一种用于锅炉烟气颗粒物与重金属联合脱除的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于能源利用与环境保护领域，涉及一种可联合脱除燃煤锅炉烟气中颗粒物以及重金属的装置。
【背景技术】
[0002]汞、砷是具有严重生理毒性的化学物质，具有极强的生物累积性和致癌致畸性，是威胁人类健康和生态安全的重大环境问题。全球范围内煤炭的大量消耗，使得燃煤成为砷、汞最主要的人为污染源。各国继烟尘、SO#P NOx之后，普遍将重金属作为烟气污染控制的又一重点，特别是对汞、砷已经成为研宄的热点。随着燃煤烟气重金属排放标准的日趋严格，采用适当的技术方法实现烟气中重金属的高效脱除势在必行。
[0003]烟气中的汞以颗粒态汞Hgp、元素态汞Hgtl和氧化态汞Hg2+三种形式存在，其中颗粒态汞Hgp可通过除尘器脱除，氧化态汞Hg2+可在湿式脱除系统中吸收脱除，也可以被吸附转化为颗粒态被捕集脱除，元素态Hgtl由于成气态，且亲水性差，所以除尘器和湿式脱除系统对其脱除效率皆低。尽管烟气通过SCR系统时，少数元素态汞Hgtl会氧化成氧化态汞Hg2+，但是仍有相当大比例的元素态汞Hgtl不能通过常规烟气净化系统脱除。针对汞污染问题，目前国内外研宄大部分集中在两个方面。一是研宄高效经济的吸附剂，二是将元素态汞转化成氧化态汞Hg2+，利用气态二价汞具有更易被飞灰或吸附剂吸附且易溶于水的特点，将一部分气态二价汞吸附转化成固态颗粒汞在除尘器中脱除，或者转化成二价汞被湿法烟气脱硫装置吸收脱除。因此，一种有潜力的脱汞方式是利用催化剂将烟气中的Hgtl氧化，提高烟气中Hg2+的比例，从而增加下游除尘器以及WFGD对汞的捕获效率。
[0004]另外在脱砷方面，CaO、活性炭、金属氧化物等都是比较有效的吸附剂，能够通过化学吸附或者反应的形式，与烟气中的气态砷结合而将它转变为颗粒态，从而实现除尘装置对砷的捕获。与此同时，湿法脱硫装置对重金属砷也具有一定的脱除效率。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种用于锅炉烟气颗粒物与重金属联合脱除的装置，该装置对于重金属脱除包含了催化氧化脱除方法以及可回收吸附剂的吸附脱除方法，通过对该装置的结构设计，能够有效提高燃煤烟气重金属脱除效率，同时可以消除重金属脱除过程中吸附剂对粉煤灰综合利用的影响，实现吸附剂的循环利用，节约吸附剂，降低脱除成本。
[0006]本实用新型提供的装置，包括中空的壳体，沿着烟气流进方向，所述的壳体内依次设置电除尘区，汞催化氧化剂固定床，吸附剂喷射区以及袋式除尘区；电除尘区和袋式除尘区下方均设置有灰斗。壳体的一侧设置有烟气入口，在壳体的另一侧设置有烟气出口。
[0007]所述的汞催化氧化剂固定床，可设置床层至少为一层，所述固定床层若为多个，应保持多个固定床层沿烟气进入的水平方向依次并列设置。所述固定床层包括透气格栅I和透气格栅II，透气格栅I和II之间装填有催化氧化剂，催化氧化剂采用催化剂包的形式装填在进透气格栅之间。所述固定床层对应壳体的上方设置有可封闭的装料口，对应壳体的下方设置有可封闭的卸料口。所述装、卸料口均设置有电动阀门，实现自动完成装卸料。
[0008]本实用新型提供的一种吸附剂喷射系统，该喷射系统由输送管路和喷射管路两部分组成，吸附剂输送管道由壳体上方伸入装置内，有若干根吸附剂喷管等间距均匀垂直连通在吸附剂输送管道上，吸附剂喷管上装置多个喷枪，喷枪和喷管之间用软管连接，设置喷枪于喷管的两侧，设置喷枪喷出吸附剂方向与烟气气流方向垂直。相邻两根喷管上喷枪均匀错开排布，以保证喷枪喷出吸附剂时，两侧喷枪充分增加吸附剂覆盖面，同时也避免了对侧喷枪喷出的吸附剂相互堵塞喷枪。
[0009]设置汞催化氧化剂固定床，转化不易脱除的零价汞为二价汞，提高烟气中二价汞的比例，一方面利于后续吸附剂喷入吸附脱除重金属，提高吸附效率，另一方面，随着催化氧化，烟气中二价汞比例的提高，可以使WFGD设备充分发挥其脱汞作用。烟气通过上述的系统后，WFGD可以几乎完全脱除通过袋区后烟气中二价汞以及重金属砷。
[0010]在布袋除尘器前，设置吸附剂喷射区，可使得吸附剂活性炭附着在布袋表面，实则是在滤袋表面形成了吸附剂固定床，因此这一设置也实现了高效脱汞。
[0011]本实用新型的有益效果是该装置有效的利用现有技术协同脱除重金属的功能，重金属脱除效率高；实现了重金属及颗粒物脱除一体化，同时可实现固定床的自动化装卸料。利用该装置，电区捕集的粉煤灰可保证灰的品质，确保了粉煤灰的后续利用价值，吸附剂通过所述的喷射系统喷射，充分分散在烟气中，可有效提高吸附效率，从而实现高效脱除重金属。同时，吸附剂循环利用降低了吸附剂耗量，降低了脱汞成本。
【附图说明】
[0012]图1是一种用于锅炉烟气颗粒物与重金属联合脱除的装置图。
[0013]图2是吸附剂喷射系统示意图
