一种燃煤烟气脱汞系统的制作方法

本实用新型属于燃煤烟气净化技术领域，具体为一种燃煤烟气脱汞系统。

背景技术：

燃煤烟气汞排放污染日趋引起国际关注，2013年10月我国签署《关于汞的水俣公约》，提出控制和减少汞排放量，从PVC生产、小规模和手工采金以及燃煤发电等行业首先开始削减汞排放量。2016年4月，人大常委会已经批准通过《关于汞的水俣公约》，中国已经成为《关于汞的水俣公约》的第三十个缔约国。

目前，国内还没有实际投入商业运行针对汞排放控制的专门脱除装置，大多数研究都是利用现有的污染物控制设施，除尘器和脱硫单元等实现协同减排，但协同减排的效果往往受到污染物控制设施自身工况的影响，脱汞的作用也有限。

公开号为CN 201410529219的专利文件，公开了一种降低燃煤电厂烟气汞排放的控制方法，其采用卤化盐溶液喷射和固相吸附剂喷射同步实施的方式控制汞排放，人工计算调节系统物料添加量，且未配备自动控制系统，耗费人力，不能实现工业现场24小时自动运行；再者，对比文件中卤化盐溶液采用喷射方式添加，喷射的液体喷雾很容易被设备内部正压密封风带走后直接排放，会造成不必要的浪费。

因此，本方案提供一种卤盐溶液滴加技术与固相吸附剂喷射技术的脱汞组合工艺，结合汞在线监测单元测量的数据，并根据电厂实时的汞浓度排放情况，调节卤盐溶液滴加量及固相吸附剂量的喷射量，以达到汞浓度的达标排放，同时最大程度上节约运行成本。

技术实现要素：

针对上述现有技术的缺点或不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种采用卤盐溶液滴加技术、固相吸附剂喷射技术以及汞在线监测单元的燃煤烟气脱汞系统。

为解决上述技术问题，本实用新型具有如下构成：

一种燃煤烟气脱汞系统，包括用于给燃煤机组滴加卤盐溶液的卤盐溶液滴加单元、对燃煤烟气喷射固相吸附剂的固相吸附剂喷射单元、实时监测排放烟气中元素汞及离子汞浓度的汞排放在线监测单元以及系统控制单元；所述卤盐溶液滴加单元与燃煤机组的入口连通；所述固相吸附剂喷射单元设置在燃煤机组中的烟气管道中；所述汞排放在线监测单元设置在燃煤烟气脱汞系统的烟气排放口；所述系统控制单元通过线缆与卤盐溶液滴加单元、固相吸附剂喷射单元以及汞排放在线监测单元连接。

所述卤盐溶液滴加单元包括储液罐，以及依次设置在与所述储液罐连通的管路上的计量输送泵、用于读取流量输送信号的流量计、用于反映管道输送压力的压力表以及电控阀；所述计量输送泵、流量计、压力表以及电控阀与系统控制单元连接；所述储液罐流出的卤盐溶液依次经过计量输送泵、流量计、压力表以及电控阀被不断滴加至燃煤机组中。

所述卤盐溶液滴加单元还包括手动阀，在正常工作状态，所述手动阀打开；在系统维护时，手动关闭所述手动阀。

所述卤盐溶液滴加单元中的管路采用聚四氟乙烯或全氟烷氧基树脂制成。

所述电控阀和燃煤机组之间的管路采用哈氏合金或Inconel 625制成。

所述固相吸附剂喷射单元包括内设有料位报警装置的储料仓、下料计量装置、吸附剂喷枪以及第一风机；所述储料仓的底部设置下料计量装置；所述吸附剂喷枪通过管路与下料计量装置连接；所述第一风机设置在与所述下料计量装置和吸附剂喷枪连接的管路的进料端头。

所述固相吸附剂喷射单元还包括用于盛放料袋的上料装置；所述上料装置通过管路与储料仓连接；所述料袋经电动提升装置提升至上料装置中；所述料袋的封口被打开后，盛放在其中的固相吸附剂依靠重力散落至所述上料装置的出料口；所述上料装置的出料口处还设有第二风机。

所述燃煤机组，所述燃煤机组包括至少一台给煤机，与所述给煤机对应连接的至少一台磨煤机，以及与所述磨煤机连接的锅炉；所述给煤机与所述卤盐溶液滴加单元的支路对应连接。

所述燃煤机组还包括依次设置在烟气管道中的对烟气进行脱硝处理的脱硝单元、空气预热器、除尘器、对烟气进行脱硫处理的湿法脱硫单元以及设置在排烟口处的烟囱，所述空气预热器的进口或出口烟道处设置固相吸附剂喷射单元；所述烟囱的排烟口处设置汞排放在线监测单元。优选的，所述空气预热器的出口烟道处设置固相吸附剂喷射单元。

