说明

图1为本发明的系统结构连接示意图；

图2为本发明的具体结构连接示意图；

具体实施方式

下面以实施方式为例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

本发明专利中未详细描述的结构、连接关系和方法，均可以理解为本领域内的公开常识。

一种燃煤烟气除汞装置，如图1所示，所述装置包括烟气排入系统12，汞吸附/释放装置13、再生气系统15、烟气排出系统14和回收系统16，所述烟气排入系统的输出端与汞吸附/释放装置的输入端相连接设置，所述再生气系统的输出端也与汞吸附/释放装置的输入端相连接设置，所述汞吸附/释放装置的输出端与烟气排出系统的输入端相连接设置，所述回收系统的输入端也与汞吸附/释放装置的输出端相连接设置；

所述汞吸附/释放装置能够吸附、释放汞元素，所述再生气系统能够产生再生气，所述回收系统能够对汞进行回收处理，且能够排放再生气。

本发明装置设置了烟气排入系统，汞吸附/释放装置、再生气系统、烟气排出系统和回收系统，汞吸附/释放装置能够吸附、释放汞元素，再生气系统能够产生再生气，回收系统能够对汞进行回收处理，且能够排放再生气，该装置利用汞齐原理对烟气中的汞进行吸附、释放，使汞吸附/释放装置再利用，汞元素进行回收或处理，该装置使用简便，操作便利，运行方便，同时其较好地解决了烟气中除汞的问题，除汞效率高、彻底，环保效果显著，可广泛应用于燃煤烟气汞的脱除。

在本实施例中，如图2所示，所述烟气排入系统包括烟气入口管1和第一烟道挡板2；

所述汞吸附/释放装置设置为内、外双层结构，外层结构紧密设置于内层结构的外表面上，内层结构为汞吸附区，汞吸附区设置N层金属滤网9，外层结构设置为温控装置3；

所述再生气系统包括空气压缩机11和第三挡板10；

所述烟气排出系统包括第二烟道挡板4和烟气出口管5；

所述回收系统包括第四挡板6、余热回收系统7和汞回收系统8；

所述烟气入口管的出气端穿过外层结构与内层结构的输入端相连通设置，在烟气入口管的进气端与内层结构的输入端之间的烟气入口管上设置第一烟道挡板，该第一烟道挡板能够打开与关闭烟气入口管，打开时则进气，关闭时则停止进气；所述空气压缩机的进气端输入空气，该空气压缩机的出气端与第一烟道挡板、内层结构的输入端之间的烟气入口管相连通设置，所述空气压缩机的出气端与烟气入口管之间设置第三挡板，该第三挡板能够打开或切断空气压缩机、烟气入口管之间的连接；

所述烟气出口管的进气端穿过外层结构与内层结构的输出端相连通设置，在烟气出口管的出气端与内层结构的输出端之间的烟气出口管上设置第二烟道挡板，该第二烟道挡板能够打开与关闭烟气出口管，打开时则出气，关闭时则停止出气；

所述余热回收系统的输入端与第二烟道挡板、内层结构的输出端之间的烟气出口管相连通设置，所述余热回收系统的输入端与烟气出口管之间设置第四挡板，该第四挡板能够打开或切断余热回收系统、烟气出口管之间的连接，所述余热回收系统的输出端与汞回收系统相连接设置。

本装置利用汞齐原理对烟气中的汞使用金属滤网进行吸附，燃煤烟气经过该装置可将汞有效地吸附在金属滤网表面并富集，然后加热将吸附在金属滤网上的汞进行释放，使汞吸附/释放装置再利用，元素汞进行回收或处理，减少污染，除汞率达到90％以上。

本装置的汞吸附/释放装置可再生，一次性投资，循环利用，节约了制造成本。

在本实施例中，所述汞吸附/释放装置的外形设置为方形或者圆柱形；

或者，所述金属滤网的外表面紧密设置金、锂、钠、铷、铯、钡、钕、镓、铊中的一种或两种以上元素混合物的涂层，倾斜角度为30°～90°，孔径为0.1～0.5mm，所述N大于等于1；

或者，所述温控装置的控温范围为0℃～500℃；

或者，所述汞回收系统为冷阱或汞反应装置。

本燃煤烟气除汞装置可广泛应用于燃煤烟气中汞的脱除中。

本发明燃煤烟气除汞装置的工作原理为：

汞吸附：汞吸附/释放装置的温度设置为20℃～60℃之间，第一烟道挡板和第二烟道挡板均打开，第三挡板、第四挡板均关闭，烟气由烟气入口管进入，经过汞吸附/释放装置的吸附区金属滤网，反应时间3～10s，利用汞齐原理，烟气中汞元素被吸附，从烟气中去除，烟气经烟气出口管排出。

汞释放回收及汞吸附/释放装置再生：当汞吸附/释放装置吸附汞1～2个月，金属滤网的吸附饱和度达到70％～90％，将吸附/释放装置加热温度至100℃～300℃之间，第一烟道挡板和第二烟道挡板均关闭，第三挡板和第四挡板均打开，空气压缩机引压力100～500Pa，风速3～10m/s的再生气，经过汞吸附/释放装置的吸附区，金属滤网吸附的汞在高温下蒸发释放，随再生气排出进入余热回收装置，然后再进入汞回收装置，将汞回收处理，再生气排放。同时，金属滤网再生，可重复使用。