一种燃煤电厂烟气循环吸附剂脱汞装置及脱汞方法与流程

本发明属于燃煤电厂烟气净化技术领域，具体涉及一种燃煤电厂烟气循环吸附剂脱汞装置及脱汞方法。

背景技术：

汞是一种神经毒物，其污染具有全球性、持续性和生物累积性特征，对人类健康危害巨大。燃煤电厂是最主要的人为汞排放源，电厂烟气脱汞已成为近年来电力环保领域研究的热点。燃煤电厂烟气中汞的存在形式主要有三种：颗粒态汞Hg^p、二价汞Hg²⁺、元素汞Hg⁰，其中Hg^p和Hg²⁺易被湿法脱硫等装置有效脱除，而Hg⁰易挥发、不溶于水，难以被除去，是电厂烟气脱汞研究的重点。我国在2011年新实施的《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223-2011)中明确规定汞的排放限值是0.03mg/m³。

目前主要的脱汞方法有现有污染物控制设备协同脱汞、氧化法脱汞和吸附剂吸附脱汞，其中现有污染物控制设备协同脱汞技术利用SCR脱硝装置、除尘器和湿法脱硫的协同作用脱汞，但是脱除能力有限；氧化法脱汞是在煤燃烧前或者燃烧后的烟气中添加氧化剂，将单质汞转化成二价汞而除去，该方法对现有设备安全运行影响较大；吸附剂吸附脱汞是目前最成熟的烟气脱汞技术，其中活性炭喷射脱汞已商业应用，其方法是在空预器后的烟道中喷入活性炭，活性炭通过物理和化学作用吸附烟气中的汞，将单质汞转化成二价汞或者颗粒汞而除去，该方法为了保证较高的脱汞效率，必须喷射大量的活性炭，高昂的成本不仅限制活性炭喷射脱汞技术的应用，大量的活性炭混入飞灰，影响飞灰的品质，同时该方法无法解决汞的二次释放问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种燃煤电厂烟气循环吸附剂脱汞装置及脱汞方法，本发明装置及方法是在不改变电厂现有设备的基础上，增加吸附剂喷射系统、磁分离系统及再生系统，利用磁性活性炭的磁分离特性，循环利用吸附剂脱汞，本发明旨在解决现有燃煤电厂脱汞技术成本高，飞灰品质受影响，现有设备被腐蚀，汞的二次释放的问题。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种燃煤电厂烟气循环吸附剂脱汞装置，其特征在于：包括设置在电除尘器2灰仓底部的磁选机4，通过携带磁性混合物气流输送管11连接在磁选机4出口的锥形分离器5，锥形分离器5底部设置压缩空气入口10，锥形分离器5顶部连通旋风分离器6，旋风分离器6底部连通吸附剂存储仓7，吸附剂存储仓7底部设置高温氮气入口9，吸附剂存储仓7顶部设置高温氮气出口8，高温氮气出口8连接汞回收系统；所述吸附剂存储仓7底部的再生磁性活性炭出口连通空预器1后的烟道。

所述磁选机4至少是两级磁选，筛选磁性活性炭效率大于90％。

所述锥形分离器5包括锥形分离塔12，从锥形分离塔12底部进入的压缩空气管束14，设置在锥形分离塔12内压缩空气管束14上部的锥形布风板16，锥形布风板16呈中间高，边缘低的特性，有利于密度较大的磁性物质从边缘排出；永磁铁13间隔布置在锥形布风板16的边缘位置，利于气流无法托起的较大磁性颗粒流出；所述锥形分离塔12下宽上窄，保证锥形分离器5顶部气体流速足以携带吸附剂，底部侧面为磁性物质排出口15，锥形布风板16底部设置带动其旋转的旋转电机17。

所述锥形布风板16的倾斜角度为5°～20°。

上述所述的燃煤电厂烟气循环吸收剂脱汞装置的脱汞方法，选取磁性活性炭作为烟气脱汞吸附剂，喷入空预器1后的烟道中脱除烟气中的汞，随后同灰分一起被电除尘器2捕集，经电除尘器2灰仓底部磁选机4分离出磁性活性炭和灰分中的磁性物质，利用灰分中磁性物质密度大于磁性活性炭密度的原理，混合物经过锥形分离器5实现分离，密度较小的吸附剂被压缩空气10携带，从锥形分离器5顶部排出，进入旋风分离器6分离后落入吸附剂存储仓7中备用，密度较大的磁性物质从锥形分离器5底部排出实现综合利用；吸附饱和的磁性活性炭存储在吸附剂存储仓7中，800℃高温氮气流从高温氮气入口9通入吸附剂存储仓7底部实现磁性活性炭再生，随后高温氮气携带汞蒸汽流从高温氮气出口8进入汞回收系统，再生后的磁性活性炭喷入空预器1后的烟道中，实现循环利用。