与现有技术相比，本实用新型具有如下技术效果：本实用新型采用卤盐溶液滴加技术和固相吸附剂喷射技术的组合工艺，并利用汞在线监测单元实时测量数据、通过系统控制单元实时自动调节控制运行的方式，以实现工业生产过程24小时连续自动控制燃煤烟气中汞的排放。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1：本实用新型燃煤烟气脱汞系统示意图；

图2：本实用新型中卤盐溶液滴加单元结构示意图；

图3：本实用新型中固相吸附剂喷射单元结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

如图1所示，本实用新型燃煤烟气脱汞系统，包括卤盐溶液滴加单元10、固相吸附剂喷射单元20、汞排放在线监测单元30以及系统控制单元40，所述卤盐溶液滴加单元10与燃煤机组50的入口连通；所述固相吸附剂喷射单元20设置在燃煤机组50中的烟气管道中；所述汞排放在线监测单元30设置在燃煤烟气脱汞系统的烟气排放口，所述系统控制单元40通过线缆与卤盐溶液滴加单元10、固相吸附剂喷射单元20以及汞排放在线监测单元30连接。

所述燃煤机组50，所述燃煤机组50包括至少一台给煤机51，与所述给煤机51对应连接的至少一台磨煤机52，以及与所述磨煤机52连接的锅炉53；所述给煤机51与所述卤盐溶液滴加单元10的支路对应连接。

所述燃煤机组50还包括依次设置在烟气管道中对烟气进行脱硝处理的脱硝单元54、空气预热器55、除尘器56、对烟气进行脱硫处理的湿法脱硫单元57以及设置在排烟口处的烟囱58，所述空气预热器55的进口或出口烟道处设置固相吸附剂喷射单元20，本实施例中，所述固相吸附剂喷射单元20优选设置在空气预热器55的出口烟道处；所述烟囱58的排烟口处设置汞排放在线监测单元30。

所述卤盐溶液滴加单元10用于给燃煤机组50滴加卤盐溶液，所述固相吸附剂喷射单元20可对燃煤烟气喷射固相吸附剂，所述汞排放在线监测单元30可实时监测排放烟气中元素汞及离子汞浓度。本实用新型采用卤盐溶液滴加技术和固相吸附剂喷射技术的组合工艺，并利用汞在线监测单元实时测量数据、通过系统控制单元实时自动调节控制运行的方式，以实现工业生产过程24小时连续自动控制燃煤烟气中汞的排放。

如图2所示，所述卤盐溶液滴加单元10包括储液罐11，以及依次设置在与所述储液罐11连通的管路上的计量输送泵12、用于读取流量输送信号的流量计13、用于反映管道输送压力的压力表14、电控阀15以及手动阀16；所述计量输送泵12、流量计13、压力表14以及电控阀15与系统控制单元40连接；所述储液罐11排出的卤盐溶液依次经过计量输送泵12、流量计13、压力表14以及电控阀15被不断滴加至燃煤机组50中。在正常工作状态，所述手动阀16打开，在系统维护时，手动关闭所述手动阀16。所述卤盐溶液滴加单元10可以确保卤盐溶液精确的定量输送以及安全运行。

卤盐溶液滴加单元10在滴加卤盐溶液时，系统控制单元40同时控制电控阀15开启，流量计13将读取的实际流量信号输送到系统控制单元40。所述系统控制单元40通过读取的机组给煤量信号，并根据汞在线监测单元30测量得到的元素汞及离子汞的浓度值，计算溶液添加量，并给计量输送泵12发送输送流量的指令信号。所述压力表14用于反映管道输送压力，当压力过大时，所述压力表14发出报警信号，同时系统控制单元40关闭计量输送泵12和电控阀15，所述卤盐溶液滴加单元10停止工作。

所述手动阀16一般处于常开状态，当前端系统需要维护时，可手动关闭。

所述卤盐溶液滴加单元10采用滴加注入而不是喷射卤盐溶液，采用滴加注入方式可以保证卤盐溶液和煤直接混合；如果采用喷射方式添加卤盐溶液，喷射的液体喷雾被设备内部正压密封风带走直接排放，造成不必要的浪费。

作为进一步的改进，所述卤盐溶液滴加单元10中的管路采用聚四氟乙烯(PTFE)或全氟烷氧基树脂(PFA)制成，所述PTFE或PFA具有耐腐蚀、耐高低温等特点；所述电控阀15和燃煤机组50之间的管路采用哈氏合金或Inconel 625制成，所述哈氏合金或Inconel 625具有耐磨、防腐的性能。