[0014]图中，1-壳体，2-电除尘区，3-汞催化氧化剂固定床，4-吸附剂喷射系统，4-1-吸附剂输送管道，4-2-喷管，4-3-喷枪，5-袋式除尘区，6-灰斗，7-烟气进口，8-烟气出口，9-循环管道
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本发明的装置及方法进行详细的说明。
[0016]参见图1，一种用于锅炉烟气颗粒物与重金属联合脱除的装置，沿着烟气流进方向，中空的壳体(I)内，依次设置有电除尘区(2)，汞催化氧化剂固定床(3)，吸附剂喷射系统(4)以及袋式除尘区(5);电除尘区和袋式除尘区下方均设置有灰斗(6)。壳体的一侧设置有烟气入口(7)，在壳体的另一侧设置有烟气出口(8)。
[0017]燃煤锅炉高浓度烟气首先经过电除尘区(2)进行除尘过滤，去除大部分的飞灰颗粒物及部分颗粒态重金属，并贮存于灰斗I中，用于粉煤灰的回收利用，然后烟气经过汞催化氧化剂固定床(3)，烟气中绝大部分零价汞转化为二价汞；
[0018]在汞催化氧化剂固定床(3)和袋式除尘区(5)之间设置用于活性炭喷出的喷射系统(4)，溴化改性后活性炭，通过气流输送至汞催化氧化固定床与袋区之间管路(4-1)中，有若干根吸附剂喷管等间距均匀垂直连通在吸附剂输送管道(4-1)上，喷管上装置多个喷枪，粉末活性炭经喷枪喷射，充分分散在烟气中，经过汞催化氧化固定床的烟气中大部分二价汞以及重金属砷被吸附剂活性炭以及飞灰所吸附；
[0019]随后烟气进入袋区，吸附剂活性炭附着在布袋表面，滤袋表面实则形成了固定床吸附脱汞。袋式除尘区(5)将活性炭及逃逸飞灰捕集并贮存于灰斗2中，灰斗2中混合物的30% -40%外排，其余60% -70%循环至管道(9)再次作为吸附剂补充喷入循环利用；
[0020]通过布袋除尘器的烟气，进入WFGD，未被活性炭吸附剂所吸附的二价汞以及重金属砷被吸收脱除。
【主权项】
1.一种用于锅炉烟气颗粒物与重金属联合脱除的装置，其特征在于，包括中空的壳体(1)，沿着烟气流进方向，所述的壳体内依次设置有电除尘区(2)，汞催化氧化剂固定床(3)，吸附剂喷射系统(4)以及袋式除尘区(5);电除尘区和袋式除尘区下方均设置有灰斗(6)ο壳体的一侧设置有烟气入口(7)，在壳体的另一侧设置有烟气出口(8)。
2.根据权利要求1所述的颗粒物与重金属联合脱除装置，其特征在于，吸附剂喷射区设置有吸附剂喷射系统(4)，该系统由输送管路(4-1)和喷射管路(4-2)两部分组成，吸附剂输送管道由壳体上方伸入装置内，有若干根吸附剂喷管等间距均匀垂直连通在吸附剂输送管道上，吸附剂喷管上装置多个喷枪(4-3)，喷枪和喷管之间用软管连接，设置喷枪于喷管的两侧，设置喷枪喷出吸附剂方向与烟气气流方向垂直。
3.根据权利要求2所述的吸附剂喷射系统，其特征在于，所设置喷枪于喷管两侧，相邻两根喷管上喷枪均匀错开排布，以保证喷枪喷出吸附剂时，两侧喷枪充分增加吸附剂覆盖面，同时避免对侧喷枪喷出的吸附剂相互堵塞喷枪。
4.根据权利要求1所述的颗粒物与重金属联合脱除装置，其特征在于，所述的汞催化氧化剂固定床(3)，可设置床层至少为一层，设置固定床层如为若干个，应保持多个固定床层沿着烟气进入的水平方向依次并列设置。
5.根据权利要求4所述的固定床，其特征在于，固定床层包括透气格栅I和透气格栅II，透气格栅I和II之间装填有汞催化氧化剂，催化氧化剂采用催化剂包的形式装填在进透气格栅之间，所述固定床层对应壳体的上方设置有可封闭的装料口，对应壳体的下方设置有可封闭的卸料口，所述装卸料口均设置有电动阀门，实现自动完成装卸料过程。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于锅炉烟气颗粒物与重金属联合脱除的装置，该装置包含电除尘区、重金属催化氧化区、吸附剂喷射区以及袋式除尘区几部分。装置内沿烟气流进方向首先设置电除尘区，以高效捕集烟气颗粒物及颗粒态重金属汞、砷等；随后设置汞催化氧化剂固定床，实现烟气中零价汞向二价汞的转化；固定床后设置吸附剂喷射区以吸附脱除汞砷等重金属；吸附重金属的活性炭及逃逸飞灰进入袋区被捕集下来。电区灰斗下卸的为原品质粉煤灰，袋区灰斗下卸的为吸附重金属的活性炭和少量的粉煤灰，少量外排，大部分循环至管道再次喷入烟气循环利用。本实用新型提供的装置能够有效地实现颗粒物与重金属的联合脱除，大大提高燃煤烟气重金属脱除的效率。
【IPC分类】B01D53-10, B01D53-74, B01D53-64, B01D50-00
【公开号】CN204543944
【申请号】CN201520207706
【发明人】李德波, 吕建燚, 陆义海
【申请人】广东电网有限责任公司电力科学研究院, 华北电力大学（保定）
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年3月31日