所述磁性活性炭吸附剂的磁含量为30％～50％，比饱和磁化强度为30～50emu/g，粒径大小为200至300目。

所述永磁铁13间隔布置在锥形布风板16的边缘位置，靠近永磁铁13位置吸引磁性物质，随着锥形布风板16转动远离永磁铁13位置时磁性物质脱离，此种布置方法有利于布风板上的磁性物质向物料出口流动；锥形布风板16由底部的旋转电机17带动，转速根据电厂灰分中磁性物质的平均大小调节。

本发明具有如下特点：

1)脱汞效率高，成本低：本发明选用磁性活性炭为循环吸附剂，可多次循环脱汞，大量喷射吸附剂提高脱汞效率；吸附剂可回收可再生，有效降低了脱汞成本，并且不会对飞灰品质产生影响。

2)电厂运行安全性高：本发明在不改变电厂现有设备的基础上仅仅增设磁性活性炭喷射和回收装置，脱汞过程不会对电厂设备产生腐蚀等问题，对电厂运行的安全性高。

3)防止汞二次污染问题：该方法可将吸附的重金属汞回收，有效防止了汞二次释放的问题。

附图说明

图1是本发明装置的系统示意图。

图2是本发明锥形分离器的结构示意图。

如图所示，1是空预器，2是电除尘器，3是脱硫塔，4是磁选机，5是锥形分离器，6是旋风分离器，7是吸附剂存储仓，8是高温氮气出口，9是高温氮气入口，10是压缩空气入口，11是携带磁性混合物气流输送管，12是锥形分离塔，13是永磁铁，14是压缩空气管束，15是磁性物质排出口，16是锥形布风板，17是转动电机，18是携带磁性活性炭气流出口。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的详细描述。

如图1所示，本发明一种燃煤电厂烟气循环吸附剂脱汞方法，选取磁性活性炭作为烟气脱汞吸附剂，喷入空预器1后的烟道中脱除烟气中的汞，随后同灰分一起被电除尘器2捕集，经灰仓底部磁选机4分离出磁性活性炭和灰分中的磁性物质，利用灰分中磁性物质密度大于磁性活性炭密度的原理，混合物经过锥形分离器5实现分离，密度较小的吸附剂被压缩空气10携带，从锥形分离器5顶部排出，进入旋风分离器6分离后落入吸附剂存储仓7中备用，密度较大的磁性物质从锥形分离器5底部排出实现综合利用；吸附饱和的磁性活性炭存储在吸附剂存储仓7中，800℃高温氮气流从高温氮气入口9通入吸附剂存储仓7底部实现磁性活性炭再生，随后高温氮气携带汞蒸气流从高温氮气出口8进入汞回收系统，再生后的磁性活性炭喷入空预器1后的烟道中，实现循环利用。

作为本发明的优选实施方式，选取磁含量为50％，比饱和磁化强度大于40emu/g，粒径大小为200至300目之间的磁性活性炭作为脱汞吸附剂。

作为本发明的优选实施方式，磁选机4选择两级磁选分离，在筛选磁性活性炭的同时，提高灰分中磁性物质的纯度，有利于灰分中磁性物质的资源化利用。

作为本发明的优选实施方式，采用气体输送磁性活性炭至空预器1后的烟道中，喷嘴的方向与烟气流向相同。

作为本发明的优选实施方式，经过磁选机4分离的携带磁性混合物输送管路11的喷嘴方向，与压缩空气管束对冲布置，有利于磁性活性炭在锥形分离器5内均匀分布。

作为本发明的优选实施方式，如图2所示，所述锥形分离器5包括锥形分离塔12，从锥形分离塔12底部进入的压缩空气管束14，设置在锥形分离塔12内压缩空气管束14上部的锥形布风板16，锥形布风板16呈中间高，边缘低的特性，有利于密度较大的磁性物质从边缘排出；永磁铁13间隔布置在锥形布风板16的边缘位置，利于气流无法托起的较大磁性颗粒流出；所述锥形分离塔12下宽上窄，保证锥形分离器5顶部气体流速足以携带吸附剂，底部侧面为磁性物质排出口15，锥形布风板16底部设置带动其旋转的旋转电机17。

作为本发明的优选实施方式，锥形布风板16由底部的旋转电机17带动，转速越大越利于磁性物质从锥形布风板16边缘分离，锥形布风板16的倾斜角度选择15°。