所述卤盐溶液采用溴化钙或氯化钙等制备而成。

如图3所示，所述固相吸附剂喷射单元20包括储料仓21、下料计量装置22、至少一个吸附剂喷枪23、第一风机24以及用于盛放料袋26的上料装置25，所述吸附剂喷枪23的数量为4-12个，优选为8个，并可以根据实际情况进行适当的增加或较少。

所述上料装置25通过管路与储料仓21连接，所述料袋26经电动提升装置提升至上料装置25中；所述料袋26的封口被打开后，盛放在其中的固相吸附剂依靠重力散落至所述上料装置25的出料口；所述上料装置25的出料口处还设有第二风机，通过第二风机产生的压缩空气将固相吸附剂输送至储料仓21中。所述上料装置25可实现现场自动卸料，并不需要采用罐车的方式进行补料，自动化程度高，且节省劳动力等。

所述储料仓21的底部设置下料计量装置22。所述吸附剂喷枪23通过管路与下料计量装置22连接；所述第一风机24设置在与所述下料计量装置22和吸附剂喷枪23连接的管路的进料端头，通过第一风机24产生的压缩空气将固相吸附剂输送至吸附剂喷枪23，所述固相吸附剂经吸附剂喷枪23喷射与燃煤烟气管道中，并与烟气中的汞发生化学反应。

所述储料仓21内还设有料位报警装置，在固相吸附剂的料位低于设定值后，所述料位报警装置发出报警信号，通知操作人员进行补料。

所述固相吸附剂采用溴化活性炭等碳基吸附剂。

所述汞排放在线监测系统30实时测定烟囱排放烟气中的元素汞、离子汞浓度，并传输到系统控制单元40，由系统控制单元40根据烟气汞浓度值及机组运行参数，反馈控制固相吸附剂喷射单元20的物料添加量。

所述系统控制单元40采集机组运行参数，如给煤机的给煤量、负荷、烟气量、烟气汞排放形态和浓度等，再反馈调节卤盐溶液滴加单元10的启停和滴加量，以及吸附剂喷射单元20的喷射量，最终使尾部烟气汞排放达到目标值。

所述卤盐溶液滴加单元10中的卤盐溶液被不断滴加至给煤机51中的煤层上，然后滴加卤盐溶液的煤被输送至磨煤机52中进行粉碎混合处理，该破碎混合过程也有利于卤盐溶液和煤的充分混合；然后粉碎混合的煤被送入锅炉53燃烧，卤盐溶液使烟气中的元素汞转变为离子态汞，该离子态汞后续被除尘器56及湿法脱硫单元57进一步脱除。所述固相吸附剂喷射单元20喷射的吸附剂喷入烟道之后，很快和烟气混合，吸附剂和汞接触的过程中，即完成吸附和反应过程，然后吸附有汞的固相吸附剂被设置在管路中的除尘器56捕集，然后通过湿法脱硫单元57，所述烟气中的汞被脱除后最后从烟囱58排入大气中。

实施例：

该实施例仅用于说明该专利的应用情况，并不限制本实用新型专利的使用范围。

本实用新型应用于300MW燃煤发电机组，根据其实际烟气汞排放水平，系统设计溴化钙溶液滴加单元输送能力0-30kg/h(每个支路)，溴化活性炭喷射单元输送能力13.5-150kg/h。

所述卤盐溶液滴加单元10包含5个支路，分别与对应1号给煤机51、2号给煤机51、3号给煤机51、4号给煤机51、5号给煤机51连接，以实现不同给煤机51对应的卤盐溶液滴加支路的独立控制。每个支路的卤盐溶液添加量根据对应给煤机51的给煤量实时计算，再通过系统控制单元40反馈并控制计量输送泵12的溶液输送量。通过本实用新型燃煤烟气脱汞系统，可将机组烟气汞排放浓度从20ug/m³降低到1ug/m³(日均值)。

在烟气汞排放浓度较低的时候，可能仅需要运行卤盐溶液滴加单元10，离子态汞通过湿法脱硫单元57的协同脱除，就能够实现尾部烟气汞排放浓度达标。而当烟气汞排放浓度较高时，单纯依靠协同脱除汞则无法达标，此时则需要采用吸附剂滴加单元10和固相吸附剂喷射单元20同时运行，才能使其达标排放，因此系统可灵活调节运行方式，以实现组合工艺的经济运行。

本实用新型采用卤盐溶液滴加技术和固相吸附剂喷射技术的组合工艺，用于燃煤烟气汞排放进行控制，不仅利用了烟气处理设施的协同脱除作用，还具备专门的吸附脱汞装置，同时配备了全自动控制系统，极大节省人力物力的投入，方便管理，并可实现工业生产过程24小时连续自动控制燃煤烟气中汞的排放。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限定，仅仅参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围内。